1. Nature Commun.: 新見解！質疑自陷激子導致RP鈣鈦礦的寬帶發射
二維Ruddlesden-Popper金屬鹵化物鈣鈦礦因其具有光產生和改善的穩定性成為鈣鈦礦材料研究的中心。由于這些化合物中強的載流子-聲子相互作用，普遍將具有大斯托克斯位移的寬發射光譜歸因于自陷激子。近日，格羅寧根大學Maria A. Loi等人通過研究兩種基于碘化鉛的單晶的行為，強調了其寬帶發射的非本征起源。
本文要點：
1）從低于禁帶激發可以看出，晶體體中的禁帶態導致了寬發射。
2）基于這一認識，進一步了解了低維鈣鈦礦的發射特性，并質疑金屬鹵化物鈣鈦礦和相關化合物中的寬帶發射歸因于自陷激子的普遍性。
Simon Kahmann, et al. Extrinsic nature of the broad photoluminescence in lead iodide-based Ruddlesden–Popper perovskites. Nat. Commun. 2020.
DOI:10.1038/s41467-020-15970-x
https://www.nature.com/articles/s41467-020-15970-x
2. Nature Commun.：通過氧化物-金屬相互作用調節氧化亞銅納米結構的活性
氧化物-金屬界面在催化中非常重要，但是由于對界面位點的性質和氧化物-金屬相互作用（OMI）的了解有限，其設計受到了阻礙。近日，中科院大連化物所Fan Yang等在Pt（111），Au（111）和Ag（111）上合成了定義明確的Cu2O 納米結構，并通過低溫掃描隧道顯微鏡（LT-STM），近常壓STM（NAP-STM），X射線光電子能譜（XPS）和密度泛函理論（DFT）計算等研究了它們的界面結構和化學性質。
本文要點：
1）作者合成了定義明確的Cu2O/Pt，Cu2O/Ag和Cu2O/Au界面，發現盡管它們具有相同的結構，但Pt上的Cu2O納米結構的熱穩定性比Ag和Au的低；作者進一步通過CO氧化來比較這些界面的活性，發現其活性遵循Cu2O/Pt>Cu2O/Au> Cu2O/Ag的順序。
2）作者發現OMI決定了負載型Cu2O 納米結構的活性和穩定性，這可以通過界面氧空位的形成能來描述。
3）此外，d帶中心可以用作OMI的簡單描述子，以將Cu+和金屬基底之間的電子相互作用與氧空位的形成能以及CO氧化的Cu2O/M界面的反應性相關聯。
該工作為OMI提供了新的見解，并為設計用于氧化反應的氧化物納米結構催化劑提供了策略。
Wugen Huang, et al. Tuning the activities of cuprous oxide nanostructures via the oxide-metal interaction. Nat. Commun., 2020
DOI: 10.1038/s41467-020-15965-8
https://www.nature.com/articles/s41467-020-15965-8
3. Angew：ACQ向AIE轉換：區域異構化調節分子堆積用于雙光子近紅外生物成像
對于高亮度固態發光材料，傳統分子的戰略設計依賴于削弱分子間的π-π相互作用，這可能會限制開發新材料時的多樣性。在此，香港科技大學唐本忠、復旦大學陸雪峰、浙江大學錢駿等人提出了一種通過區域異構化來調節分子堆積模式以調節固態熒光的策略。
本文要點：
1）在平面核末端帶有分子轉子的TBP-e-TPA采用長程界面堆積模式，在固態下幾乎不發射。
2）通過將分子轉子移動到間隔位置，得到的TBP-b-TPA具有離散的交叉堆積模式，量子產率為15.6%±0.2%。
3）這些結果證明了固態熒光效率與分子的堆積方式的關系。由于具有良好的光物理性質，TBP-b-TPA納米粒子表現出優異的雙光子腦深部成像。這種分子設計理念為設計高亮度的固態熒光團提供了一種新的途徑。
Yuanyuan Li, et al. ACQ-to-AIE Transformation: Tuning Molecular Packing by Regioisomerization for Two-photon NIR Bioimaging, Angew. Chem. Int. Ed., 2020.
DOI: 10.1002/anie.202005785
https://doi.org/10.1002/anie.202005785
4. Angew：新型高效、選擇性捕集重金屬陰離子的層狀陽離子氫氧化鋁（JU-111）
水溶液中的重金屬離子以陽離子或金屬氧陰離子的形式存在。與易被吸附或沉淀去除的陽離子形式相比，含氧陰離子形式具有更高的溶解性和環境遷移性，可以在環境中自由遷移。Cr(VI)陰離子因其固有的致癌性和致突變性而成為最有害的金屬氧陰離子之一。陽離子固體載體陰離子交換法是一種方便、高效的氧陰離子去除技術。迄今為止，已經開發出各種具有陽離子骨架的材料，如陰離子交換樹脂(AER)、陽離子金屬-有機骨架(MOFs)、陽離子聚合網絡(CPN)和陽離子共價有機骨架(COFS)已經被開發出來用于去除有害的氧陰離子。然而，由于這些吸附劑包含有機成分，使得大多數吸附劑的熱穩定性和化學穩定性較差。因此，迫切需要陽離子骨架材料，尤其是能高效、選擇性地捕獲水溶液中有害重金屬氧陰離子的純無機陽離子骨架材料，然而這方面的研究報道幾乎沒有。
有鑒于此，吉林大學于吉紅院士首次報道了一種新型的層狀陽離子氫氧化鋁，Al3O2.5(OH)3.5Cl0.5·0.9H2O（JU-111），是一種極具優勢的重金屬氧陰離子吸附劑（尤其是六價鉻（VI））。同時，根據3D電子衍射斷層掃描數據解析其結構。
文章要點：
1）研究人員用廉價的氧化鈣和無水氯化鋁原料，在溫和的水熱條件下制備出JU-111。初始混合物的結晶溫度和pH是兩個決定性因素。同時，鋁原料對于JU-111的形成也至關重要。當使用Al2(SO4)3或Al(NO3)3時，沒有產生JU-111。而用氫氧化鈉或氨替代氧化鈣卻會合成高度結晶的JU-111。元素分析證實，JU-111不含Ca2+，Na+或NH4+陽離子。
2）SEM和TEM圖像顯示，JU-111晶體具有清晰的薄片狀形態，長度約100至500納米。SAED圖像索引顯示，納米片的法線向量與晶體結構的b軸一致。STEM-ABF成像顯示，JU-111晶體納米片的側面暴露了{010}面。此外，根據3D電子衍射斷層掃描數據，研究人員解析了其晶體結構。JU-111的解析結構表明，JU-111的結構由沿著晶體b軸堆疊的陽離子氫氧化鋁鋁層組成，其中Cl-陰離子為層間電荷平衡陰離子。
3）JU-111表現出快速的吸附動力學（20 min），高的捕獲能力（105.4 mg g-1）和對Cr（VI）含氧陰離子的寬工作pH范圍（3-10）。與在CO32-的存在下選擇性差的層狀雙氫氧化物（LDHs）不同，JU-111在大量過量的CO32-的情況下仍對Cr（VI）保持極好的選擇性。
優異的性能加上超低成本和對環境無害的性質，使JU-111極有希望用于有毒金屬氧陰離子修復以及替代LDHs用于其他潛在應用。
Wenfu Yan, et al, A Layered Cationic Aluminum Oxyhydroxide Emerging as a New Type of Highly Efficient and Selective Trap for Heavy Metal Oxyanions, Angew. Chem. Int. Ed., 2020
DOI：10.1002/anie.202005878
https://doi.org/10.1002/anie.202005878
5. Angew：聯烯光催化反應端基碳手性化
慕尼黑工業大學Thorsten Bach等通過3-(1'-亞烯基)-吡咯烷-2-酮的三取代的聯烯分子通過λ= 420 nm的可見光中通過手性三重態有機光敏劑作為光催化劑反應，實現了將聯烯端基的位點轉變為手性結構（對13種底物得到了86~98 %的ee值）。該光催化劑通過氫鍵作用實現了對聯烯的單一對映手性分子選擇性，結果顯示通過Diels-Alder反應過程實現了將聯烯分子的軸手性轉化為位點手性（保持了94~97 % ee值），或者通過溴化反應過程實現了91 %的ee值。
文章要點：
反應優化。使用聯烯分子作為反應物，硫雜蒽酮作為光催化劑。光催化劑的選擇通過三重態能量進行選擇，結果顯示硫雜蒽酮分子的三重態能量為263 kJ mol-1，聯烯分子的三重態能量為250~270 kJ mol-1。說明有機光催化劑的三重態能量對聯烯分子的手性構建非常合適。反應中使用420 nm的可見光作為光源，在-40 ℃的MeCN中進行反應8 h，反應中加入2.5 mol %的光催化劑。反應對多種底物實現了聯烯上端基C的手性構建，手性選擇性達到86 %~98 %。對光催化反應構建的手性結構聯烯在-78 ℃中使用Br2作為反應物活化聯烯，結果顯示反應以60 %的收率和91 %的ee值得到手性二溴產物；構建的手性結構聯烯在-78 ℃中通過BuLi和Boc2O對α-N取代羰基吡咯烷上的C-H鍵進行保護，實現了96 %的ee值，隨后在0 ℃中使用PhMgBr格氏試劑反應，實現了打開羰基碳和N之間的C-N鍵，并保持了聯烯分子92 %的ee手性值。
Manuel Plaza, et al. Photochemical Deracemization of Allenes and Subsequent Chirality Transfer，Angew. Chem. Int. Ed. 2020,
DOI：10.1002/anie.202004797
https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202004797
6. AM: 受控釋放及相關應用的相變材料
相變材料（PCM）已成為一類新型的熱響應材料，用于控制釋放，其中包裹在固體基質中的有效載荷只有在PCM融化以觸發固-液相轉變時才釋放。于此，喬治亞理工學院夏幼南教授等人發表相關綜述。
本文要點：
1）突出了在過去10年中利用PCM作為用于封裝和釋放各種類型的治療劑和生物效應器的通用平臺的進展。簡要介紹了PCMs在控制釋放和相關應用中所需的特性。
2）在各種類型的PCMs中，脂肪酸和脂肪醇以其天然的可利用性、低毒性、可生物降解性、多樣性、高豐度和低成本等特點成為研究的重點。
3）然后，討論了能夠將PCMs及其與有效載荷的混合物處理成穩定的膠體顆粒懸浮液的各種方法，以及引發固-液相轉變的不同方法。
4）最后，介紹了基于PCMs的控制釋放系統的一系列應用，并展望了未來的發展方向。
Qiu, J., Huo, D., Xia, Y., Phase‐Change Materials for Controlled Release and Related Applications. Adv. Mater. 2020, 2000660.
DOI: 10.1002/adma.202000660
https://doi.org/10.1002/adma.202000660
7. AM：具有柱狀沉積特征的鋰金屬負極，大幅提高全電池庫倫效率
隨著當前鋰離子電池中的石墨負極接近其理論能量密度極限，鋰金屬負極被認為是高比能鋰電池的關鍵技術，因為它具有很高的理論比容量和極低的電化學氧化還原電勢。但鋰金屬負極的庫侖效率低被認為是鋰金屬電池的瓶頸，因為沉積的鋰的晶粒尺寸和微觀結構會極大地影響鋰循環效率。為了應對這一挑戰，浙江大學陸盈盈和上海汽車集團Guannan Zhu等人報道了一種增溶劑調節的碳酸鹽電解質，它可以實現具有定向柱狀形態的鋰沉積，具有優異的性能。這項工作表明，鋰沉積的晶粒尺寸和微觀結構對鋰沉積/剝離效率的重要性。
本文要點：
1） 報道了增溶劑調節的碳酸鹽電解質可粗化晶粒，引導鋰沉積物以定向柱狀形態生長。它可以顯著增強庫倫效率，因為大塊鋰可以維持電子傳導路徑，從而可以有效利用鋰。
2） 痕量錫（II）作為增溶劑可以提供額外的路易斯酸位點，以配位和溶劑化常規碳酸鹽電解質中的NO3-，而Sn2+-NO3-配位溶劑結構可以顯著優化SEI和CEI的組成。
3） 在實際測試中，有限的鋰金屬負極（45 μm Li，≈9mAh cm-2）和高質量負載的NMC811正極（16.7 mg cm-2，3.4 mAh cm-2）搭配的全電池使用壽命至少延長了12倍。
Weidong Zhang, et al., Colossal Granular Lithium Deposits Enabled by the Grain‐Coarsening Effect for High‐Efficiency Lithium Metal Full Batteries, Adv. Mater. 2020
DOI: 10.1002/adma.202001740
https://doi.org/10.1002/adma.202001740
8. AM：非對稱電子受體，可實現高效率和低能耗的有機光伏
低能量損失和小驅動力下有效的電荷分離是實現有機光伏（OPV）中高功率轉換效率（PCE）的前提。浙江大學的陳紅征，Minmin Shi 和林雪平大學Fengling Zhang等人提出了一種新的非富勒烯受體（NFA）分子設計，以通過引入不對稱末端同時解決上述兩個問題。
本文要點：
1）通過引入鹵代茚滿二酮（A1）和3-二氰基亞甲基-1-茚滿酮（A2）作為中央熔核（D）上兩個不同的共軛末端來構建兩個NFA BTP-S1和BTP-S2。當與聚合物供體PM6混合時，這種具有A1-D-A2結構的非對稱NFA具有優異的光伏性能。能量損失分析表明，末端帶有六個氯原子的不對稱分子BTP-S2使相應的器件具有出色的電致發光量子效率，為2.3×10-2％，比基于對稱Y6的器件高一個數量級（4.4 ×10-3％），從而顯著降低了相應器件的非輻射損耗和能量損耗。
2）此外，在末端帶有多個鹵素原子的不對稱BTP-S1和BTP-S2表現出快速的空穴轉移至供體PM6。結果，基于PM6：BTP-S2混合的OPV實現了16.37％的PCE，高于基于PM6：Y6的OPV的（15.79％）。三元混合物（PM6：Y6：BTP-S2）的進一步優化可實現17.43％的最佳效率E，這是單結OPV的最高效率之一。這項工作提供了一種有效的方法，可通過分子設計策略同時降低能量損失并促進OPV的電荷分離。
Shuixing Li et al. Asymmetric Electron Acceptors for High‐Efficiency and Low‐Energy‐Loss Organic Photovoltaics, AM, 2020.
DOI: 10.1002/adma.202001160
https://doi.org/10.1002/adma.202001160
9. AM：鈷等離激元超結構可實現幾乎100％的寬帶光子高效CO2光催化
由于難以捕獲和利用整個太陽光譜波長范圍內的光，使得非均相光催化劑在每個光子上將太陽能轉化為化學能的效率較低。有鑒于此，蘇州大學鐘俊教授，張曉宏教授，何樂教授，加拿大多倫多大學Geoffrey A. Ozin教授報道了基于納米針陣列的鈷等離子體超結構的制備，同時在整個太陽光譜中具有近100％的光吸收效率。
本文要點：
1）首先采用水熱法在摻氟氧化錫（FTO）玻璃上制備Co(OH)y(CO3)0.5(2-y)·nH2O納米針陣列。然后在每個納米針的表面上涂覆一層厚度為20 nm的二氧化硅。最后，在空氣中退火，然后還原H2后，得到Co-PS@SiO2催化劑。
2）SEM圖像顯示，當核心變為納米多孔時，其整體保留了針狀形態。納米針的平均高度為10 μm。Co核的直徑從底部的150nm減小到尖端的10nm。TEM圖像顯示，Co芯中存在大量空隙。
3）每個納米針由封裝在二氧化硅層內部的許多相互連接的Co納米晶體組成。這種等離激元超結構可以通過不同的機制強烈吸收陽光，包括通過緊密相鄰的Co納米粒子的雜交以及帶內和帶內躍遷增強的等離激元激發。納米陣列結構的抗反射作用進一步有助于其寬帶性和在日光范圍內的強光吸收。
4）研究結果表明，鈷等離激元超結構在CO2的光熱催化還原中的表面積標準轉化率是常規二氧化硅負載的鈷催化劑的21倍，其催化活性得到顯著提高。原位X射線吸收光譜顯示，在照明的時候，等離激元對上層結構具有較高的局部催化溫度。
Kai Feng, et al, Cobalt Plasmonic Superstructures Enable Almost 100% Broadband Photon Efficient CO2 Photocatalysis, Adv. Mater. 2020
DOI: 10.1002/adma.202000014
https://doi.org/10.1002/adma.202000014
10. AEM：基于電荷自泵浦策略的高功率摩擦納米發電機
摩擦表面電荷密度對于摩擦納米發電機（Triboelectric nanogenerator, TENG）的輸出性能至關重要。當前，摩擦所產生的表面電荷密度仍較低，使得器件的輸出功率還不能滿足很多實際應用的需求；同時，摩擦界面處的材料磨損和發熱會影響器件的耐久性。2018年報道的電荷自泵浦摩擦納米發電機（Nano Energy，2018，49，625）首次在大氣環境下將接觸-分離模式器件中的有效電荷密度提升到1.02mC/m2，實現了重要突破，為解決這些問題提出了重要的思路。
近日，中國科學院北京納米能源與系統研究所王中林院士領導的研究團隊首次提出基于電荷自泵浦策略的旋轉摩擦納米發電機，實現了低頻激勵下的高功率輸出，并為解決摩擦納米發電機的耐久性問題提出了有效途徑。
本文要點：
1）該器件由主TENG和泵浦TENG兩部分構成，兩部分通過一種新穎的同步旋轉結構連接，無需電刷即可使電荷高效可靠地從泵浦TENG注入到主TENG的存儲電極中。這些存儲電極中的約束電荷可產生類似于摩擦表面電荷的作用，在輸出電極中產生感應輸出。通過電荷在存儲電極中的不斷積累實現超高約束電荷密度。
2）單個器件可達到4.5μC的轉移電荷量，電荷密度約為對照的普通旋轉TENG的9倍，平均功率是對照的普通TENG的15倍以上，同時具有小于1s的超快輸出飽和速度。此外，該結構的高擴展性可以實現泵浦TENG對多個主TENG的同時激勵。當集成4個主TENG時，2Hz低頻驅動下可達到658mW的最大峰值功率和225mW的最大平均功率。該結構設計也可有效應用到滑動式TENG中。
3）電荷自泵浦策略解耦了電荷密度和摩擦強度之間的關聯，使得在低摩擦情況下也能產生高電荷密度，并可以在界面處通過添加潤滑劑來抑制磨損。從而有望解決摩擦納米發電機中的材料磨損和發熱問題。
Bai, Y., et al. Charge pumping strategy for rotation and sliding type triboelectric nanogenerators.
Advanced Energy Materials
DOI: 10.1002/aenm.202000605
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202000605
11. Adv. Drug. Deli. Rev：遞送CRISPR/Cas系統用于癌癥基因治療和免疫治療
四川大學鞏長旸教授和魏于全院士綜述介紹遞送CRISPR/Cas系統用于癌癥基因治療和免疫治療的相關研究。
本文要點：
1）成簇的有規則間隔的短回文重復(CRISPR)/CRISPR相關蛋白(Cas)系統是一種高效通用的基因編輯工具，它可以通過編輯腫瘤細胞或免疫細胞的基因組、轉錄組或表觀基因組來治療癌癥。目前已有大量的研究工作通過CRISPR/Cas系統進行了基因修飾，并且有16項臨床實驗通過體內外基因編輯方法對腫瘤進行了治療。然而，如何實現CRISPR/Cas系統在體內高效、安全的遞送仍然是其實現臨床轉化的關鍵難題。
2）作者在文中綜述了通過物理方法、病毒載體或非病毒載體等策略遞送CRISPR/Cas系統以用于癌癥基因治療和免疫治療的工作和發展前景，并重點討論了利用CRISPR/Cas系統進行癌癥治療的研究進展。
Xiangrong Song. et al. Delivery of CRISPR/Cas systems for cancer gene therapy and immunotherapy. Advanced Drug Delivery Reviews. 2020
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169409X20300302
