1. Nature Nanotech.: 表面自旋磁控制CdSe納米片的極化激子發射
由于懸空鍵的自旋沒有得到補償，標稱上反磁性的膠體CdSe納米片的表面可以表現出順磁行為，俄羅斯科學院Anna V. Rodina和多特蒙德工業大學Dmitri R. Yakovlev，Elena V. Shornikova團隊使用激子自旋作為表面磁性的探針，在高達15T的高磁場中通過光譜學揭示了該行為。激子發射的圓極化的強非線性磁場依賴性取決于懸空鍵自旋（DBSs）的磁化，激子自旋極化以及暗激子的自旋相關重組。激子與DBS交換相互作用的跡象取決于CdSe納米片的生長條件。
Surfacespin magnetism controls the polarized exciton emission from CdSe nanoplatelets，Nature Nanotechnology, 2020
https://www.nature.com/articles/s41565-019-0631-7
2. NatureNanotech.: 鋰離子電池固態電解質界面的實時質譜分析
固態電解質界面決定著很多電池體系的電化學性能，但是由于原位表征工具的缺乏，人們對其化學組成和結構的理解仍然比較淺薄。在本文中，美國陸軍實驗室的許康與西北太平洋國家實驗室的Zhijie Xu, Chongmin Wang以及Zihua Zhu等將原位二次離子質譜與分子動力學模擬等手段相結合為我們展現了鋰離子電池固態電解質界面的動態形成畫面。
研究人員發現，在鋰離子電池界面化學發生也就是首周充電開始之前，溶劑分子的自組裝會在電極-電解質界面上形成雙電層。雙電層的形成是由Li+和電極表面勢能決定的。這種初始雙電層的結構會對后續的界面化學產生影響。值得注意的是，帶有負電荷的表面會排斥來自內層的陰離子從而在內層形成致密而薄的無機SEI層。這層薄而致密的SEI層起到了傳導Li+和隔絕電子的作用。具有電解質滲透性和富含有機物的外層SEI在內層無機SEI層之后形成。研究人員還對高濃含氟電解液中的SEI組分進行了研究。結果發現由于雙電層中陰離子含量較高而在內層SEI中含有高濃度的LiF組分。這種實時納米尺度的界面觀測技術對于更好地理解電池中的界面化學具有重要意義。
YufanZhou, Zhijie Xu,Chongmin Wang, Zihua Zhu et al, Real-time mass spectrometriccharacterization of the solid–electrolyte interphase of alithium-ion battery, Nature Nanotechnology,2020
https://www.nature.com/articles/s41565-019-0618-4
3. NatureCatalysis：微生物壽命調節增強化學品生產
通過微生物將可再生原料轉變為工業化學品，是實現可持續發展的新途徑之一。但是，細菌細胞尺寸較小，加上環境壓力，嚴重影響微生物細胞的生產能力。有鑒于此，江南大學Liming Liu等人通過設計改善大腸桿菌的壽命，有效提高了聚乳酸-3-羥基丁酸酯和丁酸酯的化學產量。
研究人員通過刪除一個碳存儲調節劑可縮短復制壽命，并通過刪除響應調節劑和在大腸桿菌中過過度表達sigma-38來延長時間壽命。最終細胞大小擴大了13.4倍，在5-l發酵罐中，最高的聚乳酸-co-3-羥基丁酸酯含量為52 wt％。通過對時間壽命進行調節，通過根據不同的發酵階段對細胞進行編程，可得到最高的丁酸滴度為29.8 g l-1。這些結果表明工程化細菌壽命可以有效提高微生物細胞工廠的產能。
LiangGuo et al. Engineering Escherichia coli lifespan for enhancing chemicalproduction. Nature Catalysis 2020.
DOI：10.1038/s41929-019-0411-7
https://www.nature.com/articles/s41929-019-0411-7
4. Nature Catalysis綜述：生物電催化，化學品、燃料和新材料一網打盡！
生物電催化是一種綠色，可持續的，高效生產高價值化學品，清潔生物燃料和可降解新材料的新興技術。生物電催化充分結合了生物催化和電催化的優點，可以綠色高效地用電和生物來生產目標產品。有鑒于此，美國猶他大學Shelley D. Minteer等人綜述了生物電催化技術在化學品、燃料和新材料制造領域的最新進展、挑戰和機遇。
具體包括：1）詳細介紹了生物電催化劑的結構，功能和修飾方法。2）闡述了電子轉移的機制，包括介導的電子轉移和定向電子轉移。3）探討了電極對生物電催化的影響。4）討論了生物電催化技術在化學品，生物燃料和材料制造中的應用。5）總結了用于電合成的生物電催化的未來發展和前景。
HuiChen et al. The progress and outlook of bioelectrocatalysis for the productionof chemicals, fuels and materials. Nature Catalysis 2020.
DOI：10.1038/s41929-019-0408-2
https://www.nature.com/articles/s41929-019-0408-2
5. Nature Catalysis：光催化甲烷干重整，超越催化熱力學極限！
甲烷干重整制合成氣是工業領域的重要反應。然而，反應受到熱力學限制，且需要極高的能耗。有鑒于此，日本科學家Masahiro Miyauchi、Hideki Abe和Takeshi Fujita等人報道了一種Rh/STO負載型催化劑，可以在紫外光照條件下有效增強甲烷重整反應過程，反應不需要加熱，在較低溫度下即可完成，這在熱催化過程中是無法實現的。
研究表明，光生空穴用于甲烷在STO上進行氧化，光生電子用于CO2在Rh上進行還原。同位素分析表明，晶格氧物種（O2-）在整個反應中充當媒介作用，驅動甲烷干重整?？傮w而言，Rh/STO負載型催化劑的設計可以拓展到其他熱力學限制的反應中，以通過光子能量實現高價值化學品的低能耗高效率生產。
ShusakuShoji et al. Photocatalytic uphill conversion of natural gas beyond thelimitation of thermal reaction systems. Nature Catalysis 2020.
DOI：10.1038/s41929-019-0419-z
https://www.nature.com/articles/s41929-019-0419-z
6. Nat. Commun.: 值得一看！揭示一些鹵化物鈣鈦礦的基本問題
金屬鹵化物鈣鈦礦已被證明是優異的光電材料之一。然而，有關其光電特性的一些基本問題仍然存在爭議。原因之一是從通常不穩定的多晶薄膜收集的數據差異很大。
魏茨曼科學研究所Ernesto Joselevich團隊使用通過表面引導化學氣相沉積法生長的穩定的單晶CsPbBr3納米線的有序陣列，來研究這些半導體在一維模型系統中的基本特性。具體而言，研究人員揭示了大的尺寸依賴的發光發射光譜藍移的起源。使用多種空間分辨光譜技術，確定了帶隙調制會引起發射位移，并且通過與最新的電子顯微鏡方法相關聯，揭示了由于異質外延應變和晶格弛豫而產生的基本均勻的晶格旋轉。從原子尺度上了解應變及其對這些動態材料的光電性能的影響，對于評估其性能極限和電荷載流子動力學的基本原理至關重要。
Large lattice distortions and size-dependentbandgap modulation in epitaxial halide perovskite nanowires，Nature Communications, 2020
https://www.nature.xilesou.top/articles/s41467-020-14365-2
7. Chemical Reviews: 共軛微孔聚合物的研究進展
共軛微孔聚合物是一種將拓展的共軛π鍵與永久性微孔骨架相結合的特殊材料。自從2007年共軛微孔聚合物被發現以來它就成為了多孔材料中一個重要的分支。
研究人員利用多種組分構架與化學反應制備了一系列具有不同結構和性質的共軛微孔聚合物，這就使得共軛微孔聚合物在氣體吸附與分離、化學吸附與封裝、異質催化、光氧化還原催化、發光材料、傳感器、能量轉化與儲存等領域有著廣泛的應用。在本文中，英國利物浦大學的Andrew I. Cooper等回顧了共軛微孔聚合物材料自誕生以來的研究進展并展望了這些材料在未來的發展方向。作者還將共軛微孔聚合物與目前研究火爆的共價金屬有機框架進行了對比。
Jet-SingM. Lee, Andrew I. Cooper et al, Advances in Conjugated Microporous Polymers,Chemical Reviews, 2020
DOI: 10.1021/acs.chemrev.9b00399
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.9b00399
8. Angew：不對稱反向波拉兩親性分子用于對細胞敏感的水凝膠降解和藥物釋放
肽基單元是超分子納米結構自組裝過程中的一類重要的生物材料，具有強大的機械性能和很好的抗過早降解能力。然而，其在發生聚集時，由于大分子蛋白與肽底物的接觸有限，底物與酶的相互作用常常會受到影響，這也使得其對生物分子的響應性大大降低。
約翰霍普金斯大學崔洪剛教授制備了一種非對稱反向的波拉兩親性分子(RBA)，其絲狀組裝體的表面會和基質金屬蛋白酶(MMP)的底物相作用。在加入MMP-2后，這些絲狀體會在重新組裝成球形膠束之前迅速斷裂成碎片。實驗也利用3D細胞培養證明了該分子的藥物釋放行為與細胞密度是相關的，因此其在更多的癌細胞環境下也會更有效地殺死癌細胞。綜上所述，這一研究充分闡明了RBA超分子組裝體對酶表達細胞具有特異性的響應，因此也有望作為一種實現局部化療的細胞響應型“治療倉庫”。
RamiW Chakroun, Honggang Cui. et al. Supramolecular Design of Unsymmetric ReverseBolaamphiphiles for Cell-Sensitive Hydrogel Degradation and Drug Release. Angewandte ChemieInternational Edition. 2020
DOI:10.1002/anie.201913087
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201913087
9. AM: 二維混合鹵化鈣鈦礦中異常的壓力驅動相變和能帶重整化
施加高壓可控制材料的晶胞和原子間間距，而無需任何新的生長方法或處理，同時可就地獲得其材料特性。在這些極端壓力下，材料可能會呈現新的結構相并展現出新的特性。亞利桑那州立大學Sefaattin Tongay和馬里蘭大學巴爾的摩分校Soignard CanAtaca團隊報道了二維RP相混合鹵化鈣鈦礦中的非尋常相變和能帶重歸一化效應，它們在發光和轉換技術中顯示了非凡的光學性能和巨大的潛力。
結果表明(CH3(CH2)3NH3)2(CH3NH3)Pb2Br7（n = 2）層經歷了兩個與PbBr6八面體有關的相變，丁基銨（BA）和甲基銨（MA）分子傾斜運動導致了獨特的變化/異常帶隙隨壓力變化。相反，(CH3(CH2)3NH3)PbBr4（n = 1）缺少MA分子，并且僅具有一個與PbBr6八面體和BA傾斜有關的壓力誘導相變。在此范圍內，帶隙單調減小，與其他無機半導體非常相似，并且顯示出明顯的從3 eV到2.4 eV的大紅移。本研究對這些壓力引起的變化提供了獨特的見解，并擴展了對在極端條件下這些高度各向異性的層狀柔軟有機鈣鈦礦材料的理解。
UnusualPressure‐Driven PhaseTransformation and Band Renormalization in 2D vdW Hybrid Lead HalidePerovskites，Adv. Mater, 2020
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201907364
