1. Science Advances：可穿戴無線設備自動監測人體電磁輻射
暴露于來自太陽和人工照明系統的電磁輻射（EMR）是一個可改變的危險因素，可導致多種健康狀況，包括皮膚癌、皮膚老化、睡眠和情緒障礙以及視網膜損傷。個體化電磁輻射劑量測定技術可以引導人們的生活方式朝著確保健康暴露水平的行為發展。
有鑒于此，美國西北大學John A. Rogers院士團隊報道了一個毫米級、超低功率數字劑量計平臺，該平臺在一個或多個波長的自主模式下同時提供連續EMR劑量的測量，并可通過無線遠程通信與標準消費設備進行時間管理。單個小型紐扣電池可支持多年的壽命，這是由具有積累模式的檢測與光適應的光能，結合超低功率電路設計而實現的。實地研究表明，這種類型的單模式和多模式劑量測定平臺的重點是監測來自室內照明和顯示系統的短波藍光以及來自太陽的紫外/可見/紅外輻射。
KwonK, Heo SY, Yoo I, Banks A, Chan M, Lee JY, et al. Miniaturized, light-adaptive,wireless dosimeters autonomously monitor exposure to electromagnetic radiation.Science Advances. 2019;5(12):eaay2462.
DOI:10.1126/sciadv.aay2462
https://advances.sciencemag.org/content/5/12/eaay2462
2. Science Advances：使用光致變色導航星，將光聚焦在活組織內部
通過工程波前將光聚焦到散射介質內的導航星上，在成像，操縱，刺激和治療方面具有潛在的生物醫學應用。然而，生物組織中缺乏內源性導航星阻礙了其向體內應用的轉化。有鑒于此，美國加州理工學院汪立宏院士聯合紐約愛因斯坦醫學院Vladislav V. Verkhusha教授課題組使用可逆變換的細菌光敏素蛋白作為活體組織中的基因編碼的光致變色導航星（GePGS），以將光子標記在目標位置，從而通過波前整形實現光在組織內部的聚焦。由于基于細菌光敏素的GePGS在遠紅外和近紅外照明下吸收光的方式不同，因此可以創建較大的動態吸收對比度來標記組織內的光子。
通過以獨特的頻率調節GePGS，研究人員抑制了GePGS與組織運動之間的競爭，并在體內小鼠腫瘤和急性小鼠腦組織內形成緊密聚焦點，從而提高了光傳輸效率和特異性。另外，具有不同顏色的GePGS蛋白的光譜多路復用也是很有吸引力。因此，充分利用GePGS的組織特異性表達和有效的光調制能力，可以將光有效地深度聚焦到目標組織（例如腫瘤）上，這有望帶來新的應用，例如光動力療法（PDT）。通常，PDT使用NIR光激活光敏劑以破壞腫瘤。但是，強烈的組織散射會大大降低光傳輸效率并限制PDT的穿透。現在，GePGS引導的光聚焦克服了這些限制，并可以在以前無法到達的組織深度有效利用光子，從而促進PDT。
YangJ, Li L, Shemetov AA, Lee S, Zhao Y, Liu Y, et al. Focusing light inside livetissue using reversibly switchable bacterial phytochrome as a geneticallyencoded photochromic guide star. Science Advances. 2019;5(12):eaay1211.
DOI:10.1126/sciadv.aay1211
https://advances.sciencemag.org/content/5/12/eaay1211
3. Chem. Soc. Rev.: 二維鉍在能源領域的應用
石墨烯的成功剝離，為二維材料的高性能應用打開了廣闊的前景。其中，二維鉍（Bi）材料由于其獨特的性能，可用于節能、能源存儲和轉換器件的制造。最大體隙（甚至大于錫和銻的體隙）也使得使2D Bi成為構建室溫拓撲絕緣體的最有希望的材料。此外，二維Bi電催化劑在高性能鈉離子電池領域，起到增強循環壽命，提高電化學活性的重要作用。同樣，二維Bi的空氣穩定性優于硅烯，鍺烯，磷烯和砷烯，這可以使其在更多的實際應用成為可能。
南京理工大學的曾海波，ShengliZhang和南洋理工大學MartinPumera團隊旨在徹底探索2D Bi的基本原理及其制備方法的優化，以進一步彌合能源應用中理論預測與實驗結果之間的差距。本文首先介紹了2D Bi在2D材料中的地位，然后介紹其固有特性以及各種制備方法。可以預見，2D Bi對高性能器件的巨大影響，將為能源科學添加新的支柱。此外，在最近對其他2D材料的莫爾超晶格的開創性研究的背景下，鉍制備技術的優化及其獨特的性能甚至可能使2D Bi在未來與能源有關的旋子學中發揮重要作用。
Advancesof 2D bismuth in energy sciences，Chem. Soc. Rev., 2019
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/cs/c9cs00551j#!divAbstract
4. Chem. Soc. Rev.: 膠體量子點太陽能電池中的光激發載流子動力學
膠體量子點太陽能電池（QDSC）的認證功率轉換效率（PCE）記錄在過去幾年中已從不足4％大幅提高到16.6％。但是，QDSC的記錄PCE值仍大大低于理論效率。迄今為止，缺少對QDSC中光激發載流子動力學的總結。QDSC的光伏性能仍然受到光電壓，光電流和填充因子的限制，而光電壓，光電流和填充因子主要由器件中的光激發載流子動力學決定，包括載流子（或激子）的產生，載流子的提取或轉移以及載流子的重組過程。
日本的電氣通信大學的沈青、陜西師范大學GuohuaWu和南京大學的鄒志剛團隊總結并討論了整個QDSC中從單個量子點（QD）到整個器件的光激發載流子動力學，以及用于分析光激發載流子動力學的表征方法。討論了包括光激發多激子生成（MEG），熱電子提取以及相鄰QD之間的載流子轉移以及QDSC的每個界面處的載流子注入和復合在內的最新研究。還討論了光激發載流子動力學對量子點的物理化學性質和量子點控制器件的光電性能的影響。
Photoexcitedcarrier dynamics in colloidal quantum dot solar cells: insights into individualquantum dots, quantum dot solid films and devices，Chem. Soc. Rev., 2019
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/cs/c9cs00560a#!divAbstract
5. Angew：具有光催化抑菌活性的MOFs用于自動控制室內濕度
具有長期穩定性和可逆高吸水特性的金屬有機框架（MOFs）是集水和室內濕度控制的理想材料。近日，北京理工大學王博，林政國，Yuanyuan Zhang等報道了一種新型的介孔且高度穩定的MOFs，BIT‐66，其具有室內濕度控制功能和光催化抑菌作用。
實驗發現，BIT‐66 (V3(O)3(H2O)(BTB)2)在相對濕度為45％-60％范圍內具有出色的水分可調性，吸水率和工作容量分別為71wt％和55wt％，在水的吸附-解吸循環中顯示出良好的可回收性和出色的性能。更重要的是，該MOFs在可見光下表現出獨特的光催化抑菌性能，可以有效改善吸水材料中的細菌和/或霉菌滋生問題。該工作可能為空調建筑物，航天飛機和潛艇中先進的室內濕度控制系統的設計提供啟發。
DouMa, Yuanyuan Zhang,* Zhengguo Lin,* Bo Wang*, et al. A Hydrolytically Stable V(IV)‐Metal‐Organic Framework with Photocatalytic Bacteriostatic Activity forAutonomous Indoor Humidity Control. Angew. Chem. Int. Ed., 2019
DOI: 10.1002/anie.201914762
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201914762
6. Angew：逐步合成策略制備高質子傳導性能高穩定性的COFs用于氫燃料電池
開發新材料制備高性能質子交換膜（PEM）用于燃料電池具有重要意義。近日，南開大學Zhenjie Zhang等創建了一種逐步合成策略，開發出了一系列高度結晶，多孔和穩定的新型共價有機框架（COFs）材料。作者將高密度的偶氮基團和酚羥基基團整合到COFs結構中，從而使偶氮基團成為質子受體和添加酸的負載位點，而酚羥基基團則充當促進質子傳導的質子供體。合成的COFs在強酸或強堿（例如12 M NaOH或HCl）和沸水中顯示出高親水性和極好的穩定性。
這些功能使得合成的COFs成為質子傳導應用的理想平臺。此外，在裝載H3PO4后，該COFs（H3PO4@COFs）不僅實現了1.13×10-1 S/cm的超高質子電導率，（是所有COFs材料中最高的），而且在較寬相對濕度（40-100％）和溫度（20-80°C）范圍還保持著高質子電導率。使用H3PO4@COFs作為固體電解質膜來制備膜電極組件用于質子交換，可實現的最大功率密度為81 mW/cm2和最大電流密度為456 mA/cm2，超過了以前報告的所有COFs材料。該工作不僅開發了制備具有多個鍵鏈接的COFs的方法，而且為質子傳導和PEM燃料電池性能樹立了新的COFs基準。
YiYang, Zhenjie Zhang*, et al. Accelerating SelectiveSemihydrogenation by Metal‐Organic Frameworks. Angew. Chem. Int.Ed., 2019
DOI: 10.1002/anie.201913802
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201913802
7. Nano Lett.：含有水凝膠的持久發光納米顆粒用于對腫瘤轉移進行成像
轉移是癌癥發病和造成死亡的主要原因。天津大學仰大勇教授團隊制備了一種包含水凝膠(PL-gel)的持久發光納米顆粒(PLNPs)，并將其用于靶向、持續和無自身熒光的腫瘤轉移成像。PLNPs具有可再生的持久近紅外(NIR)發光，可以實現無背景干擾的深層組織穿透成像。實驗將PLNPs與4-羧基苯基硼酸(CPBA)相結合以生成PLNPs-CPBA，該CPBA可特異性識別轉移性乳腺癌細胞(MBA-MD-231 cells)，并可通過受體介導的內吞作用對癌細胞進行特異性標記。
而被PLNPs-CPBA標記的癌細胞不會影響其遷移和侵襲的能力，并具有很好的成像性能和高的存活率。實驗將PLNPs-CPBA進一步包裹于藻朊酸鹽中以形成PL-gel，該凝膠可用于持續釋放PLNPs-CPBA和標記腫瘤細胞的，并且PLNPs-CPBA懸浮液相比，PL-gel表現出更強的可再生持久發光。實驗結果表明，PL-gel可以對腫瘤的轉移進行無背景干擾、無創和高選擇性成像。
HuaixinZhao, Chunxia Liu, Dayong Yang. et al. Persistent Luminescent NanoparticlesContaining Hydrogels for Targeted, Sustained, and Autofluorescence-Free TumorMetastasis Imaging. Nano Letters. 2019
DOI:10.1021/acs.nanolett.9b03755
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b03755
8. AEM: 一元金屬氫氧化物也能高效OER？
析氧反應（OER）緩慢的動力學過程阻礙了電解水制氫的進展。近年來，大量基于過渡金屬元素（Fe、Co、Ni、Mn等）的高效低成本催化劑被用于增強OER進程。在這些催化劑中，NiFe、NiCo、NiCo、ZnCo、MnCo和FeCoW等二元或多元過渡金屬氧化物或氫氧化物在堿性介質中表現出優異的OER催化活性。大量的研究結果也證明，不同金屬間的協同作用和界面的電子結構有利于提升OER催化性能。近日，大連理工孫立成教授報道了一種富含O空位的CoOOH一元金屬氫氧化物，也能實現高效OER，在沒有任何碳添加劑且電流密度為10 mA cm-2時過電勢為282 mV。
具體思路為：制備Co2(OH)3Cl/VOy的復合物，然后通過簡單的CV可以刻蝕除去VOy，而且在CV過程中Co2(OH)3Cl會轉變為CoOOH。顯而易見地，采用這種選擇性除去VOy的方法，可以通過調整復合物中VOy的含量來調控CoOOH表面的性質，同時也在CoOOH表面引入邊界無序分布的O空位。此外，這種刻蝕除去VOy的方法成功擴展到一元鐵元素催化劑，使得Fe基催化劑的的OER性能可以和RuO2相媲美。這說明這種策略具有普適應，可以應用到其他材料（Cu、Mn、Ni等）的合成中。這項工作提供了一種新穎的、合理的設計高效OER催化劑的思路。
Ke,F.; Haiyuan, Z.; Lele, D.; Licheng, S., Selectively Etching Vanadium Oxide toModulate Surface Vacancies of Unary Metal–Based Electrocatalysts for High‐PerformanceWater Oxidation. Adv. Energy Mater. 2019.
DOI:10.1002/aenm.201903571
https://doi.org/10.1002/aenm.201903571
9. AFM：高穩定性抗凍的兩性離子滲透電解質基水凝膠
導電水凝膠由于具有良好的導電性和機械柔性，已成為柔性電子領域的一種新型材料。然而，導電水凝膠中大量的水不可避免地會在零度以下凍結，從而會導致其離子傳輸能力和彈性的降低。近日，天津大學張磊課題組首次提出一種兩性離子滲透劑(如甜菜堿、脯氨酸)的仿生抗凍劑，以防止含氯化銨的海藻酸鈣/聚丙烯酰胺水凝膠的凍結。作者通過簡單的一鍋溶劑置換法，兩性離子滲透液可以置換水凝膠中的水分子。由于兩性離子型滲透液具有優異的抗凍性，因此所得的兩性離子滲透液凝膠在-40℃下也能表現出優異的離子電導率(高達約2.7 s·m-1)，超過了大多數報道值，并且能在較寬的溫度范圍內(-40~25℃)保持穩定的靈活性。
作者制備了兩種類型的水凝膠基的柔性電子器件，包括電容傳感器和電阻傳感器，都可以在-40°C時保持其響應功能。這項工作為制備具有抗凍能力的導電水凝膠提供了一種新的解決方案，可以拓寬柔性電子器件的工作溫度范圍。更重要的是，兩種基于水凝膠的柔性電子器件，包括電容傳感器和電阻傳感器，可以在40℃下保持其響應功能，這項工作為制造具有抗凍能力的導電水凝膠提供了一種新的解決方案，可以拓寬柔性電子器件的工作溫度范圍。
XiaojieSui, Hongshuang Guo, Pengguang Chen, Yingnan Zhu, Chiyu Wen, Yihang Gao, JingYang, Xiangyu Zhang, Lei Zhang. Zwitterionic Osmolyte‐Based Hydrogels with Antifreezing Property, High Conductivity, andStable Flexibility at Subzero Temperature. Advanced Functional Materials. 2019
DOI: 10.1002/adfm.201907986
https://doi.org/10.1002/adfm.201907986
