1. Nano Lett.：遙控DNA納米機器激活活體pH傳感和成像
盡管探針或納米裝置在監測各種生理和病理過程中具有重要意義，但構建能夠以高時空精度感測pH的探針或納米裝置仍然需要面對挑戰。于此，國家納米中心李樂樂等人揭示了第一個遠程和無創控制的DNA納米機器，它能夠以一種時間可編程的方式監測活細胞和動物的pH值。
該納米機器是通過合理設計帶有光響應元件的DNA基序，并與作為轉換器的上轉換納米顆粒進一步結合，以實現高精度的近紅外光操作。該納米機器不僅可以激活細胞內pH的熒光成像，而且可以在選定的時間和地點通過近紅外光照射對其在荷瘤小鼠體內的pH感應活動進行時空控制。這項工作說明了將DNA納米技術與上轉換工具相結合的潛力，從而產生一種精確控制的用于時間分辨pH傳感和成像的納米機器。
JianZhao, Yinghao Li, Mingming Yu, Zhanjun Gu, Lele Li, and Yuliang Zhao.Time-Resolved Activation of pH Sensing and Imaging in Vivo by a RemotelyControllable DNA Nanomachine. Nano Letters 2019.
DOI:10.1021/acs.nanolett.9b03471
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.9b03471
2. Angew：利用2D三層雜化鐵電體中的塊體光伏效應實現高靈敏度偏振光檢測
偏振光檢測具有從光開關到高分辨率光電探測器的廣泛應用，正引起越來越多的關注。二維（2D）雜化鈣鈦礦型鐵電體結合了體光伏效應（BPVE）固有的光偏振依賴性及出色的半導體性能，在該應用中具有巨大潛力。近日，中科院福建物構所羅軍華，劉希濤等報道了在2D三層雜化鈣鈦礦鐵電體（C3H8NH3）2（C2H8NH3）2Pb3Br10中由BPVE驅動的高靈敏度偏振光檢測，其具有出色的BPVE，具有約2.5 V的近帶隙光電壓和高電流開/關切換比（?104）。
值得注意的是，在強的BPVE的驅動下，（C3H8NH3）2（C2H8NH3）2Pb3Br10可實現高靈敏度的偏振光檢測，其偏振比高達?15，遠遠超過了基于結構各向異性的單組分器件的偏振比。這首次實現了混合鈣鈦礦鐵電體中BPVE驅動的偏振光檢測。該工作通過利用二維多層雜化鈣鈦礦中BPVE電流的正弦特性，為高靈敏度偏振光檢測的設計開辟了新途徑。
YuPeng, Xitao Liu*, Junhua Luo*, et al. Exploiting Bulk Photovoltaic Effect in a 2DTrilayered Hybrid Ferroelectric for Highly Sensitive Polarized LightDetection. Angew. Chem. Int. Ed., 2019
DOI: 10.1002/anie.201915094
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201915094
3. AM: 生物材料貼片體內螯合天然小分子以促進骨愈合
啟用先天修復機制的方法在組織修復方面具有巨大潛力。于此，美國杜克大學Shyni Varghese等人報道了利用生物材料輔助的小分子螯合作用，以在損傷部位定位促再生信號。具體而言，一種含有硼酸分子的合成生物材料被設計用來螯合腺苷，腺苷是人體中普遍存在的小分子。生物材料輔助的腺苷螯合利用了損傷后細胞外腺苷的短暫激增，以延長局部腺苷信號傳導。
研究表明，損傷后植入生物材料貼片可建立腺苷的原位儲備，通過促進成骨細胞生成和血管生成而加速愈合。隨著組織再生，貼片中的腺苷含量降低到生理水平。除了螯合內源性腺苷外，該生物材料還能夠將外源性腺苷傳遞至損傷部位，為利用腺苷作為組織修復的潛在療法提供了一種多用途的解決方案。
Zeng, Y., Shih, Y.‐R. V., Baht,G. S., Varghese, S., In Vivo Sequestration of Innate Small Molecules to PromoteBone Healing. Adv. Mater. 2019,1906022.
https://doi.org/10.1002/adma.201906022
4. AM: 多纖維水凝膠網絡的力化學粘附與塑性
細胞外基質（ECM）具有力響應（即機械化學）特性，可通過改變纖維網絡結構和纖維間鍵合來適應機械負荷。美國賓夕法尼亞大學Jason A. Burdick等人將此類特性賦予合成纖維材料，從而實現在機械載荷下增強材料、材料自粘的可能性以及對ECM的模擬。多纖維水凝膠網絡是通過多個纖維水凝膠進行靜電紡絲而形成的，其中纖維包含互補的化學部分（例如，醛和酰肼基），當在機械負載下接觸時，在數分鐘內形成共價鍵。
這些纖維相互作用導致微觀各向異性，以及材料剛度和塑性變形的增加。當保持接觸時，宏觀結構（例如，管和層狀支架）由這些材料通過纖維間的鍵合和粘合而制成，同時保持微觀纖維結構。所報道的工程塑性設計原理可應用于多種材料系統，以引入獨特的性能，從紡織品到生物醫學應用。
Davidson,M. D., Ban, E., Schoonen, A. C. M., Lee, M.‐H., D'Este, M., Shenoy, V. B., Burdick, J.A., Mechanochemical Adhesion and Plasticity in Multifiber HydrogelNetworks. Adv. Mater. 2019, 1905719.
https://doi.org/10.1002/adma.201905719
5. AM: 通過網絡強度競爭實現彈性和可塑性之間切換
在高彈性和高塑性之間轉換材料在許多領域都有很大的用途，但事實證明這是一項極具挑戰性的工作。于此，上海交通大學劉盡堯教授等人使用兩個網絡之間的機械強度競爭在混合材料中進行彈性和塑性之間切換。在由彈性聚合物網絡和剪切稀化納米纖維網絡組成的凝膠材料中，當前者比后者強時，凝膠具有優異的彈性。
反之，凝膠具有非凡的可塑性，由于納米纖維的取向，可以拉伸形成永久的各向異性和堅韌的凝膠。通過調整交聯密度或納米纖維的負載量，可以簡單地調整每個網絡的機械強度。這項工作可能會打開一個在優質彈性和塑性之間轉換材料的窗口，這對于開發適應性材料很有用。
Ming,Z., Pang, Y., Liu, J., Switching between Elasticity andPlasticity by Network Strength Competition. Adv. Mater. 2019,1906870.
https://doi.org/10.1002/adma.201906870
6. Nano Energy：在Fe7Se8基復合材料上構建應力釋放層以實現高度穩定的鈉存儲
將多組分復合材料加工成定制的結構對開發先進的鈉離子電池具有重要意義。然而，由于鈉化過程中劇烈的體積膨脹引起的機械應力增強，導致了各向異性的膨脹和結構的異常變化，從而導致電極的不穩定性和較差的鈉儲存性能。基于此，深圳大學的Yumeng Shi和新加坡科技設計大學的Hui Ying Yang合作，提出了一種新型的應力釋放策略，即將MoSe2納米片插入卵黃殼Fe7Se8@C復合材料的表面，以適應體積膨脹并穩定電極。
Fe7Se8@C@MoSe2復合材料憑借其獨特的優勢，在高比容量（0.1 A g?1時473.3 mAh g?1）、高倍率性能（5.0 A g?1時274.5 mAh g?1）和長期循環穩定性（在1.0 A g?1時，循環600圈后的容量保持率為87.1%）方面表現出了令人印象深刻的鈉存儲性能。有限元（FE）模擬證實，外部的MoSe2層可以顯著消除由碳酸鹽層中Fe7Se8誘導鈉膨脹引起的應力。通過原位和非原位研究，進一步揭示了鈉的主要貯存機制和結構演化。更令人鼓舞的是，基于Fe7Se8@C@MoSe2負極的實用鈉離子全電池被證明具有出色的性能。這項工作加強了對鈉存儲行為的機械效應的基本理解，并為設計面向先進能量存儲設備的智能多成分混合動力車提供了啟示。
SongChen, Shaozhuan Huang, Yuan-Fang Zhang, Shuang Fan, Dong Yan, Yang Shang, MeiEr Pam, Qi Ge, Yumeng Shi, Hui Ying Yang. Constructing stress-release layer onFe7Se8-based composite for highly stablesodium-storage. Nano Energy 2020, 69, 104389.
DOI: 10.1016/j.nanoen.2019.104389
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519311036
7. AFM：鎳催化合成用于高性能鋰離子電池的三維邊緣卷曲石墨烯
由于其二維平面結構和獨特的電子行為，石墨烯在電化學儲能領域受到廣泛關注，特別是在鋰離子電池領域。作為鋰離子電池的負極材料，石墨烯的兩面都可以用作鋰的儲存場所，從而為Li2C6形式的石墨烯提供744 mAh g?1的理論比容量，是石墨的兩倍。但是，當前石墨烯產品的實際性能和理論性能之間仍然存在明顯的差距。對于石墨烯的制備和應用，有效地防止石墨烯的堆積并保持超薄層仍然是一項重要的研究工作。
基于此，東北大學孫挺教授團隊與中佛羅里達大學的Yang Yang合作，提出了一種基于鹽模板表面催化劑遷移控制石墨烯生長的新型合成策略，用于制備三維邊緣卷曲石墨烯（3D ECG）。在位阻和Ni催化劑遷移的協同作用下，3D ECG形成了一種特殊的結構，其中中間部分是平坦的，邊緣是卷曲的。所得的獨特結構不僅有效地防止了石墨烯的緊密堆積和聚集，而且還顯著提高了其鋰存儲性能。作為鋰離子電池的負極，在0.05和5.0 A g?1的電流密度下，可逆比容量可以達到907.5和347.8 mAh g?1。即使經過1000次循環，在電流密度為0.5 A g?1的情況下，3D ECG的比容量仍可以保持在605.2 mAh g?1，這證明了3D ECG出色的倍率性能和循環性能。這種新的合成策略和獨特的邊緣卷曲結構可用于指導更多的3D石墨烯材料設計，以進一步實現功能應用。
JianghuaZhang, Yongjian Ai, Jiajing Wu, Daile Zhang, Yun Wang, Zhongmin Feng, HongbinSun, Qionglin Liang, Ting Sun, Yang Yang. Nickel-Catalyzed Synthesis of 3DEdge-Curled Graphene for High-Performance Lithium-Ion Batteries. AdvancedFunctional Materials 2019, 1904645.
DOI:10.1002/adfm.201904645
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201904645
8. AFM：基于光控動態鍵合的可重構表面
光控表面因其在光刻、光圖案化、生物界面和微流體中的潛在應用而引起越來越多的興趣。光能夠提供高時空分辨率來控制這些表面的功能，而無需直接接觸。然而，傳統的光控表面只能在兩種狀態(開和關)之間切換。迫切需要開發能夠在多種狀態之間切換的光控可重構表面，因為這些表面能夠適應快速的環境變化或不同的應用。
近日，德國馬普高分子所Hans‐Jürgen Butt、中國科學技術大學吳思等人綜述了光控可重構表面的最新進展。特別強調了基于光控可逆反應的可重構表面，包括硫醇-醌甲基化、二硫交換、硫醇-二硫相互轉化、二烯酰胺交換和Ru配合物的光取代。作為一種展望，總結了其它可用于構建可重構表面的光控動態鍵，并討論了該領域尚存的挑戰。
JiahuiLiu, Hans‐Jürgen Butt, Si Wu. Reconfigurable Surfaces Based on PhotocontrolledDynamic Bonds. Advanced Functional Materials. 2019
DOI: 10.1002/adfm.201907605
https://doi.org/10.1002/adfm.201907605
9. AFM：基于氫鍵的電荷轉移激子操縱用于高效的白色熱激活延遲熒光
盡管熱激活延遲熒光（TADF）發射器在單色有機發光二極管（OLED）中取得了成功，但由于藍色和其他顏色發射器之間激子的合理分配面臨挑戰，因此很少有報道高效的全TADF白色的OLED（WOLED）。近日，黑龍江大學Ying Wei和Hui Xu等人證明了在藍色TADF矩陣中適當的激子離域可以同時支持足夠的藍色發射以及無能量損耗電荷和激子向黃色TADF發射體的轉移。
通過引入空間位阻調制的分子間氫鍵網絡，氟化咔唑-氧化膦雜化物實現了激子局域化和離域化的平衡，從而使簡單的三層TADF WOLEDs的外部量子效率提高到20%以上，并具有優異的光譜穩定性。藍色TADF矩陣的效率與其分子間相互作用的相關性表明，在多組分發射系統中，激子離域是激子分配優化的關鍵。
JiananSun, Jing Zhang, Qianqian Liang, Ying Wei, Chunbo Duan, Chunmiao Han, Hui Xu.Charge‐TransferExciton Manipulation Based on Hydrogen Bond for Efficient White ThermallyActivated Delayed Fluorescence. Advanced Functional Materials. 2019
DOI: 10.1002/adfm.201908568
https://doi.org/10.1002/adfm.201908568
10. EnSM：基于瀝青基雙摻雜碳納米片用于高能非對稱超級電容器
具有多層多孔結構和化學功能化表面的摻雜準二維碳材料對高能超級電容器極具吸引力，但要想以一種低成本、環保的方式合成它們卻面臨著巨大的挑戰。在此，中國科學院山西煤炭化學研究所李開喜團隊首先從廉價的焦化副產物煤焦油瀝青中合成N/S雙摻雜堆疊式碳納米片（D-SCN），先由2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷引發受控的分子自由基聚合，然后在苯甲酸鉀和N，N'-二苯基硫脲的存在下進行一步碳化活化過程。
所獲得的經過合理致密化的D-SCN具有設計良好的層堆疊拓撲結構，分層互連的多孔結構和N/S雙摻雜表面，它們共同發揮了較高的超級電容性能。D-SCN的最大比電容為458 F g?1，比之前報道的其他碳材料的最大比電容要高得多。當組裝好的非對稱全固態超級電容器的電壓范圍為0~1.8 V時，其體積能量密度為27 Wh L?1，功率密度為296 W L?1，在20000次循環后容量衰減率僅為5.9%。這項工作提出的制備瀝青基納米碳化物的路線，為探索適合狹窄空間的大規模電極材料制備開辟了新的視野。
GuoliZhang, Taotao Guan, Jinli Qiao, Jianlong Wang, Kaixi Li. Free-radical-initiatedstrategy aiming for pitch-based dual-doped carbon nanosheets engaged intohigh-energy asymmetric supercapacitors. Energy Storage Materials 2019.
DOI: 10.1016/j.ensm.2019.12.038
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S240582971931116X
