1. Nat. Commun.：超彈性和透明的電致發光皮膚，用于壓力分布的實時超分辨率成像
電子皮膚將生物體與計算機無縫連接，實現了健康監測、醫療植入和增強現實（AR）的用戶界面等新應用。采用軟的或超薄形式的電子傳感器，可檢測壓力、應變、溫度和化學物質，從而實現對物理和生物信號來源的親密且一致的訪問。除了在特定點進行檢測之外，在復雜的三維（3D）曲面上對機械刺激（例如壓力）進行空間映射還將極大地增強電子皮膚的潛在應用，例如皮膚假體和用于軟機器人的人工傳感系統，并提供驗證數學物理數值分析的潛在機會。然而，現有的方法由于其像素密度有限、靈敏度低或一致性低而表現出較差的時空保真度。
在此，韓國首爾國立大學Yongtaek Hong與韓國電子與電信研究所Ji-Young Oh等人報道了一種超彈性和透明的電致發光皮膚，可自動顯示實時壓力分布的超分辨率圖像。該設備包括一個透明的壓力感應膜和一個基于量子點的電致發光膜，其中，壓力感應膜具有可溶解處理的纖維素/納米線納米混合網絡，其具有超高的傳感器靈敏度（>5000 kPa?1）和快速的響應時間（<1 ms）。這兩個超薄膜與每個接觸對象都相容，并將空間壓力轉換為連續域中的電導率分布，從而無需像素結構即可進行超分辨率（>1000 dpi）的壓力成像。該方法為可視化精確的刺激分布提供了一個新的框架，在皮膚假體、機器人和高級人機界面方面具有潛在的應用價值。
ByeongmoonLee, Ji-Young Oh, Hyeon Cho, Chul Woong Joo, Hyungsoo Yoon, Sujin Jeong, EunhoOh, Junghwan Byun, Hanul Kim, Seunghwan Lee, Jiseok Seo, Chan Woo Park, SukyungChoi, Nae-Man Park, Seung-Youl Kang, Chi-Sun Hwang, Seong-Deok Ahn, Jeong-IkLee, Yongtaek Hong. Ultraflexible and transparent electroluminescent skin forreal-time and super-resolution imaging of pressure distribution. Nature Communications 2020, 11 (1),663.
DOI:10.1038/s41467-020-14485-9
https://doi.org/10.1038/s41467-020-14485-9
2. Joule: 勁爆！非離子型和低熵的墨水快速制備鈣鈦礦薄膜！
鹵化鈣鈦礦的常規加工通常利用在高沸點溶劑中含有移動前體離子的離子前軀體溶液。將這些無序離子組裝成低熵晶體需要克服較大的熱力學能壘。傳統工藝依靠高溫退火和復雜的反溶劑處理來克服這一障礙，但是它們仍然高度不可控。
美國賓夕法尼亞州立大學Shashank Priya 和Kai Wang團隊報道了一種新型的非離子型和低熵的MA（MMA）nPbI3墨水，用于快速鈣鈦礦結晶，具有優越的{110}優先取向和較高的Lotgering因子。并且，基于墨水加工的薄膜在單晶水平上表現出非4.6 μm的載流子擴散長度。通過一步法制備的MAPbI3薄膜，相應的光伏電池顯示出21.8％的創紀錄效率。有效面積從0.096到0.5 cm2，效率仍然超過21％，不會降低電池性能。這些結果證明了這種非離子墨水在鈣鈦礦光伏技術的工業過渡中的潛力。
ANonionic and Low-Entropic MA(MMA)nPbI3-Ink for Fast Crystallizationof Perovskite Thin Films, Joule, 2020
DOI:10.1016/j.joule.2020.01.004
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2542435120300313#!
3. AM：電化學制備二維材料的研究進展
2D材料由于其獨特的化學和物理特性，是下一代納米結構電子器件和多功能設備的重要組成部分。為此，大規模生產具有高純度或特定功能的2D材料是推進基礎研究和工業應用的關鍵。在最先進的合成方案中，層狀材料的電化學剝離是一種非常有前途的方法，它具有高產率、高效率、低成本、儀器簡單和出色的可擴展性。
值得注意的是，利用電化學參數不僅可以實現可調材料特性，還可以增加從石墨烯到2D半導體的材料多樣性。基于此，德累斯頓工業大學馮新亮等人簡要概述了這一研究方向的最新進展，包括二維材料的設計策略、剝離原理、潛在機理、加工技術和潛在應用，還重點強調了實際中出現的趨勢、挑戰和機遇。
ShengYang, Panpan Zhang, Ali Shaygan Nia, Xinliang Feng. Emerging 2D MaterialsProduced via Electrochemistry. Advanced Materials. 2020
DOI: 10.1002/adma.201907857
https://doi.org/10.1002/adma.201907857
4. AM：尖晶石型Co2VO4的合理設計，實現出色的電催化性能
電化學能源裝置，如燃料電池和金屬空氣電池，可以直接將化學能轉化為電能，而不會對環境造成不良影響。這些可再生能源技術中，使用地球上豐富的過渡金屬氧化物來替代昂貴貴的金屬是極具吸引力的。然而，它們往往受到催化和傳導能力的限制。在此，澳大利亞阿德萊德大學&天津大學喬世璋、南開大學胡振芃、天津大學凌濤等人報道了一種尖晶石氧化物Co2VO4，它通過將金屬釩原子鏈與電活性鈷陽離子結合而實現優異的氧還原反應（ORR），這是燃料電池、金屬空氣電池等的關鍵過程。
實驗和模擬的電子能量損失光譜分析表明，八面體位點的Co2+陽離子呈低自旋態，并帶有一個eg電子（），有利于ORR過程。實際電導率的測量結果證實，與基準鈷氧化物相比，Co2VO4具有幾個數量級的增加。結果，采用新型尖晶石Co2VO4氧化物作為ORR催化劑的鋅-空氣電池表現出了優異的性能，并具有380 mW cm?2的高放電峰值功率密度。至關重要的是，它優于國家最先進的以Pt/C為基礎的設備，并且是由金屬、金屬氧化物和碳催化劑組裝而成的鋅-空氣電池中最為出色的。這些發現為高活性和導電性氧化物材料提供了一種新的設計策略，該材料可用于多種電催化應用，包括ORR、氧析出和氫析出反應。
ChuanMu, Jing Mao, Jiaxin Guo, Qianjin Guo, Zhiqing Li, Wenjing Qin, Zhenpeng Hu,Kenneth Davey, Tao Ling, Shi-Zhang Qiao. Rational Design of Spinel CobaltVanadate Oxide Co2VO4 for SuperiorElectrocatalysis. Advanced Materials 2020, 1907168.
DOI:10.1002/adma.201907168
https://doi.org/10.1002/adma.201907168
5. AM：由快速生長的竹子制成的堅固、堅韌和可伸縮的結構材料
現代制造業在運輸、土木工程、建筑、汽車應用和航空航天等領域迫切需要輕而堅固的結構材料。為了滿足這些需求，科學家和工程師開發了一系列具有優異機械性能的非凡材料，例如以石油產品（如碳纖維、碳納米管和石墨烯）、陶瓷以及金屬和合金為基礎的材料。然而，大多數合成材料需要復雜且高成本的制造過程（如碳纖維），產生不利的環境影響（如鋼鐵、合金），或者對于許多應用來說太重。此外，強度和韌性這兩個關鍵的結構特性在結構材料設計中往往是相互排斥的，在這種設計中，堅固的材料通常是脆性的，而堅固的材料通常是脆弱的。為了應對這一挑戰，人們付出了巨大的努力來開發生物啟發的結構材料，該結構材料可以在低密度（即輕質）的同時提供強度和韌性的組合，同時還可以大批量、低成本地制造。
在此，馬里蘭大學胡良兵等人設計了一種簡單而有效的自上而下的方法，將天然竹子加工成一種重量輕但強度高的散裝結構材料，其抗拉強度高達≈1 GPa，韌性為9.74 MJ m?3。更具體地說，竹子是通過部分去除其木質素和半纖維素，然后進行熱壓增密的。長而整齊的纖維素納米纖維顯著增加了氫鍵，大大減少了致密竹材結構的結構缺陷，使竹材具有較高的機械拉伸強度、彎曲強度和韌性。經過密實處理的竹子中木質纖維素的低密度使其比強度達777 MPa cm3 g?1，顯著高于其他報道的竹子材料和大多數結構材料（如天然聚合物、塑料、鋼和合金）。這項工作展示了由原料豐富、快速生長和可持續的竹子大規模生產輕質、堅固的散裝結構材料的潛力。
ZhihanLi, Chaoji Chen, Ruiyu Mi, Wentao Gan, Jiaqi Dai, Miaolun Jiao, Hua Xie,Yonggang Yao, Shaoliang Xiao, Liangbing Hu. A Strong, Tough, and ScalableStructural Material from Fast-Growing Bamboo. AdvancedMaterials. 2020, 1906308.
DOI:10.1002/adma.201906308
https://doi.org/10.1002/adma.201906308
6. AM: 高效、顏色穩定的熱激活延遲熒光白光OLED
基于熱活化延遲熒光（TADF）的白色有機發光二極管（WOLED）具有環保，低成本和大規模生產的優點，但將其用于日常照明應用，目前仍然面臨著結構簡化和激子分配可控的巨大挑戰。鑒于此，黑龍江大學Ying Wei和Hui Xu團隊報道了具有單摻雜單發光層（EML）和超簡單三層結構特征的全TADF WOLED。
EML是二進制系統，例如黃色TADF發光層（4CzTPNBu）摻雜藍色TADF矩陣（ptBCzPO2TPTZ），具有大的位阻和前沿的分子軌道能級不匹配，從而有效地抑制了過量的藍黃三重態激子轉移和主體-摻雜物相互作用誘導的三重態淬滅。同時，利用福斯特（F?rster）共振能量轉移來優化激子分配，以平衡藍色和黃色發光，使光致發光量子產率超過90％。因此，這些單摻雜EML通過極其簡單的結構賦予其冷白，純白和暖白高質量，超穩定的白光以及100％的激子利用效率，使其能夠應用各種日常照明應用。
HighlyEfficient and Color‐Stable Thermally ActivatedDelayed Fluorescence White Light‐Emitting DiodesFeatured with Single‐Doped Single Emissive Layers，Adv. Mater, 2020.
https://doi.org/10.1002/adma.201906950
7. AEM：用于大規模能量存儲的無膜Zn/MnO2液流電池
隨著間歇性可再生能源的發展、電能質量服務的內在要求和能源管理的需要，電網規模的儲能技術越來越受到重視。它推動了低成本、高安全性、高能量密度和可擴展性的儲能系統的發展。在各種能源儲存系統中，鋰離子電池因其能量密度高而具有吸引力，但一些元素資源的可獲得性以及易燃、有毒、昂貴的有機電解質的使用仍然令人擔憂。而水系可充電電池具有成本低、離子電導率高、安全性高、環境友好等優點，如傳統的Zn/MnO2電池。然而，由于正極反應的可逆性差，實現長期穩定仍是一個巨大的挑戰。
與以往的研究不同，MnO2/MnOOH的正極氧化還原反應為固態，可逆性有限，美國斯坦福大學崔屹教授等人構建了一種新型的可再充水系Zn/MnO2液流電池，它在正極(Mn2+/MnO2)和負極(Zn2+/Zn)中都發生了溶解-沉淀反應，其允許將負極電解液和正極電解液混合到僅一種電解質中，并且不需要離子選擇性膜，可以降低成本。令人印象深刻的是，這種新型電池具有高達1.78 V的放電電壓，良好的倍率性能（10 C放電），在0.5~2 mAh cm‐2的范圍內具有良好的循環穩定性（1000次不衰減）。更重要的是，這種電池可以很容易地擴大到1.2 Ah的臺階式液流電池，在第500次循環時具有89.7%的良好容量保持能力，顯示出巨大的能量存儲潛力。這項工作將為開發下一代低成本、安全的電網級儲能系統奠定堅實的基礎。
GuodongLi, Wei Chen, Hao Zhang, Yongji Gong, Feifei Shi, Jiangyan Wang, Rufan Zhang,Guangxu Chen, Yang Jin, Tong Wu, Zhiyong Tang, Yi Cui. Membrane-Free Zn/MnO2Flow Battery for Large-Scale Energy Storage. AdvancedEnergy Materials 2020, 1902085.
DOI:10.1002/aenm.201902085
https://doi.org/10.1002/aenm.201902085
8. AEM: 倒置器件最高效率！剛柔并濟的鈣鈦礦太陽能電池
由于HTM /鈣鈦礦界面處的空穴提取能力較弱，具有低溫加工的空穴傳輸材料（HTM）的倒置鈣鈦礦太陽能電池（PSC）的性能較差。上海交通大學的韓禮元和Han Chen團隊采用具有可控電子親和力的分子可以使HTM的電導率提高10倍以上，并使費米能級與價帶之間的能隙從0.60降低至0.24 eV，從而使空穴提取能力提高了5倍。
3,6-二氟-2,5,7,7,8,8-六氰基喹二甲烷分子首次用于增強PSC的開路電壓（Voc）和填充因子（FF），從而使基于剛性和柔性的倒鈣鈦礦器件實現最高效率，分別為22.13％和20.01％。這種新方法大大增強了PSC的Voc和FF，不僅可以與基于NiOx的HTM結合使用，而且還可以與PTAA，PEDOTT：PSS和CuSCN為基礎的HTM結合使用，從而提供了一種實現高效倒置PSC的新方法。
HighElectron Affinity Enables Fast Hole Extraction for Efficient Flexible InvertedPerovskite Solar Cells，AEM，2020
https://doi.org/10.1002/aenm.201903487
9. AEM: 鋰金屬負極固態電解質界面的失效機制—結構不均勻or機械強度不足？
金屬鋰負極的實際應用受到不可控鋰枝晶生長的限制。鋰枝晶的生長會使得金屬鋰電池的庫倫效率很低且循環壽命縮短。穩定的固態電解質界面（SEI）對于抑制鋰枝晶的生長十分關鍵。最近，清華大學張強教授團隊利用基于有限元方法的電化學-力學定量模型對金屬鋰電沉積過程中SEI膜局部應力和形變演變狀態進行了研究。
此外，研究人員還對金屬鋰電池在不同工作條件下結構均勻性和機械強度對SEI膜的穩定性進行了研究。結果表明，提高SEI膜的均勻性對于抑制枝晶生長調控離子傳輸更加有效。而之前普遍追求的SEI膜的高機械強度則被證實意義不大，SEI膜只需要具有約3.0GPa的中等彈性模量即可滿足金屬鋰電沉積的要求。該工作為合理設計穩定SEI膜、促進實用型鋰金屬電池的發展提供了理論指導。
XinShen,Qiang Zhang et al, The Failure of Solid Electrolyte Interphase on Li MetalAnode: Structural Uniformity or Mechanical Strength? Advanced Energy Materials,2020
DOI: 10.1002/aenm.201903645
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.201903645?af=R
10. Anal. Chem.：金納米顆粒聚合誘導的光熱效應結合溫度計用于生物傳感
美國德州大學埃爾帕索分校XiuJun Li開發了一種簡單、低成本、通用的金納米粒子(Au NP)聚合誘導的光熱生物傳感平臺，并將其用于可視化的遺傳定量檢測。實驗利用靶分子誘導的金納米顆粒聚集所產生的光熱效應和溫度計相結合即可對目視實現定量的生化分析。
與傳統的基因檢測方法相比，該方法無需標記和擴增，也無需任何先進的分析儀器，可以在40分鐘內完成檢測。實驗以結核分枝桿菌(MTB) DNA為模型靶分子，對該光熱生物傳感平臺的性能進行了驗證，表明其具有很高的靈敏度和特異性，檢測限(LOD)為0.28 nM，比利用分光計的比色法低了近10倍。因此，這種Au NPs聚合誘導的光熱生物傳感策略也為核酸和許多其他生物分子的可視化定量檢測提供了一個新型的平臺。
WanZhou, Kaiqiang Hu, XiuJun Li. et al. Gold Nanoparticle Aggregation-InducedQuantitative Photothermal Biosensing Using a Thermometer: A Simple andUniversal Biosensing Platform. Analytical Chemistry. 2020
DOI:10.1021/acs.analchem.9b04996
http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.9b04996
