1. Nature：RaF電子振動光譜測試
分子的光譜為探索自然相關基本定律、搜索標準模型以外的新型物理粒子提供了廣泛機會，放射性分子（Radioactive molecule）是一種含有單個或多個放射性原子的分子，分子中包含有重核原子或變形原子，同時展現了在檢測奇偶校驗和時間反向違規效應中的高敏感性。其中RaF由于在理論預測中具有適合用于激光冷卻的結構，因此為其在高精確激光冷卻中的應用提供了較好的機會。此外，當分子中含有八極形變的鐳同位素，分子違反對稱性的核矩效應發生顯著的增強。但是，由于缺少穩定的Ra同位素，RaF相關研究明顯的被局限了。
歐洲核子研究組織（CREN）R. F. Garcia Ruiz、馬爾堡大學R. Berger等提出了一種通過實驗方法對短壽命放射性分子進行研究的方法，并能夠在壽命只有幾十毫秒的放射性分子進行測試，具有低洼能量電子態的不同同位素純RaF分子通過共線共振電離（collinear resonance ionisation）方法與ISOLDE離子束設備進行測試。本研究結果說明，通過現有的激光冷卻方法能夠對RaF測試，并向著高精確度的結果更進一步。該研究結果同時為低壽命放射性分子的基礎物理學研究提供了經驗。
本文要點：
1）對4μs時間寬度的RaF+加速到39998 eV，隨后通過和Na蒸氣反應得到RaF。隨后通過高能量的355 nm激光激發RaF分子進行離子化生成RaF+，并記錄相對應的電子振動光譜。
以0.06 cm-1 s-1的掃描速率對A2 Π1/2 ← X2 Σ+轉變過程進行研究，在5 h內對1000 cm-1范圍內226RaF的情況進行測試，并在+440 cm-1和-440 cm-1得到了一系列電子振動光譜（(0,0)，(1,1)，(3,3)，(4,4)）。此外，作者在15325 cm-1附近觀測到了A2 Π3/2 ← X2 Σ+高能量狀態的電子振動光譜。
2）本反應為產生放射性分子的量速率低于106 molecules s-1的過程中對RaF進行研究，該研究結果展示了RaF放射性分子中的低能量電子結構。這項研究結果為更進一步對探索基本粒子以外的粒子物理學提供了非常好的平臺。
R. F. Garcia Ruiz, et al. Spectroscopy of short-lived radioactive molecules, Nature 2020
DOI：10.1038/s41586-020-2299-4
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2299-4
2. Chem. Soc. Rev.綜述：二次鋅離子電池的材料化學
可充電鋅離子電池（ZIBs）具有成本低、材料豐富、安全性高、能量密度可接受、環境友好等優點，在大規模儲能和便攜式電子領域具有廣闊的應用前景。有鑒于此，南開大學程方益研究員，陳軍院士綜述了與ZIBs相關的基礎知識、挑戰、最新進展和前景。
本文要點：
1）首先，重點介紹了金屬鋅負極的固有化學性質、面臨的挑戰和對策。
2）然后，研究人員對多種類型的正極材料進行了分類，并從結構和電化學性質、存在的問題和對策等方面進行了討論。重點闡明了基于鋅離子(脫)插層化學的正極材料的機理和結構轉變。接著，通過討論鍍鋅/剝離行為、反應動力學、電極/電解液界面化學和電池性能的影響，闡述了被廣泛研究的電解質。
3）最后，概述了ZIBs發展面臨的挑戰和未來的展望。
Ning Zhang, et al, Materials chemistry for rechargeable zinc-ion batteries, Chem. Soc. Rev., 2020
DOI: 10.1039/c9cs00349e
https://doi.org/10.1039/C9CS00349E
3. Nature Commun.：基于粉末冶金的三維石墨烯網絡強化銅基復合材料的策略
三維石墨烯網絡是一種有望改善增強聚合物和陶瓷基復合材料的機械性能和功能性能的結構。然而，由于在碳/金屬體系中通常不利于潤濕的原因，直接施加在金屬基體中仍然困難。
有鑒于此，天津大學何春年教授，華中科技大學朱福龍教授報道了一種基于粉末冶金的策略，用于制備用于高性能先進結構材料的3D石墨烯狀納米片網絡/銅（3DGLNN/Cu）復合材料，其中涉及在銅粉上石墨烯狀納米片的常壓快速熱退火（RTA）生長（GLNs）以及隨后的反應性熱壓過程。
本文要點：
1）在熱壓過程中，由于GLN和Cu之間的熱膨脹系數（CTE）-不匹配相關的熱應力，直接焊接在Cu粉末上生長的GLN，從而在復合材料中構建3D互連石墨烯網絡。在構建的復合材料中，3D-GLNN的高度互連特征不僅賦予其比2D隔離石墨烯更大的界面剪切應力，以實現更好的載荷傳遞增強能力和顯著更高的增強效率，而且大大減少了電子在界面區域的散射，并在整個基體上構建了廣泛的導電高速通道，以進行電子傳輸。
2）實驗結果表明，3D-GLNN/Cu復合材料同時具有優越的機械性能，導電性和導熱性，有潛力用于許多特殊應用，例如輕型宏觀導體和電子產品中的散熱器。此外，這種在粉末固結過程中將石墨烯焊接成連續網絡結構的可行和可擴展的概念，可以為設計金屬基復合材料中由2D構建塊構成的3D網絡結構提供新的途徑，而不受當前使用的熔融金屬加工方法的普遍限制。
Zhang, X., Xu, Y., Wang, M. et al. A powder-metallurgy-based strategy toward three-dimensional graphene-like network for reinforcing copper matrix composites. Nat Commun 11, 2775 (2020)
DOI：10.1038/s41467-020-16490-4
https://doi.org/10.1038/s41467-020-16490-4
4. Nature Commun.：具有高滲透性亞納米篩復合MoS2膜
二維膜由于其具有對物種進行精密過濾的潛力而受到了廣泛的關注，其性能可能會挑戰當前的脫鹽膜體系。其中，相比已經廣泛研究的基于石墨烯膜的類似物研究，二硫化鉬（MoS2）層狀膜最近在水性環境中具有優異的穩定性。但是，諸如高鹽度水離子去除率低，水通量低以及隨時間變化的穩定性低等缺陷阻礙了其作為可行技術的潛在應用。
有鑒于此，波士頓東北大學Meni Wanunu報道了一種簡單且可擴展的基于空化的方法來創建納米多孔MoS2 納米片（NSs），從而形成了一層至兩層的多孔NSs和納米盤（NDs）的復合物。
本文要點：
1）通過調節處理時間可以控制平均納米孔大小，并且可以使用特定設計的陽離子和陰離子多肽吸附劑分子在不到20 min的時間內調節多孔NS / ND復合物（NSND）的表面電荷。
2）與最先進的商用薄膜復合材料(TFC)聚酰胺(PA)膜相比，通過將這些納米材料堆疊在多孔氧化鋁載體上形成的層壓膜(LM)具有高度的穩定性，并且在正滲透(FO)和反滲透(RO)模式下進一步表現出高的離子選擇性和水傳輸速率。值得注意的是，通過在保持穩定性能的同時提高離子截留率和水傳輸率，可以降低反滲透運行的資本和運行成本
3）通過尺寸可控的NS/ND/肽分散體生產膜的方法可以合理設計孔隙率，其中孔大小、層間間距和表面電荷都可以調節。此外，由于NSs內的孔、片內間隔和散布的NDs，后者增加了較大NSs之間的亞納米通道(空泡劑)的數量，因此所得的膜對水表現出高的選擇性和高的透水值。更重要的是，結合兩種相互競爭的方法，即超薄多孔單層膜和層疊膜的優點，可以實現二維材料基膜的實際應用。
Sapkota, B., Liang, W., VahidMohammadi, A. et al. High permeability sub-nanometre sieve composite MoS2membranes. Nat Commun 11, 2747 (2020)
DOI：10.1038/s41467-020-16577-y
https://doi.org/10.1038/s41467-020-16577-y
5. JACS：鈣鈦礦型鐵氧體中FeO6八面體畸變活化晶格氧對甲烷部分氧化和CO2裂解的影響
在過去的幾十年里，通過調節陽離子缺位，產生位錯，調節金屬-氧共價，引入氧缺陷和通過選擇性地改變A或B陽離子產生氧非化學計量比，對ABO3鈣鈦礦氧化物的晶格氧進行了重要的研究。作為不可還原組分，A位的金屬主要通過影響氧空位的數量、晶格氧的遷移和B位金屬的價態來間接影響反應活性。此外，一些研究表明，ABO3鈣鈦礦的性能不僅取決于氧空位和亞穩態陽離子的濃度，而且還可能受到活性中心局部環境的影響。因此，近年來，除了氧空位的濃度外，人們還越來越關注晶格氧的化學環境（或氧空位），包括晶格畸變，位點對稱等。然而，以往關于A位取代引起晶格畸變的研究大多集中在使用離子半徑變化較大或比A3+低的陽離子，這可能會引入晶相組成變化對反應性能的影響，但很少有工作考慮在不改變鈣鈦礦晶體結構類型的情況下，通過三價離子取代A位來微調晶格氧的局域結構。
有鑒于此，天津大學鞏金龍教授報道了由于La-O和Ce-O鍵長之間的差異，可以促進La1-xCexFeO3（x = 0，0.25，0.5，0.75，1）正交鈣鈦礦中FeO6八面體的形變，并造成了La0.5Ce0.5FeO3中FeO6八面體的最大變形。
本文要點：
1）研究人員通過電導率弛豫(ECR)測量和密度泛函理論(DFT)計算相結合發現，體擴散系數(Dchem)和表面交換系數(Kchem)顯著增加，進而活化了鈣鈦礦的晶格氧，從而大大提高了體氧遷移率和表面氧交換能力。這種獨特的高體氧遷移率、高表面氧活性和令人滿意的氧化還原可逆性使該材料有望用于依賴循環儲氧的氧化還原過程。
2）為了驗證該設計的實用性，研究人員在以鈣鈦礦等金屬氧化物為氧化還原催化劑的甲烷部分氧化-CO2裂解（POM-CO2裂解）工藝中進行了驗證。結果表明，該設計為利用甲烷部分氧化還原催化劑的晶格氧和氧化劑中的純CO通過CO2裂解直接生產H2/CO比為2.0的合成氣提供了一條新的途徑，且對環境的影響和能源消耗最低。此外，由于氧化還原催化劑的晶格氧直接參與甲烷部分氧化反應，通過CO2裂解步驟可以消除可能的積碳。因此，POM-CO2裂解工藝可以經濟地解決常規甲烷干法重整反應中普遍存在的積碳問題。
3）實驗結果表明，具有畸變最大的FeO6八面體的La0.5Ce0.5FeO3催化劑在連續的CH4/CO2氧化還原循環中表現出優異的甲烷轉化率、合成氣對LaFeO3和CeFeO3的選擇性，以及優異的循環穩定性、結構可逆性和氧化還原可逆性。
Xianhua Zhang, et al, FeO6 Octahedral Distortion Activates Lattice Oxygen in Perov-skite Ferrite for Methane Partial Oxidation Coupled with CO2-Splitting, J. Am. Chem. Soc., 2020
DOI: 10.1021/jacs.0c04643
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c04643
6. AM：通過平面鈣鈦礦太陽能電池的自主縱向支架控制晶體的生長
連續沉積鈣鈦礦技術是獲得高性能鈣鈦礦太陽能電池（PVSC）的有效技術，可將其衍生化為大規模工業生產。但是，在沒有介孔二氧化鈦作為骨架的情況下，平面PVSC中的致密碘化鉛（PbI2）會導致鈣鈦礦的反應不完全，溶液利用率較差。南昌大學陳義旺和談利承等人介紹了一種通過在PbI2中散布原位自聚合甲基丙烯酸甲酯（sMMA）構造的新型自主縱向支架，以制造具有優異的耐彎曲性和環境適應性的高效PVSC。
本文要點：
1）通過這種策略，鈣鈦礦溶液可以被限制在有機支架中，并為結晶提供更有效的成核位點，促進了鈣鈦礦垂直晶體的生長，有效地抑制了激子的積累和在晶界的復合。此外，sMMA低聚物可以進一步聚合并填充sMMA散布的MAPbI3（sMMA-MAPbI3）膜的晶界（GBs），形成為能夠鈍化缺陷，釋放機械應力并阻止離子遷移的交聯網絡。
2）與對照組器件（16.76％）相比，基于sMMA‐MAPbI3的平面PVSCs器件具有出眾的光伏性能（PCE為20.12％），具有出色的輸出穩定性和環境適應性。值得注意的是，經過5000次彎曲后，相應的柔性PVSC可以保持初始PCE的72％以上，這歸因于通過分子間相互作用形成了交聯的sMMA-鈣鈦礦網絡。這一策略為柔性電子領域大面積PVSC的商業開發開辟了新的戰略。
Xiaopeng Duan et al. Controlling Crystal Growth via an Autonomously Longitudinal Scaffold for Planar Perovskite Solar Cells，AM，2020.
https://doi.org/10.1002/adma.202000617
7. AM: 限制在納米管的熒光染料能更加光穩定和紅移
熒光在生命科學中無處不在，在從生態學到醫學的許多領域都有應用。在最常見的熒光化合物中，由于其出色的光學性能（從紫外線到近紅外（NIR）），染料已在生物成像中得到開發。但是，染料分子通常對活生物體有毒且可光降解，這限制了活體實驗的時間窗。于此，巴黎薩克雷大學Etienne Gaufrès、加拿大蒙特利爾大學Richard Martel等人證明了當有機染料分子被封裝在氮化硼納米管（dyes@BNNT）中時，它們會被鈍化并且是光穩定的。
本文要點：
1）結果表明，BNNT驅動著被包封的染料的聚集，這引起了從可見光到NIR-II的紅移熒光。熒光保持強而穩定的狀態，免于漂白和閃爍，其時間長度比游離染料長104倍以上。即使在苛刻的條件下，這種鈍化作用也會降低染料的毒性并產生出色的化學穩定性。
2）這些特性在生物成像中得到了驗證，其中dyes@BNNT納米雜交體被用作熒光納米探針，用于體內監測蚤類微生物，以及通過雙光子成像在人類肝母細胞瘤細胞上進行擴散追蹤。
Allard, C., et al., Confinement of Dyes inside Boron Nitride Nanotubes: Photostable and Shifted Fluorescence down to the Near Infrared. Adv. Mater. 2020, 2001429.
https://doi.org/10.1002/adma.202001429
8. AM綜述：用于設計先進分離膜的MXene材料
MXenes是一種新型多功能納米材料，其潛在的應用可以與石墨烯相媲美。近日，韓國高等科學技術研究院Tae-Hyun Bae等對有關基于MXene的膜的設計和性能評估的研究進行了總結。
本文要點：
1）作者首先概述了MXenes的制備和理化特性，著重于MXenes剝離，分散穩定性和可加工性，因為它們是膜制造的關鍵因素。然后，介紹了文獻中不同形式的基于MXene的膜，包括原始的或插層的納米層合物和基于聚合物的納米復合材料。接下來，對迄今為止MXenes所追求的主要膜工藝進行了評估，包括氣體分離，廢水處理，脫鹽和有機溶劑純化。
2）作者還對MXenes在相轉化和界面聚合以及制備納米復合膜的逐層組裝中的潛在效用進行了討論。此外，還展示了用于設計基于MXenes的膜的仿真/建模方法的優勢。
該工作為材料科學和膜材料領域提供了重要的見解，同時探索了MXenes在開發先進分離膜方面的潛力。
Hüseyin Enis Karahan, et al. MXene Materials for Designing Advanced Separation Membranes. Adv. Mater., 2020
DOI: 10.1002/adma.201906697
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201906697
9. Angew：具有金屬間電荷轉移交換自旋交叉性質的混合價態{Fe13}團簇
利用金屬間電荷轉移（MMCT）和自旋交叉（SCO）來調節金屬離子的化合價和自旋態來操縱材料的電子結構和功能是充滿希望和挑戰的。近日，大連理工大學Tao Liu等采用金屬氰酸鹽結構單元與三唑亞鐵基團連接生成了混合價配合物{[(Tp4‐Me)FeIII(CN)3]9[FeII4(trz‐ph)6]}?[Ph3PMe]2?[(Tp4‐Me )FeIII(CN)3] (trz‐ph = 4‐phenyl‐4H‐1,2,4‐tirazole) （1）。
本文要點：
1）實驗發現，該團簇在進行熱處理后FeIII和一個FeII位點之間會發生MMCT，并導致新團簇的生成{[(Tp4-Me)FeII(CN)3][(Tp4-Me)FeIII(CN)3]8[FeIIIFeII3(trz-ph)6]}Ph3PMe]2·[(Tp4-Me)FeIII(CN)3] （1a）。
2）結構和磁性研究表明，MMCT可以將1的兩步SCO行為調整為1a的單步SCO行為。
該工作表明，MMCT和SCO的集成可以為操縱具有多電子態的功能性自旋轉變材料提供新的選擇。
Wen Wen, et al. A Mixed‐Valence {Fe13} Cluster Exhibiting Metal‐to‐Metal Charge Transfer‐Switched Spin Crossover. Angew. Chem. Int. Ed., 2020
DOI: 10.1002/anie.202005998
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202005998
10. ACS Nano：用于單向液體滲透的具有超親水性和親水性的高柔韌性單層多孔膜
研究一種膜允許微液體沿一個方向定向滲透但沿相反方向則被阻塞的作用在智能液體系統中具有不可替代的作用。盡管已經在促進具有相反潤濕性的多層多孔膜的定向輸送性能方面取得了巨大研究進展，但是要獲得在不同情況下實現高效單向液體輸送的高度多功能的柔性膜仍然是一個很大的挑戰。
有鑒于此，北京航空航天大學田東亮副教授，江雷院士報道了通過相轉移法制備了一種相對表面具有特殊微孔和納米孔的超親水/親水單層多孔聚醚砜（PES）膜。
本文要點：
1）研究結果表明，液體擴散和滲透的相互競爭對實現定向液體傳輸至關重要。經過70 v%乙醇水溶液（(E/W-PES-70%）改性的PES膜在較大的pH值范圍內表現出連續的單向液體滲透和反重力單向上升，可作為吸濕的“液體二極管”。
2）PES膜可以大面積制備，具有優異的耐久性、超強柔韌性、耐腐蝕性能、耐低溫性能。此外，PES膜還可以獲得不同孔徑的梯度，并具有可控的定向傳輸能力，如單向穿透、雙向非穿透和雙向穿透。
本工作為多孔材料和智能除濕材料的設計提供了一條途徑，在生物醫學材料、先進功能紡織品、工程除濕材料等方面具有廣闊的應用前景。
Qiuya Zhang, et al, Highly Flexible Monolayered Porous Membrane with Superhydrophilicity-Hydrophilicity for Unidirectional Liquid Penetration, ACS Nano, 2020
DOI: 10.1021/acsnano.0c02558
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c02558
11. Adv. Drug. Deli. Rev.：膜-核納米粒子用于納米醫學
北卡羅來納大學教堂山分校黃力夫教授對構建膜-核納米粒子及將其用于納米醫學領域以對抗癌癥的相關應用進行了綜述。
本文要點：
1）據估計，全球確診癌癥患者的數量將從2018年的1,810萬增至2030年的2,360萬。盡管傳統的癌癥療法也取得了許多重大進展，但它們仍有著很多的局限性。因此，迫切需要開發更為安全、有效和可以實現廣泛應用的治療方法。
2）在過去的幾十年內，基于膜-核(MC)納米結構的新型遞送方法的發展極大地提高了化療藥物、核酸和免疫調節劑的遞送效果，并可有效減少副作用。作者綜述了基于MC納米結構的抗癌藥物的制備策略，并討論了近年來MC納米結構在克服臨床轉化的障礙方面的研究進展。
Jianfeng Guo. et al. Membrane-Core Nanoparticles for Cancer Nanomedicine. Advanced Drug Delivery Reviews. 2020
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169409X20300387
