1. JACS：金屬-有機框架對聚合物末端的識別，實現了聚合物的色譜分離
精確控制聚合物鏈中末端基團的性質是現代高分子科學的一個重要方面。盡管主鏈單體數量遠超過末端，但末端對聚合物化學反應具有重大影響。末端功能化的聚合物是表面活性劑、嵌段共聚物、超分子聚合物、聚合物網絡以及生物偶聯化合物等不可缺少的原料。盡管它們具有很高的經濟重要性，但高效制備末端功能化聚合物仍然具有挑戰性，這主要是因為具有高末端識別能力的實際分離技術效率低下。高效分離不同功能末端聚合物的關鍵技術一直是高分子工業和現代化學研究的熱點。與常用的分子識別技術不同，對聚合物結構的識別要求具有極高的識別能力，從而能夠識別大聚合物鏈中的邊緣結構差異。
在此，東京大學Takashi Uemura證明了金屬有機框架(MOF)可以識別聚合物的末端結構，從而使首次報道的聚合物色譜分離成為可能。末端功能化的聚乙二醇(PEG)被選擇性地插入到MOF通道中，插入動力學依賴于PEG末端的投影尺寸。這種尺寸選擇插入機制有助于使用液相色譜法(LC)精確鑒別末端官能化的PEG。因此，用MOF填充的色譜柱為使用常規LC系統分離此類末端官能化的聚合物提供了一種高效且容易獲得的方法。
NagiMizutani, Nobuhiko Hosono, Benjamin Le Ouay, Takashi Kitao, RyoichirouMatsuura, Takuya Kubo, Takashi Uemura. Recognition of Polymer Terminus by Metal–Organic Frameworks EnablingChromatographic Separation of Polymers. J. Am. Chem. Soc. 2020.
DOI:10.1021/jacs.9b13568.
https://doi.org/10.1021/jacs.9b13568
2. JACS: 氫穩定的RhPdH二維雙金屬烯納米片用作高效析氫催化劑
氫氣具有極高的比能量，燃燒產物只有水，因此被視為清潔能源載體。電解水，即將水電解生成氫氣和氧氣，是一種清潔的產氫方式。為了促進電解水析氫反應的進行，在較低的過電位下實現較高的反應速率，常需要使用高效的催化劑。如何設計出活性高、穩定性強的堿性析氫催化劑仍是一個巨大的挑戰。高度卷曲、亞納米厚的雙金屬合金納米片材料具有類似于石墨烯的結構，研究者將其命名為“雙金屬烯（bimetallene）。近日，吉林大學崔小強教授等人設計制備了一種高效的二維雙金屬氫化物催化劑，其中H原子穩定銠鈀雙金屬烯。該催化劑的形成是由于在合成過程中引入了甲醛溶液原位化學釋放的H。這提供了一種基于金屬元素不穩定組合的高穩定性的催化劑。
密度泛函理論計算表明，氫受電子相互作用和RhPd合金反穩定性Miedema模型的限制。所得催化劑具有優異的堿性HER催化性能，達到10 mA cm-2時的過電位僅需40mV，而且具有出色的穩定性，在100 mA cm-2下的穩定性工作時間超過10h。實驗結果表明，約束后的H能提高活性，而超薄片狀形貌結構賦予了催化劑良好的穩定性。該工作為通過限制雜原子進入雙金屬烯的晶格來合成高活性催化劑提供了指導，同時也為高不混相組分組成的雙金屬烯的生長提供了一種非常新穎的機制。
Jinchang Fan; Jiandong Wu;Xiaoqiang Cui; Lin Gu; Qinghua Zhang; Fanqi Meng; Bing-Hua Lei; David J. Singh;Weitao Zheng. Hydrogen stabilized RhPdH 2D bimetallene nanosheets for efficientalkaline hydrogen evolution. Journal of the American Chemical Society, 2020.
DOI: 10.1021/jacs.0c00218
https://doi.org/10.1021/jacs.0c00218
3. Angew：6.43％效率！DJ相，穩定的錫基鈣鈦礦太陽能電池
低維錫基鈣鈦礦具有出色的抗氧化性和耐濕性，在無鉛鈣鈦礦光伏器件中起著不可替代的作用。中科院化學所的宋延林和鄭州大學的張懿強團隊將1,4-丁二胺（BEA）摻入FASnI3中，開發了一系列新的（BEA）FAn-1SnnI3n+1的低維Dion-Jacobson（LDDJ）相無鉛鈣鈦礦。
（BEA）FA2Sn3I10帶隙的寬度似乎受到由于高對稱性引起的結構變形的輕微影響。BEA配體的引入穩定了低維錫基鈣鈦礦的結構（形成能≈106 j/ mol），從而抑制了Sn2+的氧化。此外，（BEA）FA2Sn3I10薄膜的電子和空穴的擴散長度分別超過450和340 nm。基于BEA）FA2Sn3I10的太陽能電池可實現6.43％的最佳效率（PCE），且回滯可忽略不計。這些器件可以在1000小時后保留其初始PCE的90％以上（FASnI3器件僅有<60％）。
Low‐Dimensional Dion‐Jacobson Phase Lead‐free Perovskites forHigh‐Performance Photovoltaic with Improved Stability,Angew., 2020
https://doi.org/10.1002/anie.202000460
4. EES綜述：柔性可穿戴太陽能電池用于自供電電子器件
隨著儲能技術的迅速發展和對于全球變暖的持續關注，開發可適用于任何物質或設備表面，具有綠色、可再生和廉價等優點的儲能體系極為重要。基于太陽能的光伏技術與器件作為傳統能源的理想替代品，可以滿足這一需求。在此背景下，柔性、可穿戴的太陽能電池因其靈活性高、輕質、易加工性和可在曲面上集成等優勢，成為未來光伏技術實際應用的重要方向之一。
基于這一背景，新加坡國立大學的Seeram Ramakrishna教授團隊在國際期刊Energy & Environmental Science上發表綜述論文，首先總結了柔性、可穿戴太陽能電池用于自供電電子器件的研究進展。其次，分五個部分（鈣鈦礦、染料敏化、有機、纖維狀和紡織太陽能電池）闡述了它們的工作機理、工作準則和設計標準，以及最新進展。最后，總結了可穿戴傳感器/設備的新應用，表明該領域巨大的發展前景。
Seyyed Alireza Hashemi, Seeram Ramakrishna, Armin Gerhard Aberle.Recent Progress in Flexible-Wearable Solar Cells for Self-Powered ElectronicDevices. 2020.
DOI: 10.1039/C9EE03046H
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/ee/c9ee03046h/unauth#!divAbstract
5. Nano Energy: 合理設計多孔氮摻雜Ti3C2型MXenes用作Li-S電池多功能電催化劑
Li-S電池中難以控制的多硫化物穿梭效應以及遲鈍的反應動力學會對電池的電化學性能產生不利影響。最近，西南科技大學的宋英澤、蘇州大學的孫靖宇以及清華大學的張強教授等通過簡單的犧牲模板法制備了多孔的氮摻雜Ti3C2（P-NTC）并將其用作Li-S電池的多功能催化劑。得益于其高電子電導率、巨大的比表面積以及和多硫化物的強相互作用，P-NTC能夠引發多硫化物發生表面介導的氧化還原反應。
此外，Ti3C2表面均勻的N原子摻雜使其與Li原子的界面相互作用顯著增強， Li2S解離的勢壘也得到了顯著降低。因此，N-PTC不僅可以用作多硫化物的高效固定劑，還可以用作多功能催化劑來促進充放電過程中Li2S的成核與分解。所以，S/P-NTC正極在2C下循環1200周后的平均容量衰減僅為0.033%。此外，在高硫含量的電極中，P-NTC也能夠實現高達9.0mAh/cm2的高面容量。
YingzeSong, Jingyu Sun, Qiang Zhang et al, Rational design of porous nitrogen-dopedTi3C2 MXene as a multifunctional electrocatalyst forLi–S chemistry,Nano Energy, 2020
DOI: 10.1016/j.nanoen.2020.104555
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2211285520301129?dgcid=rss_sd_all#!
6. AEM: 用于電催化水分解的貴金屬基納米結構材料研究進展
電化學水分解在清潔和可再生能源生產和轉化的發展中起著至關重要的作用，這是減少社會對化石燃料的依賴的極有前途的途徑。因此，必須開發出高活性，具有成本效益且耐用的催化劑，以減少反應超電勢并提高電催化效率。近日，北京大學郭少軍發表綜述總結了最近的研究成果，這些研究成果主要是基于貴金屬的結構工程來開發基于貴金屬的具有優異的水分解催化性能的先進電催化劑。
首先，給出了水分解機理的簡單描述和一些有前途的結構工程策略，包括雜原子結合，應變工程，界面/混合工程和單原子構造。然后，借助理論模擬，探討了貴金屬電子/幾何結構與水分解性能之間的潛在關系。最后，提出他的個人觀點，以突出開發適用于結構工程應用中水分解的廣泛商業用途的新型電催化劑的挑戰和機遇。
YingjieLi, Yingjun Sun, Yingnan Qin, Weiyu Zhang, Lei Wang, Mingchuan Luo, Huai Yang,Shaojun Guo, Recent Advances on Water‐Splitting ElectrocatalysisMediated by Noble‐Metal‐BasedNanostructured Materials, Adv. Energy Mater. 2020
DOI:10.1002/aenm.201903120
https://doi.org/10.1002/aenm.201903120
7. AFM: 硅氧烷有望用于鋰硫電池正極，可調節多硫化物的吸附和轉化
對于克服多硫化物的穿梭和緩慢的氧化還原反應而言，設計合適的正極仍然是鋰硫電池（LSB）的主要挑戰。為了應對這一挑戰，浙江大學陸盈盈，葉志鎮，呂建國和黃靖云等人通過合理的濕化學剝離方法開發了二維硅氧烷納米片，從中可以將S@siloxene@graphene（Si/G）雜化體構建為Li-S電池的正極。硅氧烷具有波浪狀的二維Si主鏈，在Si6環中接枝了大量O，羥基官能化的表面可以通過化學捕集能力和動力學上增強的多硫化物轉化的協同作用有效地攔截多硫化物。
理論分析進一步表明，硅氧烷可以顯著提高吸附能，并降低Li+擴散的能壘。與2DSi/G混合正極組裝的LSB表現出大大提高的倍率性能（在4 C下硫含量分別為1、2.9和4.2 mg cm-2的情況下的919、759和646 mAh g-1）和極好的耐久性（在1000次循環中得到了證實，初始容量為951 mAh g-1，在1 C下硫含量為4.2 mg cm-2時，衰減率為可忽略不計0.032％。可以預期，此處介紹的研究將為開發具有硅氧烷的高性能LSB開辟新的視野，并將其用于實際應用。
YangWang, Liping Zhou, Jingyun Huang, Xinyang Wang, Xinling Xu, Jianguo Lu, YangTian, Zhizhen Ye, Haichao Tang, Shuit‐Tong Lee, Yingying Lu, Highly Stable Lithium?Sulfur Batteries Promised by Siloxene: An Effective Cathode Materialto Regulate the Adsorption and Conversion of Polysulfides, Adv. Funct. Mater. 2020
DOI:10.1002/adfm.201910331
https://doi.org/10.1002/adfm.201910331
8. AFM：液滴在仿生表面的蠕動
控制液體在表面的流動在各種技術中已經得到廣泛應用，例如在實現自潤滑、相變傳熱和微流控領域。盡管目前在模擬蠕動表面上的定向液體傳輸取得了可喜的進步，但液體僅定向擴散，并留下濕潤的痕跡。而實現液體在后側的定向收縮，并最終實現從一處到另一處的整體單向運動仍然是一個挑戰。基于此，中國科學院未來技術學院Zhichao Dong等人展示了一種在突然自發的氣泡懸浮作用下，停留在仿蠕動表面上的液體可以像蠕蟲一樣定向快速地爬行。
抽真空或化學反應會在液體下方產生定向超壓從而引起在模擬表面的不對稱微腔的突然成核、生長、結合和氣泡破裂，而導致液體的引導收縮和擴散。氣泡調節這種新的液體定向運動模式。該策略為液體定向運動的各種應用提供了機會，如微流控設備、油水分離和水收集系統。
ShanZhou, Cunlong Yu, Chuxin Li, Lei Jiang, Zhichao Dong. Droplets Crawling onPeristome‐Mimetic Surfaces. Advanced Functional Materials.2020
DOI: 10.1002/adfm.201908066
https://doi.org/10.1002/adfm.201908066
9. ACS Nano：半導體聚合物納米粒子作為診療系統用于NIR-II熒光成像和光熱治療
將第二近紅外窗口(NIR-II，1000-1700 nm)的熒光成像與安全激光強度下的光熱治療(PTT)相結合的診療系統在臨床前研究和臨床實踐中具有巨大的潛力，但開發具有足夠的有效NIR-II亮度和優異的光熱性能的此類系統仍具有挑戰性。在此，浙江大學錢駿、浙江工業大學胡青蓮、中國科學院上海藥物研究所陳浩、南京工業大學劉杰等人報道了一種基于半導體聚合物納米粒子(L1057 NPs)的診療系統，用于在980 nm激光照射下進行NIR-II熒光成像和PTT，分別具有低(25mW/cm2)和高(720 mW/cm2)的激光通量。
綜合考慮消光系數、量子產率和近紅外Ⅱ區發射比例等多個參數，L1057 NPs比大多數報道的有機近紅外II熒光團具有更高的有效近紅外II亮度。高亮度，再加上良好的穩定性和良好的生物相容性，可以實時顯示全身和腦血管，并以高清晰度檢測缺血性中風和腫瘤。L1057 NPs具有優異的光熱性能和在980 nm處的高的最大允許曝光極限，可在安全的激光通量下用于腫瘤的PTT。本研究表明，L1057 NPs在安全的激光通量下是一種優良的NIR-II成像和PTT診療系統，在生物醫學領域具有廣闊的應用前景。
YanqingYang, Xiaoxiao Fan, Ling Li, et al. Semiconducting Polymer Nanoparticles asTheranostic System for Near-Infrared-II Fluorescence Imaging and PhotothermalTherapy under Safe Laser Fluence, ACS Nano, 2020.
https://doi.org/10.1021/acsnano.0c00043
