1. JACS：通過鏑基單分子磁體光致變色鏈的單晶至單晶異構化實現磁滯光調制
由雙穩態磁性基態而表現出緩慢的磁弛豫的分子被統稱為單分子磁體，它是下一代信息存儲方案的有吸引力的候選者。近日，法國雷恩大學Kevin Bernot，Lucie Norel等通過雙吡啶基二噻吩基乙烯（DTE）光致變色單元與高度各向異性的鏑基單分子磁體[Dy(Tppy)F(pyridine)2]PF6反應合成了一種一維配位固體。
研究發現，該鏈化合物具有緩慢的磁弛豫特性，且橋聯的DTE配體可通過光異構化誘導單晶到單晶的轉變，這可以通過光晶體學對其進行監測。值得注意的是，所得鏈狀化合物的低溫弛豫速度比原來的鏈狀化合物更快。從頭算計算表明，這種光調制地磁弛豫行為是由于晶體堆積的變化引起的，而不是由于配體異構化導致的晶體分裂場變化引起的。該工作是在鑭系元素基系統中成功實現了磁滯行為的光調制的第一個例子，作者正在尋求通過晶體工程來最大化這種光調制效果。
MaherHojorat, Lucie Norel,* Kevin Bernot*, et al. Hysteresis Photomodulation viaSingle-Crystal-to-Single-Crystal Isomerization of a Photochromic Chain ofDysprosium Single-Molecule Magnets. J. Am. Chem. Soc., 2019
DOI:10.1021/jacs.9b10584
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b10584
2. Angew：高曲率過渡金屬硫族化物納米結構高效電催化CO2還原
將CO2電化學還原為高附加值的化學品和燃料可以以化學鍵的形式存儲可再生能源（太陽能，風能等）。在CO2還原反應（CO2RR）產生的眾多產品中，CO特別重要，因為使用H2O作為反應介質實現CO到燃料的轉化在動力學上更有利。但是到目前為止，具有高CO部分電流密度（jCO）（> 200 mA cm-2）和法拉第效率（FE）大于95％的無貴金屬催化劑幾乎未見報道。將CO2轉化為有用燃料的挑戰主要來自將CO2轉化為CO2?或其它中間體的過程，這通常需要貴金屬催化劑，高過電勢和/或電解質添加劑（例如，離子液體）。
近日，中科大俞書宏，高敏銳等報道了一種微波加熱策略，用于合成過渡金屬硫屬元素化物納米結構，該結構可以有效地將CO2電還原為CO。實驗表明，合成的硫化鎘（CdS）納米針陣列在1.2V（相對于可逆氫電極）電壓下電催化CO2RR，具有212 mA cm-2的電流密度，CO法拉第效率為95.5±4.0％。實驗和計算研究表明，具有強的鄰近效應的高曲率CdS納米結構催化劑會產生較大的電場增強作用，這可以濃縮堿金屬陽離子，從而提高CO2的電還原效率。
Fei-YueGao, Shao-Jin Hu, Min-Rui Gao*, Shu-Hong Yu*, et al. High‐curvature transition metalchalcogenide nanostructures with profound proximity effect enable fast andselective CO2 electroreduction. Angew. Chem. Int.Ed., 2019
DOI: 10.1002/anie.201912348
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201912348
3. Angew：Mo2C-MoOx異質結構：原位表面重構促進高效電催化HER
電解水析氫反應（HER）是將間歇性電能（來自太陽能，風能等）轉化為穩定的氫能的有效方法，但這需要高效的電催化HER催化劑。研究反應條件下的無貴金屬電催化劑的表面重整對理解結構性質關系和開發及設計更好的催化劑的原理很重要。近日，暨南大學Qingsheng Gao，華南理工大學Lichun Yang等采用碳布上的Mo2C-MoOx（Mo2C-MoOx/CC）異質結構作為環境條件下易氧化的電催化劑模型，以揭示析氫反應（HER）過程中的表面重構。
拉曼光譜結合電化學測試研究表明，表面的Mo（VI）氧化物被原位還原為Mo（IV），從而在酸性條件下明顯促進了HER。密度泛函理論計算表明，Mo=O端原位還原表面可有效地使裸Mo2C上具有非常負的ΔG(H*)，接近熱力學中性，這解決了快速HER動力學的H*解吸困難。不出所料，最佳的Mo2C-MoOx/CC僅需要60 mV的低過電勢即可在1.0 M HClO4中達到-10 mA cm-2的電流密度，優于Mo2C/CC以及大多數非貴金屬電催化劑。該工作為理解電催化劑的構效關系提供了重要見解，并為將來開發設計更高效電催化劑提供了參考。
LiuqingHe, Lichun Yang*, Qingsheng Gao*, et al. Molybdenum Carbide‐Oxide Heterostructures: in‐situ Surface Reconfiguration toward Efficient ElectrocatalyticHydrogen Evolution. Angew. Chem. Int. Ed., 2019
DOI: 10.1002/anie.201914752
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201914752
4. AM：具有導電性，不流動性和催化能力的高氮摻雜的碳/石墨烯片用作高效的硫宿主
鋰硫（Li–S）電池被認為是下一代電化學能量存儲最有希望的候選系統之一。該系統的主要挑戰是多硫化物梭，它會導致電池差的循環效率。近日，廣東工業大學Zhan Lin，Chao Chen等設計了一種高氮摻雜的碳/石墨烯（NC/G）板作為硫宿主，它結合了豐富的N活性位和高電導率的優點，從而實現了多硫化鋰（LiPSs）的原位錨固-轉化。
該材料不僅與LiPS具有強的結合力，而且還促進了氧化還原動力學，作者通過實驗研究和理論研究都得到了證實。基于NC/G宿主的硫陰極具有1380 mA h g-1的高初始容量和出色的循環穩定性，在2C下500次循環中每個循環的容量衰減為0.037％。即使電解液中不添加LiNO3，也可以獲得具有高硫負荷（5.6 mg cm-2）的穩定的areal容量。該工作表明了LiPS原位錨固-轉換的重要性，為設計用于高性能Li-S電池的多功能硫宿主提供了一種新策略。
HuifangXu, Chao Chen,* Zhan Lin,* et al. Integrating Conductivity, Immobility, andCatalytic Ability into High‐N Carbon/Graphene Sheets as an Effective Sulfur Host. Adv. Mater. 2019,
DOI: 10.1002/adma.201906357
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201906357
5. Adv. Sci.：單個麥克風實現3D空間中的聲音定位和分離
傳統的聲音定位和分離方法是基于人工系統中的麥克風陣列。受人類聽覺系統選擇性感知的啟發，中國科學院賈晗、楊軍等人設計了一種多聲源偵聽系統，該系統僅使用帶有超材料外殼的單個麥克風，就可以分離同時重疊的聲音并在三維空間中定位聲源。該外殼通過給每個方向賦予特征標記，以一種依賴于方向的方式改變麥克風的頻率響應。
因此，可以利用壓縮感知算法并從調制后的混合信號實驗重建關于聲源的位置和音頻內容的信息。由于所提出的重建算法的計算復雜度較低，設計的系統還可以應用于源識別和跟蹤。系統在多種現實生活場景中的有效性通過多次隨機聽力測試進行評估。基于超材料的單傳感器聽覺系統為聲音定位和分離開辟了一條新的途徑，可應用于智能場景監控和機器人試聽。
XuecongSun, Han Jia, Zhe Zhang, Yuzhen Yang, Zhaoyong Sun, Jun Yang. SoundLocalization and Separation in 3D Space Using a Single Microphone with aMetamaterial Enclosure. Advanced Science. 2019
DOI: 10.1002/advs.201902271
https://doi.org/10.1002/advs.201902271
6. Nano Energy：高親鈉性的滲透雙導電骨架助力高穩定鈉負極
金屬鈉（Na）的高理論容量和豐富的地球資源使其有望成為基于鈉離子化學電池的最終負極。然而，鈉枝晶、不穩定的固態電解質間相（SEI）和巨大的體積變化會使鈉電池迅速衰減并引發安全隱患。基于此，同濟大學的黃云輝教授和羅巍研究員利用熔融的Na和SnO2之間的自發反應，在Na金屬中形成了滲透的Na-Sn合金/Na2O框架。它可以有效地將“無主”鈉固定在雙離子/電子導電基體中，同時改善電極表面化學性能。
通過密度泛函理論（DFT）計算，驗證了由Na-Sn合金/Na2O框架實現的高“親鈉性”和低Na+擴散勢壘。在對稱池中使用碳酸鹽和醚基電解質，無需任何添加劑，即可實現穩定的Na電鍍/剝離。與Na3V2（PO4）3正極配對的全電池展現了良好的循環性能，在1 C倍率下循環300圈后，其容量保持率仍有83%，而且，其在10 C的高倍率下也表現出有前途的性能。這項工作為Na金屬負極的雙離子/電子導電結構的設計提供了一種新的方法，這種方法具有時間和成本效益，可以進一步指導金屬負極的合理設計，使其具有高速率、無枝晶生長和體積變化最小的優點。
XueyingZheng, Wenjuan Yang, Zhongqiang Wang, Liqiang Huang, Sheng Geng, Jiayun Wen,Wei Luo, Yunhui Huang. Embedding a percolated dual-conductive skeleton withhigh sodiophilicity toward stable sodium metal anodes. Nano Energy 2020, 69,104387.
DOI:10.1016/j.nanoen.2019.104387
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519311012
7. Nano Energy：超柔性、高靈敏度的摩擦電納米發生器作為自供電人體生理信號監測的電子皮膚
具有觸覺感知特性的電子皮膚(E-skin)在疾病診斷和健康評價方面具有巨大的潛力，但超柔度和高靈敏度并不能完美兼具，因此限制了電子皮膚的廣泛應用。近日，中北大學丑修建等研究人員，報道了一種以超柔性微錐聚二甲基硅氧烷(mf-PDMS)陣列薄膜和銅電極為基本摩擦單元的接觸式分離摩擦電納米發生器(CS-TENG)，該摩擦電納米發生器能夠很好地實現自供電的微弱生理信號監測。CS-TENG采用彈性mf-PDMS作為主體和摩擦層，實現與不規則人體皮膚的超柔性、保形接觸。
通過對微機電系統（MEMS）制備工藝的探索，制備了一種均勻可控的mf陣列結構，利用了法向應力和剪切應力，從而增加了摩擦，提高了器件的靈敏度。CS-TENG顯示高靈敏度（5.67V/105Pa）、良好線性（R2=0.99電壓）、高穩定性（超過80000個周期）和快速響應時間（60ms）。CS-TENG具有這些突出的特點，可以在各種生理條件下感知腕部脈搏的細微變化，也可以很容易地排列成1×3的陣列，模擬中醫三指脈診。本工作為制備超柔軟、高靈敏度TENG的電子皮膚提供了一種新的途徑，并展示了其潛在的應用前景。
Junbin Yu, Xiaojuan Hou, Jian He, et al. Ultra-flexibleand High-Sensitive Triboelectric Nanogenerator as Electronic Skin forSelf-Powered Human Physiological Signal Monitoring. Nano Energy, 2019.
DOI: 10.1016/j.nanoen.2019.104437
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519311541
8. Nano Energy：多功能芳綸納米纖維助力全固態鋰電聚合物電解質全面升級
令人滿意的離子電導率和機械穩定性是固體聚合物電解質在鋰離子電池中應用的先決條件。在此，華北電力大學的李美成教授團隊通過使用芳香族聚酰胺納米纖維（ANFs）作為多功能納米添加劑，通過1D ANFs之間的氫鍵相互作用，實現了具有3D ANF網絡框架的聚環氧乙烷（PEO）-LiTFSI電解質的全面升級。ANF與PEO鏈和TFSI?陰離子之間的氫鍵相互作用可以極大地防止ANF團聚，抑制PEO結晶，促進LiTFSI的離解并延長3D ANF骨架/PEO-LiTFSI界面上的離子傳輸路徑。
因此，ANF改性的電解質顯示出8.8×10?5 S cm?1的優異的室溫電導率。歸因于3D ANF框架，含ANF的復合電解質還表現出極大的機械強度，熱穩定性，電化學穩定性和抑制鋰枝晶的能力。結果，基于復合電解質的LiFePO4/Li電池表現出更好的倍率性能和循環穩定性（例如，在0.4C下100次循環后為135 mAh g?1）。這項工作提供了一種新穎有效的策略，可以通過在復合電解質設計中采用有機納米填料來全面升級的聚合物電解質，并揭示離子輸運機制，從而有望實現全固態鋰離子電池應用。
LehaoLiu, Jing Lyu, Jinshan Mo, Hejin Yan, Lele Xu, Peng Peng, Jingru Li, BingJiang, Lihua Chu, Meicheng Li. Comprehensively-upgraded polymer electrolytes bymultifunctional aramid nanofibers for stable all-solid-state Li-ionbatteries. Nano Energy 2020, 69, 104398.
DOI:10.1016/j.nanoen.2019.104398
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519311127
9. ACS Nano：智能納米囊泡介導免疫原性細胞死亡以實現光動力-免疫治療
中南大學胡碩教授和美國NIH陳小元教授合作發現由嵌段共聚物聚乙二醇-陽離子多肽(PEG-b-cPPT)自組裝的對pH響應的納米囊泡(pRNVs)不僅可以作為納米載體，還可以導致免疫原性細胞死亡(ICD)。實驗利用其對光敏劑HPPH和吲哚胺2,3-二氧化酶(IDO)抑制劑ioximod(IND)進行共包裹以得到pRNVs/HPPH/IND，它在低劑量給藥和激光輻照后可以實現顯著的抗腫瘤效果和遠位效應。
其中，治療效果取決于三個因素：(1)HPPH介導的光動力治療(PDT);(2) pRNVs和PDT誘導ICD后會募集樹突狀細胞(DC)以增強免疫響應;(3) IND通過增強P-S6K的磷酸化來促進CD8+ T細胞的發育來調節腫瘤微環境(TME)。因此，這一研究通過利用納米載體誘導ICD來激活宿主免疫響應，進而可以有效增強癌癥免疫治療的效果。
WeijingYang, Weijing Yang, Shuo Hu, Xiaoyuan Chen. et al. Smart Nanovesicle MediatedImmunogenic Cell Death through Tumor Microenvironment Modulation for EffectivePhotodynamic Immunotherapy. ACS Nano. 2019
DOI:10.1021/acsnano.9b07212
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b07212
10. ACS EnergyLett.：錳摻雜鈣鈦礦納米晶體中超快摻雜物誘導的激子俄歇復合
錳（II）摻雜的鈣鈦礦納米晶體（NCs）由于其獨特的雙色（來自主體激子和Mn摻雜劑）發射特性，是用于各種光學應用的有前途的材料。由于Mn2+處的激發態壽命很長，因此在連續激發下，可以在同一NC中生成與激發的Mn2+共存的一種或多種主體激子。近日，中科院Jing Leng和金盛燁等人通過使用泵浦瞬態吸收光譜技術，發現在Mn摻雜的CsPbCl3NC中，當主激子與Mn2+的激發態共存時，其激子可以經歷超快的非輻射俄歇復合（τAug=?12 ps）。
這種快速的俄歇復合與激子到摻雜劑的能量轉移（τIET=?303 ps）競爭，因此每個NC僅允許從一個Mn2+位點發出。這種摻雜劑誘導的俄歇重組應該對應于在Mn摻雜的NCs中廣泛觀察到的依賴于激發的摻雜物發射，并且還使Mn摻雜的NC成為潛在的單光子發射器應用材料。
Shiping Wang, Jing Leng, Yanfeng Yin, Junxue Liu, KaifengWu, Shengye Jin. Ultrafast Dopant-Induced Exciton Auger-Like Recombination inMn-Doped Perovskite Nanocrystals. ACS Energy Lett., 2019.
DOI：10.1021/acsenergylett.9b02678
https://doi.org/10.1021/acsenergylett.9b02678
11. Biomaterials：利用刺激響應性和AIE特性的納米顆粒提高光動力治療效率
具有聚集誘導發射(AIE)特性的光敏劑在涉及熒光成像和光動力治療(PDT)的腫瘤治療中引起了極大的興趣。然而，在PDT的臨床試驗中，雖然開發用于提高AIE光敏劑的PDT效率的藥物傳遞系統是非常理想的，但仍然是一項具有挑戰性的任務。在此，香港科技大學唐本忠院士、深圳大學王東等人設計并實現了一種基于刺激響應型納米膠束作為AIE光敏劑MeTTMN的特殊載體來增強PDT效應的新策略。
這些負載MeTTMN的刺激響應型納米膠束具有良好的生物相容性、優異的穩定性、合適的納米顆粒尺寸、較高的負載效率、優異的成像質量和顯著提高的PDT性能，明顯優于商用的負載MeTTMN的納米膠束。因此，這項研究為熒光成像引導的PDT提供了一個理想的模板，同時也為臨床試驗提供了一個有前途的候選者。
YoumeiLi, Qian Wu, Miaomiao Kang, et al. Boosting the photodynamic therapy efficiencyby using stimuli-responsive and AIE-featured nanoparticles, Biomaterials, 2019.
https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2019.119749
