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1. Chem. Soc. Rev.：多功能聲敏劑在聲動力治療中的應用

韓國高麗大學Jong Seung Kim、蘇州大學程亮教授、中科院理化技術研究所吳加勝副研究員、淑明女子大學Min Hee Lee和印度CSIR-CSIO的Amit Sharma對多功能聲敏劑以及它們在腫瘤聲動力治療中的應用進展做了綜述介紹。

本文要點：

1）光學療法，包括光動力療法和光熱療法等在近年來得到了蓬勃的發展。然而，要想更為有效地治療腫瘤，就必須克服例如穿透深度不足、靶點特異性低、耐藥等諸多限制。低強度超聲作為一種非侵入性技術，在臨床診斷中被廣泛地應用。近年來，一種將低強度超聲與聲敏劑相結合的聲動力療法(SDT)也被認為是一種很好的癌癥治療策略。

2）大量的研究表明，將已有的癌癥治療模式，如化療、光動力治療、光熱治療、免疫治療等與SDT相結合可以發揮協同作用。作者在文中綜述介紹了近年來研究報道的多功能聲敏劑及其用于SDT時的抗癌療效，詳細討論了如何將SDT與其他治療模式相結合以實現對腫瘤精準治療的目標。

Subin Son. et al. Multifunctional sonosensitizers in sonodynamic cancer therapy. Chemical Society Reviews. 2020

DOI: 10.1039/c9cs00648f

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/cs/c9cs00648f#!divAbstract

2. Angew: 石墨炔界面工程:高活性和選擇性氨合成的新紀錄

在環境條件下將氮電還原為無碳氨是一種有望替代在工業上廣泛使用的高耗能HaberBosch工藝的方法。電催化合成氨工藝中最關鍵的一步是高選擇性和高效催化劑的合成。3d-過渡金屬（TM）是一種高效的氮還原催化劑。然而，目前對三維過渡金屬材料作為高效ECNRR催化劑的研究還沒有引起廣泛關注。而且已報道的ECNRR電催化劑的催化性能（如YNH₃和FE）仍然很低，應用潛力非常低。

將金屬催化劑與碳材料結合形成的界面已被認為是提高催化性能的重要途徑。石墨炔(GDY),一個新穎的二維碳同素異形體，具有獨特的多孔結構，不均勻分布的表面電荷，（電）化學穩定性和高電導率，在催化，能量轉換和存儲方面的廣泛應用受到越來越多的關注。值得注意的是，GDY可以在任意基底上生長，可以通過界面工程改善電荷轉移并且增加活性位點數量，從而有望顯著增強整體催化活性和穩定性。

有鑒于此，中科院化學部的李玉良院士、Yongjun Li和Yurui Xue以及香港理工大學的黃勃龍教授等人，設計制備了一種具有高活性和選擇性界面的自支撐3D石墨炔-鈷氮化物(GDY/Co₂N) 陰極，用于電化學氮還原反應(ECNRR)。

本文要點：

1）3D自支撐GDY/Co₂N陰極在酸性和中性條件下于環境壓力和室溫下對NH₃合成具有很高的選擇性和效率。實驗上，在大氣壓和室溫下，電催化劑在酸性條件下創造了219.72 μgh^-1mg_cat^-1的氨產率（Y NH3）和58.60％的法拉第效率（FE）的新記錄，高于已報道的其他電催化劑。

2）此外，這種優異的催化性能可分別在酸性和中性條件下維持114和144小時以上，表現出優異的催化穩定性。

3）密度函數理論(DFT)計算表明，界面鍵合的GDY提供了一個獨特的p電子特性來優化Co‐N復合表面鍵合，從而在界面區域產生了NRR催化的優越電子活性，從d到pσ*態躍遷的反常減小將固N₂的能壘最小化。

總之，該工作設計制備的催化劑有望為電催化研究帶來新思路，推動電催化領域的快速發展。

Yuliang Li et al. Graphdiyne interface engineering: highly active and selective ammonia synthesis. Angew., 2020.

DOI: 10.1002/anie.202004213

https://doi.org/10.1002/anie.202004213

3. Angew: 電催化劑的應變-性質關系研究范例

應變工程可用于提高電催化劑的活性和選擇性。已知拉伸應變可改善鈀電極對二氧化碳還原或氧還原反應的電催化活性，但是由于鈀可以在HER的同時吸附氫（HAR），因此確定應變如何影響析氫反應（HER）變得很復雜。

有鑒于此，加拿大英屬哥倫比亞大學的Curtis Berlinguette等人，設計制備了一種定制的電化學電池，它可以將拉伸應變施加到一個柔性工作電極上，能夠解決拉伸應變如何影響薄膜鈀電催化劑的氫吸收和HER活性。

本文要點：

1）設計了一個拉伸試驗電化學裝置（“ TED”）來使柔性鈀電極變形，同時監測HAR和HER活性。與以前報道的那些裝置相比，該設備能夠對電催化膜施加更大范圍的拉伸應變，并且進行氣密密封以使電解質能夠在電化學測量過程中流過電極表面。這些設計功能使我們能夠獨立地測量吸收到鈀中的氫量和HER活性，同時使鈀電極受到可控的拉應變。

2）通過使用定制樣品臺來拉伸柔性鈀樣品，通過一系列x射線衍射實驗監測反射峰位置的變化（與晶格應變成正比），從而驗證TED提供了獲得鈀晶格應變的途徑。

3）當電極受到機械施加的拉伸應變時，鈀吸收的氫量減少，而鈀的電催化活性增加。

總之，該工作展示了如何利用應變來調節鈀的氫吸收能力和HER活性，有助于研究電催化材料的應變-性質關系，為高性能電催化劑的設計制備提供了一種新的思路。

Ryan P. Jansonius et al. Strain Influences the Hydrogen Evolution Activity and Absorption Capacity of Palladium. Angew., 2020.

DOI: 10.1002/anie.202005248

https://doi.org/10.1002/anie.202005248

4. Angew: 揭示鹵化錫（IV）在CsPbX₃鈣鈦礦納米片的各向異性生長中的作用

鈣鈦礦材料具有色純度高、顏色可調、可溶液加工等優點，成為光電半導體領域的明星材料。近日，坎皮納斯州立大學Ana Flávia Nogueira、Lázaro A. Padilha等人報道了由SnX₄鹽（X = Cl，Br，I）驅動的CsPbX₃鈣鈦礦納米片（PNPLs）的新型合成，并揭示了這些硬路易斯酸在PNPLs形成中的作用。

本文要點：

1）Sn⁴⁺擾亂了系統的酸堿平衡，增加了油胺的質子化速率，并誘導了納米晶體的各向異性生長。Sn⁴⁺陽離子由于與油胺分子絡合而影響反應動力學。

2）通過監測在不同合成溫度下生長的PNPL的光致發光激發和光致發光（PL）光譜，繪制了厚度對其光學性能的影響。具有不同光密度的膠體分散體的時間和光譜解析PL揭示了總PL壽命對發射波長的依賴性不是源于PNPL之間的能量轉移，而是源于具有不同厚度PNPL的貢獻，表明PNPL較厚表現出更長的PL壽命。

Luiz G. Bonato, et al. Revealing the Role of Tin (IV) Halides in the Anisotropic Growth of CsPbX3 Perovskite Nanoplates. Angew. 2020.

DOI:10.1002/anie.202002641

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202002641

5. Nano Energy：Li₂CO₃對聚合物/石榴石電解質電化學性能影響的新見解

在聚合物基體中加入石榴石顆粒填料制備聚合物/石榴石復合電解質(PGEs)，不僅可以提高離子電導率，而且可以增強機械強度抑制鋰枝晶。然而，制備PGE時，人們一直忽略了石榴石顆粒暴露于空氣中形成的Li₂CO₃對石榴石表面的污染。鑒于Li₂CO₃的超低離子電導率和低氧化電壓，應考慮Li₂CO₃的影響。有鑒于此，加拿大西安大略大學孫學良與青島大學郭向欣等人從“石榴石在聚合物中”(GIP)到“聚合物在石榴石中”(PIG)的電解質組成中制備了含Li₂CO₃和不含Li₂CO₃石榴石顆粒的PGEs。

本文要點：

1）研究人員基于PEO/Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂(LLZTO)從“GIP”到“PIG”結構，系統研究了Li₂CO₃對PGEs的影響。通過在空氣中暴露1周和隨后在600 °C下進行高溫處理，可以實現LLZTO表面Li₂CO₃的形成和去除。

2）在25 °C下，不含Li₂CO₃的LLZTO顆粒與PEO之間的界面電阻從93.1急劇降低至8.9 Ω，這表明去除Li₂CO₃后，PEO/LLZTO界面處的Li⁺傳輸能力得到增強。與含Li₂CO₃的PGE相比，從“GIP”到“PIG”的不含Li₂CO₃的PGE在離子電導率、電化學窗口和Li⁺遷移數（t⁺）方面顯示出更高的性能。由于Li₂CO₃的去除，石榴石和聚合物之間的路易斯酸堿相互作用增強，從而增加了t⁺。

3）另外，選擇具有高機械強度的PIG電解質對Li枝晶的抑制作用進行了進一步的比較。結果表明，在0.2 mA cm^?2（0.2 mAh cm^?2）條件下，與含Li₂CO₃的PIG電解質（PIG@LCO）相比，不含Li₂CO₃的PIG電解質（PIG@LCO-free）可以在無枝晶的狀態下運行更長時間。最后，采用垂直排列的LiFePO₄正極和不含Li₂CO₃的PIG電解質構建了正極支撐型固態電池，它們具有出色的倍率和循環性能。

這項工作為無枝晶固體石榴石電池PGEs的改進設計和Li₂CO₃的作用提供了新的見解。

Hanyu Huo, et al. Li₂CO₃ effects: New insights into polymer/garnet electrolytes for dendrite-free solid lithium batteries. Nano Energy 2020, 73, 104836.

DOI: 10.1016/j.nanoen.2020.104836.

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2020.104836

6. AM：新型混合二維材料

隨著光電設備的發展，手機攝像頭等光電設備對于光敏傳感的要求越來越高，人們不斷尋找新的工作波段更廣，成本更低的半導體材料。有鑒于此，馬德里納米科學高級研究所的Enrique Cánovas等研究人員，利用CHCl₃表面的自發反應可調可控的生成大面積的單層或者少層MOF材料。

本文要點：

1）在百微米通道霍爾效應表征結果顯示，二維MOF材料在紅外區具有0.45eV的直接帶隙，室溫下的載流子遷移率為230cm²V^-1s^-1。

2）從溫度、光功率密度以及明暗電流三個方面探索二維MOF器件的光敏性。其結果顯示，隨著溫度降低，二維MOF材料顯示出更強的光響應以及靈敏度，光電探測器品質因數也得到明顯的改善。

3）二維MOF光電探測器在100K（輸入光功率密度=0.14W·cm^-2，偏置電壓=-1V）的條件下，NEP估值為2.8nWHz^-1/2(405nm), 1033nWHz^-1/2(633nm)和0.07nWHz^-1/2。

該工作提出了一種基于二維MOF材料、工作光譜范圍達到千納米級（400-1575nm）的新概念光電探測器。

Himani Arora, et al. Demonstration of a Broadband Photodetector Based on a Two-Dimensional Metal–Organic Framework. Advanced Materials, 2020.

DOI：10.1002/adma.201907063

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201907063

7. AM：高響應性、探測性的石墨炔基柔性光電探測器

石墨炔（GDY）是一種新興的2D碳同素異形體，由于其出色的電子特性（例如固有帶隙和高載流子遷移率）而在各個領域得到了廣泛的研究。深圳大學Xiuwen Zhang，Han Zhang和南開大學Jialiang Xu等人通過將超薄GDY納米片旋涂到柔性聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）基板上，實現了基于GDY的光電化學型光電檢測。

本文要點：

1） 基于GDY的光電探測器（PD）表現出出色的光響應性能，具有高光電流（P_ph，5.98 μA cm^-2），光響應性（R_ph，1086.96 μA W-1），檢測率（7.31×10¹⁰ Jones）和出色的長響應時間以及長期穩定性（超過1個月）。

2）更重要的是，由于與柔性PET基底兼容的GDY結構具有很大的柔韌性，PD在彎曲（4.45 μA cm^-2）和扭曲（3.85 μA cm^-2）的1000個循環后仍保持出色的P_ph。采用密度泛函理論（DFT）計算來探索GDY的電子特性，這為GDY在堿性電解液中的性能增強提供了證據。這樣，基于GDY的柔性PD可以豐富GDY的基礎研究，并為探索基于GDY異質結的光電檢測鋪平道路。

Ye Zhang et al, Graphdiyne‐Based Flexible Photodetectors with High Responsivity and Detectivity, AM, 2020.

DOI：10.1002/adma.202001082.

https://doi.org/10.1002/adma.202001082

8. AM: 一種超晶格穩定的層狀氧化物鈉離子電池正極材料

鈉離子電池在大規模儲能應用中表現出十分光明的前景。盡管層狀氧化物是鈉離子電池目前研究最廣泛的正極材料，但是它也存在著充放電平臺太多、充放電循環過程中陽離子遷移等顯著的問題，而這會造成容量衰減、結構畸變以及動力學遲緩。近日，日本AIST研究所周豪慎、南京大學Peng Wang和Shaohua Guo等通過調控層狀氧化物的過渡金屬層的有序性實現了穩定的層狀氧化物鈉離子電池正極材料。

本文要點：

1) 文章報道了在有序Na₃Ni₂RuO₆正極材料中通過利用過渡金屬有序超結構可以實現過渡金屬層狀氧化物正極材料超長的充放電平臺。研究人員發現在有序蜂巢超結構的過渡金屬層中，6個共邊的NiO₆八面體圍繞著中心的RuO₆八面體。

2) 研究人員將這種有序a₃Ni₂RuO₆材料與傳統無序材料的電化學性能進行了對比。有序的超結構能夠使得正極材料的放電比容量高達130mAh/g。此外，過渡金屬層的有序排列使得促進了鈉離子在層間的嵌入與釋放。研究人員認為優異的電化學性能是因為有序蜂巢超晶格能夠通過抑制晶體應力來穩定晶胞并抑制陽離子遷移，這是傳統層狀氧化物正極所不具備的特點。

Qi Li et al, A Superlattice‐Stabilized Layered Oxide Cathode for Sodium‐Ion Batteries, Advanced Materials, 2020

DOI: 10.1002/adma.201907936

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201907936

9. NSR：高效層間電荷釋放用于高熱電性能分層材料

許多層狀超晶格材料本質上具有大的塞貝克系數和較低的晶格熱導率，但由于電荷的層間傳輸勢壘而導致的電導率差，這成為其實現高熱電性能的絆腳石。有鑒于此，中科大肖翀教授，謝毅院士報道了以BiCuSeO超晶格為例，證明有效的層間電荷釋放可以增加載流子濃度，從而通過Bi/Cu雙空位和Pb共摻雜激活多個費米口袋和優化BiCuSeO體系的熱電性能。

文章要點：

1）實驗結果表明，由Pb引入并最初捕獲在電荷儲層[Bi₂O₂]²⁺子層中的外在電荷通過Bi/Cu雙空位橋接的通道有效地釋放到[Cu₂Se₂]^2-子層中。這種高效的層間電荷釋放能力取決于增加的載流子濃度和電導率的雙空位和Pb共摻雜BiCuSeO。

2）隨著載流子濃度的增加，費米能級被推低，激活多個會聚的價帶，這有助于維持相對較高的塞貝克系數并產生增強的功率因數。結果，共摻雜的Bi_0.90Pb_0.06Cu_0.96SeO在823 K時達到了較高的ZT值，約為1.4，優于（i）原始BiCuSeO，（ii）僅摻雜Bi/Cu雙空位的BiCuSeO和（iii）僅摻雜Pb的BiCuSeO 。

該研究策略適用于具有分層結構的材料，并無疑為熱電研究領域提供了前瞻性見解。

Hao Zhu, et al, Efficient  interlayer  charge  release  for  high-performance  layered thermoelectrics National Science Review, 2020

DOI：10.1093/nsr/nwaa085

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa085

10. Chem. Sci.：“一石三鳥”的AIE發光材料用于快速分別三種病原體

能夠在視覺上識別病原體對于實現臨床快速診斷來說具有重要意義。香港科技大學唐本忠院士開發了一種對微環境敏感的聚集誘導發光體材料 (AIEgen) IQ Cm，并將其用于對對革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌和真菌的快速識別。

本文要點：

1）IQ Cm具有扭曲的供體-受體和多轉子結構，因此它也有著扭曲的分子內電荷轉移(TICT)和對病原體微環境敏感的AIE特性。在病原菌內在結構差異的驅動下，IQ Cm會選擇性地定位于三種病原菌的不同位點，并產生三種肉眼可識別的發射光顏色。其中，革蘭氏陰性菌為淡粉色，革蘭氏陽性菌為橙紅色，而真菌為明黃色。因此，實驗可以根據IQ Cm產生的熒光進而在熒光顯微鏡下直接區分這三種病原體。

2）此外，實驗也證明了IQ Cm可作為快速診斷尿路感染、及時監測醫院內感染過程和快速檢測食品中的霉菌的可視化探針。綜上所述，這種基于單一AIEgen的可視化成像策略也為快速檢測病原體和床旁診斷提供了一個新型平臺。

Chengcheng Zhou. et al. One stone, three birds: one AIEgen with three colors for fast differentiation of three pathogens. Chemical Science. 2020

DOI: 10.1039/d0sc00256a

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/sc/d0sc00256a#!divAbstract