1. PNAS：金納米粒子在細胞內的生物降解和再結晶過程
金納米顆粒（Au NPs）在生物醫學領域的應用正變得越來越廣泛。然而，人們對它們在生物體中的長期“命運”還知之甚少，目前的普遍認知也是認為Au NPs的惰性會妨礙它們的生物降解。巴黎大學Florence Gazeau和Florent Carn合作，在長達6個月的時間里，對原始成纖維細胞捕獲的Au NPs的生物轉化進行了監測。
研究結果發現，越小尺寸的AuNPs在細胞內降解消失得也更快，而這種降解是由NADPH氧化酶所介導的。同時，Au NPs的再結晶過程會產生生物礦化的納米結構，2.5 nm的Au NPs會自組裝成納米片，并且金屬硫蛋白是這一生物礦化過程的重要參與者。
AliceBalfourier, Florence Gazeau, Florent Carn. et al. Unexpected intracellularbiodegradation and recrystallization of gold nanoparticles. Proceedings ofthe National Academy of Sciences of the United States of America.2019
https://www.pnas.org/content/early/2019/12/17/1911734116
2. AEM: 噴墨印刷鈣鈦礦太陽能電池
將實驗室規模的自旋涂層鈣鈦礦太陽能電池（PSC）的高功率轉換效率（PCE）轉移到大面積光伏模塊，需要可擴展制造方法的顯著進步。數字噴墨印刷有望將鈣鈦礦薄膜以可擴展，節省成本和成本效益的方式沉積在各種基材上，并具有任意形狀。近日，卡爾斯魯厄理工學院Helge Eggers、Fabian Schackmar、Ulrich W. Paetzold等人展示了高質量的噴墨印刷三陽離子鈣鈦礦層，其厚度>1 μm，從而實現了前所未有的高PCE> 21％，穩定的功率輸出效率> 18％噴墨打印的PSC。深入的表征表明，使用該方法沉積的鈣鈦礦薄膜呈現柱狀晶體結構，無水平晶界，并在整個厚度范圍內延伸。對于該工藝，PSC的最佳厚度約為1.5 μm。X射線光發射光譜分析證實了表面預期的化學計量鈣鈦礦成分，并顯示出較厚薄膜的強烈偏差和不均勻性。微米厚的鈣鈦礦薄膜具有非常長的電荷載流子壽命，突出了其出色的光電特性。它們在下一代噴墨印刷鈣鈦礦太陽能電池，光電探測器和X射線探測器特別有前途。
Eggers,H. Schackmar, F. Paetzold， U. W. et al. Inkjet-PrintedMicrometer-Thick Perovskite Solar Cells with Large Columnar Grains. AEM 2019.
DOI:10.1002/aenm.201903184
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/aenm.201903184
3. AEM：TiO2納米管預嵌鋰形成SEI膜助力高性能鈉離子電池負極材料
近年來，鈉離子電池被視為最有希望取代鋰離子電池的新型儲能體系。不管對于鋰離子電池還是鈉離子電池，在電極-電解質界面處構建穩定均勻的SEI膜都是實現高容量、長循環、高倍率性能的關鍵。在本文中，阿卜杜拉國王科技大學的Patrick Schmuki團隊向我們展示了穩定的SEI膜在提升TiO2納米陣列的電化學性能方面的顯著作用。該文章的關鍵在于TiO2納米陣列的預鋰化能夠調控SEI為后續的Na+脫嵌提供空間。預鋰化后的TiO2陣列組裝成鈉離子電池后表現出優異的儲鈉循環性能和倍率性能：在50mA/g的電流密度下循環250周后的容量保持率高達99.9%，在1A/g的高倍率下仍然能夠實現高達132mAh/g的比容量。電化學性能改善的根源在于預嵌鋰不僅提升了材料的電子電導率，而且使得TiO2晶格拓寬利于鈉離子脫嵌。
GihoonCha, Patrick Schmuki et al, Li+ Pre‐Insertion Leads to Formationof Solid Electrolyte Interface on TiO2 Nanotubes That Enables High‐Performance Anodes for Sodium Ion Batteries, Advanced Energy Materials,2019
DOI：10.1002/aenm.201903448
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.201903448?af=R
4. AFM: 具有高離子電導率的Li-Al-O固態電解質保護金屬鋰負極
使用固態電解質來保護金屬鋰負極被視為發展新一代高比能二次電池的有效策略。在本文中，華中科技大學材料科學與工程學院的黃云輝教授與沈越副教授等發展了一種基于多晶鋁酸鹽的固態電解質（Li-Al-O）來對金屬鋰負極進行保護。在含有LiTFSI的電解液中，這種固態電解質能共通過金屬鋰表面羥基與三甲基鋁的反應而生成。這種Li-Al-O電解質由多晶LiAlO2、Li3AlO3、Al2O3、Li2CO3、LiF以及一些有機物質組成，其室溫離子電導率高達1.42×10-4S/cm。
這種固態電解質薄膜能夠保護金屬鋰免受空氣、水以及有機溶劑的侵蝕，同時又能夠抑制枝晶生長。在Li-Al-O電解質的保護作用下，Li/Li對稱電池和Li/O2電池的循環壽命都得到了延長，這說明該電解質薄膜在金屬鋰保護方面的有效性。
MeilanXie, Yue Shen, Yunhui Huang et al, A Li–Al–OSolid‐State Electrolyte with High Ionic Conductivityand Good Capability to Protect Li Anode, Advanced Functional Materials, 2019
DOI: 10.1002/adfm.201905949
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201905949?af=R
5. Angew: Cs2AgBiBr6的尺寸縮減：具有強極化敏感性的二維雜化雙鈣鈦礦
鹵化物雙鈣鈦礦（例如Cs2AgBiBr6）現已成為各種光電應用中鹵化鹵化物對應物的綠色替代品，但實現偏振敏感特性的潛在候選物仍未探索。近日，福建物質結構研究所Zhihua Sun等人通過縮小Cs2AgBiBr6的三維（3D）基序，成功設計了一種新的無鉛2D雜化雙鈣鈦礦（i-PA）2CsAgBiBr7（1，i-PA=異戊基銨）密閉的雙層結構，有機和無機薄片交替出現。令人驚訝的是，獨特的2D體系結構賦予了其高物理性質的各向異性，包括電導率和光吸收（在405 nm處，αb/αc= 1.9）。
這種各向異性屬性導致強烈的偏振敏感響應，具有高達1.35的二色比，可與某些2D無機材料相比。這是首次對極化敏感性強的雜化雙鈣鈦礦進行研究。此外，晶體器件1還具有快速響應速度（?200 μs）和出色的穩定性。這項工作表明了2D雜化雙鈣鈦礦家族的巨大潛力，有望成為有前途的光電候選材料，并為探索新的“綠色”偏振敏感材料開辟了一條新途徑。
Sun, Z. et al. DimensionalReduction of Cs2AgBiBr6: 2D Hybrid Double Perovskite withStrong Polarization-Sensitivity.
DOI: 10.1002/anie.201911551
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/anie.201911551
6. AM：光致缺陷工程---具有雙功能氧空位的二維黑色In2O3-x納米片增強的光熱催化性能
作為解決溫室效應和能源危機的解決方案，光熱二氧化碳（CO2）減排技術引起了極大的興趣，因此在解決環境問題和產生經濟效益方面發揮著至關重要的作用。In2O3-x是通過光驅動逆水煤氣變換反應將CO2轉化為CO的潛在光熱催化劑。然而，調節In2O3的結構和電子特性以協同增強光熱催化活性仍然是一個挑戰。近日，華中師范大學Shuxin Ouyang等利用超薄材料電子的局限性和表面原子的高暴露優勢，提出了一種通過光致缺陷工程將惰性In(OH)3活化為二維黑色In2O3-x納米片的新途徑。
作者通過理論計算和實驗結果驗證了該二維黑色In2O3-x納米片主體中雙功能氧空位的存在，這極大地增強了該材料CO2分子的光捕獲和化學吸附能力；此外，該材料具有接近100%的CO選擇性，效率可達103.21 mmol gcat-1 h-1，并具有出色的穩定性。該工作揭示了一個令人興奮的現象，即光是層狀In2O3系統上理想的外部刺激，并且可以通過光致缺陷工程有效地調節其電子結構。且該工作報道的策略可以擴展到更廣泛的應用領域。
YuhangQi, Shuxin Ouyang,* et al. Photoinduced Defect Engineering: EnhancedPhotothermal Catalytic Performance of 2D Black In2O3?x Nanosheets withBifunctional Oxygen Vacancies. Adv. Mater. 2019,
DOI: 10.1002/adma.201903915
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201903915
7. AM：從寬濕度范圍的污染空氣中高效生產清潔水
空氣中的大量水分是自然界中未經開發且被忽視的水資源，對于解決全球水資源短缺的問題非常有用。然而，從自然或甚至是朦朧的空氣中直接凝結水的效率很低，而且不可避免地會受到灰塵、有毒氣體和微生物等雜質的污染。在此方面，清華大學曲良體、程虎虎等人已經做了很多工作，近日，他們提出了一種基于多孔聚丙烯酸鈉/石墨烯骨架（PGF）的可飲用清潔集水器，能夠在寬濕度范圍的復雜污染空氣中收集水分，并且有效地吸收雜質，然后在太陽照射下釋放出清潔水。
在100％的相對濕度15％的情況下，該PGF分別表現出5.20 g g?1 和0.14 g g?1的超高平衡水吸收，對于收集的凈水，雜質的排除率高達97％。此外，作者建立了一個集水系統，每天每公斤PGF可生產超過25升的凈水，足以滿足幾個人的飲用水需求。這項工作為從大氣中有效生產清潔水提供了一種具有實際意義的新策略。
HouzeYao, Panpan Zhang, Yaxin Huang, Huhu Cheng, Chun Li, Liangti Qu. HighlyEfficient Clean Water Production from Contaminated Air with a Wide HumidityRange. Advanced Materials. 2019
DOI: 10.1002/adma.201905875
https://doi.org/10.1002/adma.201905875
8. AM綜述：半導體表面的Au、Ru金屬團簇及其在催化中的應用研究進展
金屬團簇通常由兩到幾百個原子組成，它們具有獨特的性質，并且隨組成團簇的原子的類型和數目而變化。金屬簇可以由精確數目的原子產生，因此具有特定的尺寸、形狀和電子結構。當金屬團簇沉積在基板上時，它們的形狀和電子結構取決于與基板表面的相互作用，因此也取決于團簇和基板的性質。沉積的金屬團簇具有離散的、獨立的電子能級，這些電子能級與組成單個原子、孤立的團簇和各自的塊體材料的電子能級不同。
近日，弗林德斯大學的Gunther G.Andersson等人綜述了半導體表面的Au、Ru金屬團簇及其在催化中的應用研究進展，介紹了以Au和Ru為中心的團簇的性質、金屬團簇的生成方法以及團簇在襯底表面的沉積方法，著重總結了金屬團簇在催化應用的研究進展，并描述了表征團簇修飾表面的方法。團簇修飾半導體表面的獨特性質對其在催化等領域的應用具有重要意義。
LiamHoward‐Fabretto; Gunther G. Andersson. MetalClusters on Semiconductor Surfaces and Application in Catalysis with a Focus onAu and Ru. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201904122
https://doi.org/10.1002/adma.201904122
9. AFM：結構異構化使明亮的NIR-II-AIEgen用于腦炎癥成像
近紅外第二窗口（NIR-II）缺少高量子產率（QY）的有機熒光團已成為生物成像領域的瓶頸。近日，香港科技大學唐本忠院士課題組與南開大學丁丹教授合作，提出了一個簡單的策略來解決這個問題：基于聚集誘導發射的分子設計原理的結構異構化。結合主鏈畸變和轉子扭曲，生成的NIR-II熒光團2TT-oC6B在1030nm處顯示出發射峰，在納米顆粒中顯示出11%的QY，是目前報道的最高值之一?？刂品肿幼C實扭曲的主鏈和扭曲的轉子在確定NIR-II熒光團的熒光性質方面起著同樣重要的作用。
為了使靶向能力達到深入定位的疾病，中性粒細胞（NEs）被用來穿透腦組織并在炎癥部位積聚。在此，研究人員發現攜帶2TT-oC6B納米顆粒的NEs可以穿透血腦屏障，并通過完整的頭皮和顱骨看到深層炎癥。值得注意的是，明亮的2TT-oC6B有助于顯著增強腦炎癥部位30.6的信號背景比。
Shunjie Liu, Chao Chen, Yuanyuan Li, et al. ConstitutionalIsomerization Enables Bright NIR‐II AIEgen for Brain‐Inflammation Imaging.Advanced Functional Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adfm.201908125
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201908125
10. Nature：睡蓮基因組與開花植物的早期進化
睡蓮屬于被子植物睡蓮目。無油樟目、睡蓮目和木蘭藤目共同構成了所謂的ANA級被子植物，是從最早譜系中分化出來的現存的譜系代表，導致現存的核心被子植物。近日，福建農林大學張亮生的研究小組，揭示了睡蓮基因組與開花植物的早期進化圖譜。研究人員描繪了藍色花瓣睡蓮（埃及藍睡蓮）409兆堿基的基因組序列。系統遺傳學分析結果證實無油樟目和睡蓮目是現存所有被子植物中僅有的相連姐妹譜系。埃及藍睡蓮基因組以及其他19個睡蓮轉錄組結果顯示Nymphaealean全基因組復制事件可能由睡蓮科和莼菜科共享。
該全基因組重復保留的基因中有調節開花過渡和花朵發育的基因同源物。藍睡蓮花ABCE基因同源物的廣泛表達可能支持了早期被子植物花器官中同源ABCE活躍轉錄模型。睡蓮已經進化出誘人的花香和顏色，這是與核心被子植物共有的特征，研究人員鑒定了藍睡蓮中它們的假定生物合成基因?；ㄏ惚澈蟮幕衔锖蜕锖铣苫虮砻鳎鼈兣c核心被子植物的進化是平行的。由于其處在獨特的系統發育位置，藍睡蓮基因組為被子植物的早期進化提供了線索。
Liangsheng Zhang, Fei Chen, Xingtan Zhang, etal. The water lily genome and the early evolution of flowering plants.Nature, 2019.
DOI: 10.1038/s41586-019-1852-5
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1852-5
11. Cell：肺纖維化的分子機制
纖維化可在大多數器官發生并導致器官衰竭。最常見的肺纖維化類型被稱為特發性肺纖維化，纖維化開始于肺周圍，然后向肺中心發展，最終導致進入性衰竭。目前對該病的發病機制和從外周到中心的發展過程知之甚少。近日，南京醫科大學附屬無錫人民醫院陳靜瑜和北京生命科學研究所湯楠等人，研究發現肺泡干細胞（AT2細胞）中Cdc42功能的喪失會導致周圍到中心的進行性肺纖維化。
進一步表明，在肺切除術后和未治療的老年小鼠中，Cdc42-nullAT2細胞不能再生新的肺泡，從而導致AT2細胞持續暴露于升高的機械張力。同時，該研究證明升高的機械張力會激活AT2細胞中的TGF-β信號轉導環，從而驅動肺纖維化的外周向中心發展?？偠灾?，該研究在受損的肺泡再生，機械張力和進行性肺纖維化之間建立了直接的聯系。亮點：1. 肺泡再生受損導致肺泡持續張力升高；2. 機械張力升高激活AT2細胞TGF-β信號循環；3. 機械張力對肺泡的影響不是均勻分布的；4. 機械張力激活的TGF-β信號傳導對纖維化進展至關重要。
Huijuan Wu, Yuanyuan Yu, Huanwei Huang, et al. ProgressivePulmonary Fibrosis Is Caused by Elevated Mechanical Tension on Alveolar StemCells. Nature, 2019.
DOI: 10.1016/j.cell.2019.11.027
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)31284-X#%20
