1. Science：釹單晶（0001）面自旋磁性玻璃態(tài)的觀測(cè)
磁性合金等缺陷態(tài)材料中的自旋玻璃態(tài)具有局部變化的磁模式，同時(shí)材料的自旋弛豫作用隨著時(shí)間變化的過(guò)程跨越了多個(gè)尺度數(shù)量級(jí)的變化。拉德堡德大學(xué)Daniel Wegner、Alexander A. Khajetoorians等通過(guò)自旋極化掃描隧道顯微鏡方法對(duì)單晶釹在（0001）晶面上的磁性進(jìn)行成像，并考察溫度和磁場(chǎng)對(duì)磁性的調(diào)節(jié)作用。
本文要點(diǎn)：
1）在W(110)面上通過(guò)Stranski–Krastanov生長(zhǎng)過(guò)程得到Nd(0001)薄膜，分別制備了＞50 ML和~100 ML厚的Nd(0001)膜。在0.03~7 K的低溫中通過(guò)掃描隧道顯微鏡分析Nd的表面電子結(jié)構(gòu)。隨后對(duì)波向量為QA=1.1~2.0 nm-1，QB=2.7~3.5 nm-1，QA=4.6~5.3 nm-1的情況進(jìn)行分析。
2）發(fā)現(xiàn)Q磁性狀態(tài)和多時(shí)間尺度的磁性動(dòng)力學(xué)過(guò)程，從實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證了自發(fā)旋轉(zhuǎn)玻璃態(tài)。并且在釹中發(fā)現(xiàn)的這種旋轉(zhuǎn)磁性結(jié)構(gòu)為研究類(lèi)似的磁性變化提供了經(jīng)驗(yàn)。和傳統(tǒng)的自旋玻璃態(tài)有所不同的是，釹中由電子結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)因素導(dǎo)致的競(jìng)爭(zhēng)性相互作用是產(chǎn)生自發(fā)自旋玻璃態(tài)的原因。
Umut Kamber, et al. Self-induced spin glass state in elemental and crystalline neodymium，Science 2020
DOI：10.1126/science.aay6757
https://science.sciencemag.org/content/368/6494/eaay6757
2. Science Advances：從頭設(shè)計(jì)功能性?xún)尚噪x子仿生材料用于免疫調(diào)節(jié)
超親水兩性離子聚合物是一類(lèi)能夠有效抵抗任何與生物系統(tǒng)的非特異性相互作用的不污材料。于此，華盛頓大學(xué)江紹毅等人設(shè)計(jì)了一種功能性?xún)尚噪x子聚合物，該聚合物在提供防污性能的非特異性相互作用與生物活性功能的特定相互作用之間取得了平衡。
本文要點(diǎn)：
1）這種兩性離子聚合物由磷酸絲氨酸（一種天然的免疫信號(hào)分子）構(gòu)建而成，同時(shí)具有防污和免疫調(diào)節(jié)特性。它與尿酸酶的結(jié)合被證明可以主動(dòng)消除所有不想要的免疫反應(yīng)，表現(xiàn)優(yōu)于兩性離子聚合物。
2）另一方面，這種聚合物可以顯著延長(zhǎng)蛋白質(zhì)藥物在體內(nèi)的半衰期，克服了磷酸絲氨酸在誘導(dǎo)加速清除中的固有缺陷。對(duì)具有內(nèi)置免疫調(diào)節(jié)功能的不污染兩性離子材料的演示，為生物材料的基本設(shè)計(jì)提供了新見(jiàn)識(shí)，并為諸如藥物輸送，植入物和細(xì)胞療法等廣泛應(yīng)用帶來(lái)了深遠(yuǎn)的影響。
聚合物-尿素結(jié)合物的體內(nèi)免疫原性
Li B, et al. De novo design of functional zwitterionic biomimetic material for immunomodulation. Science Advances. 2020;6(22):eaba0754.
DOI: 10.1126/sciadv.aba0754
https://advances.sciencemag.org/content/6/22/eaba0754
3. Nature Commun.：亞甲基芳烴選擇性電氧化合成芳香族縮醛
醛是合成中最廣泛使用的官能團(tuán)之一，可以參與多種化學(xué)轉(zhuǎn)化。雖然可以買(mǎi)到各種簡(jiǎn)單的商業(yè)級(jí)芳香醛，但可參與更復(fù)雜取代的芳香醛往往很難獲得。亞甲基芳烴芐基氧化法由于原料易得、易操作，是一種極具吸引力的醛類(lèi)合成方法。然而，功能化的亞甲基芳烴，特別是那些含有雜環(huán)結(jié)構(gòu)的芳香醛的區(qū)域選擇性氧化仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。
有鑒于此，廈門(mén)大學(xué)程俊教授，徐海超教授報(bào)道了一種有效的電化學(xué)方法，無(wú)需使用化學(xué)氧化劑或過(guò)渡金屬催化劑，即可實(shí)現(xiàn)甲基苯并雜環(huán)的現(xiàn)場(chǎng)選擇性電氧化合成芳香族縮醛。縮醛可以通過(guò)一鍋水解或單獨(dú)的步驟轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的醛。此外，通過(guò)制備降壓藥替米沙坦，突出了其合成實(shí)用性。
本文要點(diǎn)：
1）研究發(fā)現(xiàn)，位點(diǎn)選擇性是由苯環(huán)的固有電子性質(zhì)決定的，而不是由C(SP3)-H鍵的BDEs決定的。
2）此外，芐基氧化在簡(jiǎn)單的連續(xù)電解槽中高效進(jìn)行，同時(shí)使用無(wú)痕量電流作為試劑，而不需要化學(xué)計(jì)量的化學(xué)氧化劑。
Xiong, P., Zhao, H., Fan, X. et al. Site-selective electrooxidation of methylarenes to aromatic acetals. Nat Commun 11, 2706 (2020).
DOI：10.1038/s41467-020-16519-8
https://doi.org/10.1038/s41467-020-16519-8
4. Nature Commun.: 實(shí)現(xiàn)微米級(jí)可塑性和理論強(qiáng)度的硅
作為信息時(shí)代的骨干材料，硅被廣泛用作微電子和微系統(tǒng)中的功能半導(dǎo)體和結(jié)構(gòu)材料。在環(huán)境溫度下，Si的脆性限制了其在設(shè)備中的機(jī)械應(yīng)用。近日，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院Jeffrey M. Wheeler等人證明了通過(guò)現(xiàn)代光刻工藝處理的硅由于具有較高的表面質(zhì)量，在微米尺度上表現(xiàn)出超高的彈性應(yīng)變極限，接近理想的強(qiáng)度（剪切強(qiáng)度?4 GPa）和塑性形變，比使用聚焦離子束制備的樣品大一個(gè)數(shù)量級(jí)。
本文要點(diǎn)：
1）通過(guò)允許更高的彈性應(yīng)變來(lái)修改帶結(jié)構(gòu)，這種擴(kuò)展的彈性狀態(tài)能夠增強(qiáng)功能特性。
2）Si的微米級(jí)可塑性能夠研究金剛石結(jié)構(gòu)材料的固有尺寸效應(yīng)和位錯(cuò)行為。這表明在環(huán)境溫度下，隨著試樣尺寸的增加，變形機(jī)理從完全位錯(cuò)過(guò)渡到部分位錯(cuò)。這項(xiàng)研究展示了制造更堅(jiān)固的硅基結(jié)構(gòu)的表面工程途徑。
Ming Chen, et al. Achieving micron-scale plasticity and theoretical strength in Silicon, Nature Communications, 2020.
DOI: 10.1038/s41467-020-16384-5
https://www.nature.com/articles/s41467-020-16384-5
5. Angew綜述：鎧甲催化劑
將過(guò)渡金屬納米顆粒封裝在碳納米管（CNT）或球體內(nèi)部已經(jīng)成為設(shè)計(jì)高度耐用的非貴金屬催化劑的一種新穎策略。穩(wěn)定的碳層可保護(hù)內(nèi)部金屬核免受破壞性反應(yīng)環(huán)境的影響，因此將這種催化劑生動(dòng)地稱(chēng)為“鎧甲催化劑”。電子從活性金屬核到碳層的轉(zhuǎn)移激發(fā)了碳表面獨(dú)特的催化活性，在各種催化反應(yīng)體系中得到了廣泛的應(yīng)用。
有鑒于此，大連化物所包信和院士，鄧德會(huì)研究員詳細(xì)闡述了鎧甲催化劑的基本工作原理以及確定其催化性能的關(guān)鍵因素，并提供了對(duì)此類(lèi)催化劑結(jié)構(gòu)的理化性質(zhì)的深入了解，以便將該策略進(jìn)一步應(yīng)用于合理的催化劑設(shè)計(jì)中。
本文要點(diǎn)：
1）鎧甲碳層被內(nèi)部鐵納米顆粒與碳之間的電子相互作用和誘導(dǎo)的電荷重新分布所激活，并已成為催化劑的一部分，在那里促進(jìn)了O2的吸附和解離，并引發(fā)了ORR。
2）作者詳細(xì)闡明了決定鎧甲催化劑催化性能的主要因素。鎧甲催化劑由鎧甲層和包裹的金屬納米顆粒兩部分組成。催化活性來(lái)源于鎧甲層的局域電子態(tài)的擾動(dòng)和電子從金屬納米顆粒向外表面的轉(zhuǎn)移。催化的耐久性則取決于鎧甲材料的內(nèi)在穩(wěn)定性，因此，這兩部分的物化性質(zhì)對(duì)催化性能有重要影響。
Liang Yu, Dehui Deng, Xinhe Bao, Chainmail for Catalysts, Angew. Chem. Int. Ed., 2020
DOI：10.1002/anie.202007604
https://doi.org/10.1002/anie.202007604
6. Angew：自修復(fù)聚氨酯用于可伸縮的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池
鈣鈦礦太陽(yáng)能電池（PSC）憑借其靈活，輕巧和低成本的優(yōu)勢(shì)，有望成為可持續(xù)發(fā)展可拉伸應(yīng)用的光伏技術(shù)。然而，在可拉伸基材上晶體的脆性和鈣鈦礦的差結(jié)晶性提供了不可避免的性能損失。實(shí)際上，晶界缺陷是光電子和機(jī)械性能下降的致命弱點(diǎn)。南昌大學(xué)的陳義旺，胡笑添和暨南大學(xué)李風(fēng)煜等人將具有動(dòng)態(tài)肟基-氨基甲酸酯鍵的自修復(fù)聚氨酯（s-PU）作為支架加入鈣鈦礦薄膜中，同時(shí)增強(qiáng)了鈣鈦礦薄膜的結(jié)晶度并鈍化了晶界。
本文要點(diǎn)：
1）帶有s-PU的可拉伸PSC的穩(wěn)定效率為19.15％，回滯現(xiàn)象可忽略不計(jì)，與剛性基材上的性能相當(dāng)。PSC由于具有自封裝結(jié)構(gòu)，因此在空氣環(huán)境下運(yùn)行3000 h后，可以保持90％以上的初始效率。
2）更重要的是，s-PU支架的自我修復(fù)功能已經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。s-PU可以釋放機(jī)械應(yīng)力并在多個(gè)級(jí)別修復(fù)晶界處的裂紋。該器件在20％拉伸時(shí)經(jīng)過(guò)1000次循環(huán)后，恢復(fù)了其原始效率的88％。晶體半導(dǎo)體的這種巧妙的增長(zhǎng)策略將為柔性和可拉伸電子產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供新的方法。靈活可伸縮的電子產(chǎn)品。
Xiangchuan Meng et al. Stretchable perovskite solar cells with extremely recoverable performance，Angew, 2020.
https://doi.org/10.1002/anie.202003813
7. ACS Energy Lett.：無(wú)枝晶固態(tài)電池的石榴石/鋰界面動(dòng)力學(xué)
固態(tài)界面在固態(tài)電池的整體電化學(xué)性能中起著重要的作用。然而，對(duì)固體電解質(zhì)(SSEs)與Li金屬之間的界面動(dòng)力學(xué)，特別是其對(duì)Li枝晶生長(zhǎng)影響的了解仍然有限。有鑒于此，加拿大西安大略大學(xué)孫學(xué)良與青島大學(xué)郭向欣等人基于石榴石型SSEs制備了三種不同的界面，并對(duì)界面間Li的滲透行為進(jìn)行了研究。
本文要點(diǎn)：
1）研究人員通過(guò)EIS系統(tǒng)地研究了三種不同界面的Li滲透行為，包括LLZTO/Li界面、LLZTO@ZnO/Li界面和3D-LLZTO@ZnO/Li接口。具有大界面電阻和大充/放電電壓滯后的斷裂界面被認(rèn)為是推動(dòng)LLZO體相中Li枝晶擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力。由于最初對(duì)鋰離子的界面電阻很大，Li/LLZTO/Li電池即使在0.1 mA cm?2時(shí)的電流密度下也表現(xiàn)出快速短路行為。
2）由于ZnO中間層的存在，Li/LLZTO@ZnO/Li電池對(duì)枝晶的抑制能力得到增強(qiáng)。然而，這種改善受到電流密度增大時(shí)Li體積變化的限制，使得點(diǎn)接觸再次引導(dǎo)Li枝晶成核。通過(guò)新穎的酸蝕刻方法創(chuàng)建的3D-LLZTO@ZnO/Li界面非常穩(wěn)定，可以有效降低局部電流密度并緩解Li體積變化，從而保持完整的界面接觸。Li/3D-LLZTO@ZnO/Li電池的臨界電流密度(CCD)高達(dá)1.4 mA cm?2，并且能夠在0.5 mA cm?2下穩(wěn)定循環(huán)超過(guò)600 h。
3）此外，“多合一”LFP/3D-LLZTO@ZnO/Li電池在3D正極和Li負(fù)極基體中顯示出快速的Li+傳輸，從而具有出色的倍率和循環(huán)性能。這項(xiàng)工作為理解界面動(dòng)力學(xué)對(duì)Li枝晶生長(zhǎng)的影響提供了思路，為設(shè)計(jì)高能量密度、高安全性的無(wú)枝晶固態(tài)鋰電池提供了指導(dǎo)。
Hanyu Huo, et al. Dynamics of Garnet/Li Interface for Dendrite-free Solid-state Batteries. ACS Energy Lett. 2020.
DOI: 10.1021/acsenergylett.0c00789.
https://doi.org/10.1021/acsenergylett.0c00789
8. ACS Nano：從十方準(zhǔn)晶體中提取二維鋁合金
具有原子薄的金屬合金由于其在二維（2D）電路，傳感器，催化劑等中的互連/觸點(diǎn)的潛在應(yīng)用而受到越來(lái)越多的關(guān)注。有鑒于此，萊斯大學(xué)Chandra Sekhar Tiwary，Pulickel M. Ajayan，巴西坎皮納斯大學(xué)（UNICAMP）Douglas Soares Galv?o報(bào)道了一種易于擴(kuò)展的技術(shù)，可以從其3D準(zhǔn)晶體前體合成2D金屬合金。
本文要點(diǎn)：
1）研究人員使用Al66Co17Cu17合金的十邊形準(zhǔn)晶體（QC）作為前驅(qū)體來(lái)提取相應(yīng)的2D合金結(jié)構(gòu)。通過(guò)超聲處理進(jìn)行液體剝離二甲基甲酰胺（DMF）中的QC。長(zhǎng)時(shí)間剝落（約60 h）后，將QC從與溶劑接觸的那些表面逐層剝落。該剝離過(guò)程可以產(chǎn)生兩種具有不同對(duì)稱(chēng)性的結(jié)構(gòu)，即兩重和十重對(duì)稱(chēng)性。最后，采用超速離心對(duì)剝離后的產(chǎn)物進(jìn)行提純。
2）液體剝離QC的原子力顯微鏡(AFM)和掃描電鏡(SEM)圖像顯示，在大塊QC中，可以觀察到直徑為50-100 μm的十棱柱小平面形貌。這些結(jié)構(gòu)具有十重對(duì)稱(chēng)性。同時(shí)，結(jié)構(gòu)傾向于沿著十倍棱鏡的10倍方向生長(zhǎng)。此外，通過(guò) SEM測(cè)量準(zhǔn)確地獲得了剝落的十邊形薄片的長(zhǎng)度。剝落的二維十邊形薄片呈現(xiàn)出光滑的表面，其厚度約為2.5 nm，橫向尺寸約為200 nm。此外，剝落的二維十邊形QC的明場(chǎng)TEM微結(jié)構(gòu)顯示，DMF中的液體剝離產(chǎn)生了幾層的薄片，并且這些納米薄片彼此堆疊。且大部分剝落的薄片是平面薄片，其中很少有薄片的尺寸為μm。同時(shí)，二維十邊形QC薄片非常穩(wěn)定，因?yàn)樗鼈冊(cè)诒∑吘壐浇哂蟹蔷唷４送猓琀RTEM和相應(yīng)的FFT圖像清楚地表明，局部區(qū)域存在完美的十邊形對(duì)稱(chēng)性。
3）研究發(fā)現(xiàn)，所獲得的2D金屬層可與WS2結(jié)合形成堆積異質(zhì)結(jié)構(gòu)。單層和幾層厚的十邊形準(zhǔn)晶體/WS2異質(zhì)結(jié)構(gòu)為析氫反應(yīng)提供了豐富的催化活性位點(diǎn)。在60 mV的電勢(shì)下可進(jìn)行析氫反應(yīng)，并具有長(zhǎng)期耐久性。
Thakur Prasad Yadav, et al, Extraction of Two-Dimensional Aluminum Alloys from Decagonal Quasicrystals, ACS Nano, 2020
DOI：10.1021/acsnano.0c03081
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c03081
9. ESM：風(fēng)風(fēng)雨雨硫正極 十二年來(lái)云和月
自二十世紀(jì)六十年代誕生第一例專(zhuān)利報(bào)道以來(lái)，鋰硫電池歷經(jīng)風(fēng)雨發(fā)展幾十年。從新生的舉步維艱，直到本世紀(jì)初有了突破性發(fā)現(xiàn)從而進(jìn)入發(fā)展的快車(chē)道。如今鋰硫電池正值研究高潮，越來(lái)越多的專(zhuān)利和論文面世。近日，浙江工業(yè)大學(xué)的陶新永和萬(wàn)躍華課題組合作發(fā)文，講述了十二年來(lái)（2009-2020）硫正極的發(fā)展歷程。并做了許多有趣的總結(jié)。
本文要點(diǎn)：
1) 本文從硫正極的載體設(shè)計(jì)、夾層材料、聚合物包覆層、粘結(jié)劑、有機(jī)硫化物正極以及對(duì)硫正極的實(shí)用化要求等方面對(duì)硫正極的發(fā)展進(jìn)行了概述；
2) 最有意思的是作者分別對(duì)鋰硫電池研究領(lǐng)域的不同國(guó)家、研究機(jī)構(gòu)、通訊作者、科學(xué)雜志、高被引文章和硫正極專(zhuān)利進(jìn)行了總結(jié)和分析，這為我們描繪出了鋰硫電池研究的整體框架；
3) 作者對(duì)鋰硫電池的研究現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展做了總結(jié)和預(yù)測(cè)。
Tiefeng Liu, Hualiang Hu, Xufen Ding et al., 12 Years Roadmap of the Sulfur Cathode for Lithium Sulfur Batteries (2009-2020), Energy Storage Materials 2020
DOI: 10.1016/j.ensm.2020.05.023
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2405829720302038
10. NSR：溶解-沉淀生長(zhǎng)潔凈均勻的TMDCs
二維（2D）過(guò)渡金屬二硫化物（TMDCs）引起了人們的極大關(guān)注，并有望在多個(gè)領(lǐng)域中得到應(yīng)用。然而，由于難以控制在化學(xué)氣相沉積（CVD）生長(zhǎng)過(guò)程中將反應(yīng)物供應(yīng)至反應(yīng)的方式，因此難以獲得具有清潔表面的均勻TMDCs。有鑒于此，清華-伯克利深圳學(xué)院劉碧錄副教授，中科院金屬所成會(huì)明院士報(bào)道了一種“溶解-沉淀”（DP）生長(zhǎng)的新生長(zhǎng)方法，該方法將金屬源密封在玻璃基板內(nèi)部，以控制其向反應(yīng)中的進(jìn)料。
本文要點(diǎn)：
1）在這種方法中，金屬源嵌入在兩塊玻璃之間，并在生長(zhǎng)過(guò)程中逐漸擴(kuò)散到上部玻璃的表面。通過(guò)這種方式，研究人員實(shí)現(xiàn)了金屬源的均勻進(jìn)料，并且僅將反應(yīng)限制在頂部玻璃的表面，同時(shí)，由于金屬源和硫源不共享相同的擴(kuò)散路徑，因此避免了任何不需要的氣相反應(yīng)。
2）研究人員采用該方法在厘米級(jí)的熔融玻璃表面成功生長(zhǎng)出高度均勻的、表面清潔的單層TMDCs。同時(shí)，該方法已用于MoSe2、WS2、MoTe2、MoxW(1-x)S2、V摻雜MoS2等多種TMDCs及其合金，具有良好的通用性。
Zhengyang Cai, et al, Dissolution-precipitation growth of uniform and clean two dimensional transition metal dichalcogenides, National Science Review, nwaa115, 2020
DOI：10.1093/nsr/nwaa115
https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa115
11. Nanoscale：鉑-碳復(fù)合納米酶用于增強(qiáng)對(duì)腫瘤的光動(dòng)力-光熱治療
腫瘤的乏氧微環(huán)境會(huì)影響腫瘤光動(dòng)力治療的效果。鄭州大學(xué)Wei Jiang、中科院生物物理研究所閻錫蘊(yùn)院士和范克龍研究員通過(guò)原位還原的策略將超小型Pt納米酶固定到MOF衍生的碳納米酶中，成功地構(gòu)建了具有良好類(lèi)過(guò)氧化氫沒(méi)活性和光敏性能的鉑-碳集成納米酶。
本文要點(diǎn)：
1）通過(guò)和Pt納米酶進(jìn)行整合，碳納米酶的過(guò)氧化氫酶活性被顯著提高，可以有效催化內(nèi)源性過(guò)氧化氫進(jìn)行分解以生成氧氣，從而提高光動(dòng)力治療的效果。
2）此外，鉑納米酶還可以提高碳納米酶的光熱性能，因此該集成式納米酶在體內(nèi)也表現(xiàn)了出優(yōu)異的腫瘤抑制效果。這一研究利用納米酶的酶活性、光熱及光敏性能有效克服了傳統(tǒng)治療策略的局限性，為基于納米酶的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用提供了新的參考。
Yang Yang. et al. Platinum-Carbon Integrated Nanozyme for Enhanced Tumor Photodynamic and Photothermal Therapy. Nanoscale. 2020
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/nr/d0nr02800b#!divAbstract
