1. Nature: 柔性單晶鈣鈦礦器件的制造工藝
有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦具有電子和光電特性,使其在許多設(shè)備應(yīng)用中具有吸引力。盡管許多方法都集中在多晶材料,但由于單晶雜化鈣鈦礦的取向依賴(lài)性傳輸行為和較低的缺陷濃度,因此它們的多晶同行物表現(xiàn)出更好的載流子傳輸和更高的穩(wěn)定性。然而,單晶雜化鈣鈦礦的制造以及如何控制其形態(tài)和組成是具有挑戰(zhàn)性的。加州大學(xué)圣地亞哥分校Sheng Xu等人報(bào)道了一種基于溶液的光刻輔助外延生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移方法,用于在任意襯底上制造單晶雜化鈣鈦礦。1)研究人員可以精確控制其厚度(從約600納米到約100微米),膜的面積(約為5.5* 5.5 cm2),并且在厚度方向上的成分梯度(例如,從MAPbI3到MAPb0.5Sn0.5I3)。轉(zhuǎn)移的單晶雜化鈣鈦礦的質(zhì)量與直接生長(zhǎng)在外延襯底上的鈣鈦礦的質(zhì)量相當(dāng),并且根據(jù)厚度具有機(jī)械柔韌性。2)鉛錫梯度合金可形成梯度電子帶隙,從而增加載流子遷移率并阻礙載流子復(fù)合。基于這些單晶雜化鈣鈦礦的器件不僅顯示出對(duì)各種降解因子的高容忍性,而且還具有良好的性能(例如,基于鉛-錫-梯度結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池,平均效率為18.77%)。
Yusheng Lei et al. A fabrication process for flexible single-crystal perovskite devices,Nature, 2020.https://www.nature.com/articles/s41586-020-2526-z
2. Chem綜述:鋰硫電池中Li2Sn的作用機(jī)理以及電池性能提升策略
在眾多電池體系中,低成本,資源來(lái)源廣的Li-S電池具有廣闊的儲(chǔ)能應(yīng)用前景。由于硫的低分子量和多電子氧化還原反應(yīng),Li-S電池的理論容量非常高,可以達(dá)到1,675 mA h g-1,重量能量密度為2,600 W h kg-1。雖然近幾年來(lái)已經(jīng)取得了一些有價(jià)值的進(jìn)展,但由于電池運(yùn)行過(guò)程中電極轉(zhuǎn)換反應(yīng)的復(fù)雜性,目前還沒(méi)有具有穩(wěn)定理論容量輸出的研究報(bào)道,這是制約鋰硫電池充分發(fā)揮其實(shí)際應(yīng)用潛力的內(nèi)在瓶頸。有鑒于此,廈門(mén)大學(xué)陳嘉嘉副教授,董全峰教授等人從機(jī)理的角度出發(fā),對(duì)鋰硫電池研究進(jìn)行了綜述。1)作者總結(jié)了鋰硫電池中Li2Sn復(fù)雜的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)行為。在放電過(guò)程中,元素硫被還原成多種多硫化物,然后與從負(fù)極電化學(xué)剝離的鋰離子結(jié)合形成多硫化鋰。S8首先被還原生成可溶性的高階態(tài)多硫化物中間物種(Li2Sn,8≥n≥4),隨后進(jìn)一步還原為固相的Li2S2和Li2S。充放電過(guò)程伴隨著從元素S固相到Li2Sn液相,再到Li2S 固相的復(fù)雜固-液-固多相轉(zhuǎn)變過(guò)程。其中多硫化鋰的物化性質(zhì)在鋰硫電池電極轉(zhuǎn)化反應(yīng)中具有重要作用。2)作者總結(jié)了Li2Sn的表征對(duì)S正極/Li負(fù)極反應(yīng)機(jī)制的影響。目前,已經(jīng)通過(guò)包括XRD、XAS、FT-IR、UV-vis、拉曼、NMR、EPR和計(jì)算研究等表征手段和理論計(jì)算,研究了Li2Sn復(fù)雜的氧化還原行為。然而,大多數(shù)研究無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。因此,需要使用原位技術(shù)以提供電池循環(huán)過(guò)程中電極轉(zhuǎn)化反應(yīng)的實(shí)時(shí)化學(xué)演變信息。3)作者總結(jié)了Li-S電池正極和負(fù)極的設(shè)計(jì)策略包括從物理限域到化學(xué)吸附-催化策略設(shè)計(jì)S正極材料和從界面調(diào)控到3D結(jié)構(gòu)構(gòu)筑策略設(shè)計(jì)Li負(fù)極。4)作者總結(jié)了未來(lái)鋰硫電池研究面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇,主要包括:i)下一代性能更好的S正極設(shè)計(jì)(高含量高負(fù)載量、低的電解質(zhì)/硫比率、硫正極催化和調(diào)控起始反應(yīng)活性物種);ii)性能更好的Li負(fù)極設(shè)計(jì)(大規(guī)模鋰負(fù)極制備和高穩(wěn)定性無(wú)枝晶鋰負(fù)極);iii)探索其他類(lèi)型Li-S電池;iv)全電池原位表征以獲得更多電極界面處的化學(xué)/電化學(xué)實(shí)時(shí)信息。
Lei et al., Exploring and Understanding the Roles of Li2Sn and the Strategies to Beyond Present Li-S Batteries,Chem (2020)DOI:10.1016/j.chempr.2020.06.032https://doi.org/10.1016/j.chempr.2020.06.032
3. JACS:直接合成高負(fù)載在碳載體上的金屬間鉑合金納米粒子用于高效電催化
與納米結(jié)構(gòu)的鉑(Pt)催化劑相比,負(fù)載在碳基材上的有序Pt基金屬間納米顆粒表現(xiàn)出大大增強(qiáng)的催化性能,尤其是在燃料電池電催化中。然而,在高負(fù)載量的碳質(zhì)載體上直接合成均相金屬間合金納米催化劑仍然是一項(xiàng)巨大挑戰(zhàn)。近日,韓國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)研究所(IBS)Yung-Eun Sung,Taeghwan Hyeon報(bào)道了一種新穎的合成策略,可以在具有高催化劑負(fù)載的各種碳載體上直接合成高度分散的MPt合金納米顆粒(M = Fe,Co或Ni)。1)由[M(bpy)3]2+陽(yáng)離子(bpy = 2,2'-聯(lián)吡啶)和[PtCl6]2-陰離子組成的獨(dú)特雙金屬化合物會(huì)在碳表面上均勻分解并形成尺寸均勻的金屬間納米粒子,并帶有氮摻雜的碳保護(hù)層。2)具有代表性的還原氧化石墨烯(rGO)負(fù)載的L10-FePt催化劑(37wt%-FePt/rGO)具有優(yōu)異的氧還原反應(yīng)活性和穩(wěn)定性,表現(xiàn)出比商業(yè)Pt/C催化劑高18.8倍的比活性,且沒(méi)有超過(guò)20000次的降解,很好地證明了該合成方法對(duì)制備高均勻性的均勻合金化納米顆粒的有效性。Tae Yong Yoo, et al, Direct Synthesis of Intermetallic Platinum-Alloy Nanoparticles Highly-Loaded on Carbon Supports for Efficient Electrocatalysis, J. Am. Chem. Soc., 2020DOI: 10.1021/jacs.0c05140https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c05140
4. JACS:硫橋連的金屬手性團(tuán)簇的三級(jí)遞階復(fù)雜性
具有跨多個(gè)長(zhǎng)度尺度的有序排列的三維結(jié)構(gòu)自組裝(分層組裝)對(duì)生物分子的生命功能至關(guān)重要。從無(wú)機(jī)構(gòu)筑單元?jiǎng)?chuàng)建相似的復(fù)雜體系結(jié)構(gòu)已被用于人造生物材料和高級(jí)功能材料。但是,當(dāng)前的研究主要僅使用大型非反應(yīng)性構(gòu)筑單元,例如Au膠體。相比之下,硫橋連的過(guò)渡金屬團(tuán)簇(<2 nm)能夠在催化和生化反應(yīng)中提供更多功能。由于難以獲得單相團(tuán)簇并且缺乏用于指導(dǎo)結(jié)構(gòu)構(gòu)建的合適配體,因此尚未對(duì)這些系統(tǒng)的分層組裝進(jìn)行深入研究。為了克服這些挑戰(zhàn),近日,康奈爾大學(xué)Richard D. Robinson等采用具有芳香環(huán)和雙功能鍵位點(diǎn)的剛性平面配體為配體,報(bào)道了具有三級(jí)遞階復(fù)雜度的1.2 nm硫橋連的銅(SB-Cu)團(tuán)簇的合成和組裝。1)該組裝材料的初級(jí)結(jié)構(gòu)是順時(shí)針/逆時(shí)針手性帽和內(nèi)核分子。它們結(jié)合形成簇,并且由于帽-核相互作用(C-H··π),形成兩個(gè)對(duì)映異構(gòu)體(二級(jí)結(jié)構(gòu))。再通過(guò)以氫鍵作為分子間驅(qū)動(dòng)力的交替對(duì)映異構(gòu)體的自組裝獲得三級(jí)體系結(jié)構(gòu)。2)該SB-Cu團(tuán)簇在空氣是穩(wěn)定的,并且具有從Cu(0)到Cu(I)的氧化態(tài)分布,這使得其具有氧化還原催化活性。該工作表明,在活性金屬簇中可能會(huì)出現(xiàn)不同長(zhǎng)度尺度,模仿生物分子的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性,并為研究這些系統(tǒng)和設(shè)計(jì)高級(jí)功能材料提供了新的平臺(tái)。
Haixiang Han, et al. Tertiary Hierarchical Complexity in Assemblies of Sulfur-Bridged Metal Chiral Clusters. J. Am. Chem. Soc., 2020DOI: 10.1021/jacs.0c04764https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c04764
5. JACS:光催化制備巰基/硒基化氨基酸
在生物體中,S、Se等元素有不可避免的用途,這是由于其還原性、較高的親核性、?;D(zhuǎn)移作用。半胱氨酸,硒代半胱氨酸和其衍生物等含有巰基、硒化的氨基酸分子在調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的構(gòu)象和功能上起到重要作用,并且是多肽合成、生物體系中的共軛作用重要組成部件。但是,合成?硫醇化/硒化氨基酸的對(duì)映體仍然有較大困難,且沒(méi)有合適的合成方法。有鑒于此,上海交通大學(xué)王平等報(bào)道了一種光催化還原不對(duì)稱(chēng)合成方法,用于制備?硫醇化/硒化氨基酸的手性對(duì)映體。該合成方法中通過(guò)一種手性分子進(jìn)行輔助,對(duì)關(guān)鍵的烷基化步驟中立體選擇性控制,作為正交結(jié)構(gòu)保護(hù)基用于多肽合成中保護(hù)作用。這種方法學(xué)能用于克級(jí)合成大量不同結(jié)構(gòu)β-巰基化/硒基化的氨基酸,作者發(fā)現(xiàn)這種產(chǎn)物通過(guò)傳統(tǒng)方法難以合成。作者通過(guò)本方法學(xué)合成了細(xì)胞色素C氧化酶(cytochrome c oxidase)中的次級(jí)單元protein 7C、oxytocin。1)反應(yīng)優(yōu)化。N,Se-縮醛硒代唑啉結(jié)構(gòu)新戊醛(1),1.2倍量的N-羥基鄰苯二甲酰亞胺異丙酸酯(2a)作為反應(yīng)物,在1 mol % Ru(bpy)3(PF6)2作為光催化劑,2.5倍量DIPEA,1.5倍量Hantzsch酯,在二氯甲烷中反應(yīng),以97 %的產(chǎn)率和>99:1 d.r.的對(duì)映選擇性得到對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物。2)反應(yīng)拓展。通過(guò)這種方法學(xué)能夠合成Leu, Glu, Gin, Lys, Arg, Trp, Met等β-巰基氨基酸,合成Leu, Lys, Arg, Met等β-硒化氨基酸。Hongli Yin, et al. Stereoselective and divergent construction of ?-thiolated/selenolated amino acids via photoredox-catalyzed asymmetric Giese reaction, J. Am. Chem. Soc. 2020https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c04994
6. JACS:Zn-PNP鉗型分子合成和催化反應(yīng)
以色列魏茨曼科學(xué)研究所David Milstein等報(bào)道了一系列Zn基PNP型螯合物催化劑的合成,并通過(guò)金屬-配體協(xié)同MLC(metal-ligand cooperation)催化將其用于化學(xué)鍵活化反應(yīng)。作者發(fā)現(xiàn)基于MLC作用的可逆N-H鍵、H-H鍵切斷作用,同時(shí)其中的半配位作用的膦起到關(guān)鍵作用。通過(guò)這種鋅螯合物系統(tǒng)的催化反應(yīng),能夠在溫和條件和無(wú)堿加入的條件中進(jìn)行亞胺、酮分子的氫化反應(yīng)。作者通過(guò)詳細(xì)的機(jī)理研究驗(yàn)證了MLC在催化中的重要作用,同時(shí)這種催化反應(yīng)為Zn以及其他主族金屬的脫氫反應(yīng)、其他類(lèi)型反應(yīng)提供了方法。1)催化劑合成。通過(guò)PNPtBu和ZnMe2作為反應(yīng)物,將ZnMe分別和P,N,P進(jìn)行配位到PNP螯合分子上,得到(1)分子;通過(guò)PNPtBu和ZnEt2作為反應(yīng)物,將ZnEt分別和P,N,P進(jìn)行配位到PNP螯合分子上,得到(2)分子;通過(guò)PNPtBu和ZnCl2作為反應(yīng)物,將ZnCl2分別和N,P進(jìn)行配位到PNP螯合分子上,得到(3)分子。2)催化反應(yīng)。考察了酮、亞胺和H2的還原反應(yīng),結(jié)果顯示在2.5~5 mol % PNPtBu·ZnMe(1)催化劑,在120~140 ℃的甲苯中反應(yīng),能夠得到中等到非常高的產(chǎn)率。Michael Rauch, et al. Metal-Ligand Cooperation Facilitates Bond Activation and Catalytic Hydrogenation with Zinc Pincer Complexes, J. Am. Chem. Soc. 2020https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c05500
7. JACS:聚合物光催化劑光生電荷動(dòng)力學(xué)
半導(dǎo)體聚合物材料在太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化中作為多功能材料,并且在光催化制氫領(lǐng)域中展現(xiàn)較高的活性,有機(jī)聚合物通常含有少量殘留貴金屬(比如Pd簇),這類(lèi)金屬殘留是在聚合反應(yīng)過(guò)程中生成并保留在聚合物中,并且越來(lái)越多的證據(jù)表明其殘留金屬在光催化反應(yīng)中扮演了重要作用,倫敦帝國(guó)理工學(xué)院James R. Durrant、阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)Iain McCulloch、利物浦大學(xué)ReinerSebastian Sprick等報(bào)道了通過(guò)瞬態(tài)、原位光譜表征方法,對(duì)F8BT、P3HT、二苯并[b,d]噻吩砜均聚物(dibenzo[b,d]thiophene sulfone homopolymer)、P10等聚合物材料中的殘留金屬進(jìn)行表征,作者對(duì)Pd簇合物電荷轉(zhuǎn)移對(duì)制氫反應(yīng)中的作用,考察了不同殘留量的Pd物種的變化情況。1)比如在F8BT中,當(dāng)Pd濃度>1000 ppm (>0.1 wt. %)時(shí),殘留Pd簇合物通過(guò)能量和電荷轉(zhuǎn)移能夠在fs~ns尺度中對(duì)光生激子進(jìn)行有效淬滅,這種作用比還原型淬滅過(guò)程有更大優(yōu)勢(shì)。同時(shí),作者從光譜上表征了F8BT中還原型Pd簇在ms之后的情況,發(fā)現(xiàn)當(dāng)Pd的殘留量降低時(shí),長(zhǎng)壽命的電子會(huì)從Pd上轉(zhuǎn)移到F8BT聚合物上。盡管長(zhǎng)壽命電子含量降低導(dǎo)致F8BT的制氫性能衰減,在P10中作者卻發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)壽命光生電子數(shù)量提高并導(dǎo)致更高的制氫性能。奇怪的是,雖然P10具有更高的催化制氫活性,長(zhǎng)壽命的電子主要分布在聚合物上,而不是在Pd上,甚至在非常高的Pd含量條件中(Pd含量27000 ppm,2.7 wt %)。相比而言,在F8BT聚合物中,長(zhǎng)壽命的電子在開(kāi)始制氫反應(yīng)的時(shí)間尺度前就分布在Pd上。以上結(jié)果說(shuō)明,P10具有顯著的還原淬滅活性,同時(shí)電荷向Pd轉(zhuǎn)移的過(guò)程非常緩慢。但是,在F8BT中有相反的過(guò)程。總之,作者通過(guò)以上結(jié)果證明,開(kāi)發(fā)高活性的聚合物制氫催化劑需要通過(guò)金屬共催化劑將快速還原淬滅和快速電子轉(zhuǎn)移結(jié)合。
Michael Sachs, et al. Tracking Charge Transfer to Residual Metal Clusters in Conjugated Polymers for Photocatalytic Hydrogen Evolution, J. Am. Chem. Soc. 2020https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c06104
8. JACS:氧化還原活性吡唑鐵金屬有機(jī)骨架在化學(xué)還原中的高溫O2選擇性吸附
開(kāi)發(fā)能夠從空氣中生產(chǎn)高純度氧氣的O2選擇性吸附劑仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。為了提高空氣分離過(guò)程的能源效率,理想的吸附劑對(duì)O2應(yīng)具有高度的選擇性,并在環(huán)境溫度甚至高溫下保持穩(wěn)定。研究表民明,穩(wěn)定骨架的合成后化學(xué)還原有望產(chǎn)生一種能夠還原O2的材料,該材料可以以電荷平衡陽(yáng)離子,以穩(wěn)定還原的O2物種。除了金屬和配體的選擇外,這些陽(yáng)離子還可以提供一個(gè)額外的功能手柄來(lái)調(diào)節(jié)吸附性能。該策略要求材料具有氧化還原活性中心、電荷平衡陽(yáng)離子的拓?fù)涠ㄏ虿迦胄?、?duì)反應(yīng)性O2n-物種的化學(xué)抵抗性以及高熱穩(wěn)定性。近日,加州大學(xué)伯克利分校Jeffrey R. Long報(bào)道了一種化學(xué)還原的金屬有機(jī)骨架材料AxFe2(bdp)3(A=Na+,K+;bdp2?=1,4-苯二吡唑);(0<x≤2),其具有配位飽和的鐵中心,能夠在常溫(25 °C)甚至高溫(200 °C)下在N2環(huán)境中具有有很強(qiáng)的O2選擇性吸附。1)結(jié)合氣體吸附分析、單晶X射線(xiàn)衍射、磁化率測(cè)量和一系列光譜方法,包括23Na NMR、穆斯堡爾譜和X射線(xiàn)光電子能譜,作為O2吸附探針。值得注意的是,研究結(jié)果突出了一種選擇性吸附機(jī)制,包括從骨架的外層電子轉(zhuǎn)移到形成超氧化物物種,這些超氧化物物種隨后被位于結(jié)構(gòu)中的一維三角孔隙中的插層堿金屬陽(yáng)離子穩(wěn)定化。由此證明了吸附在AxFe2(bdp)3上的O2是由鈉或鉀離子穩(wěn)定的超氧化物物種。2)進(jìn)一步研究了類(lèi)似于AxFe2(bdp)3在具有擴(kuò)大孔的骨架中的吸氧行為,從而獲得了對(duì)O2吸附機(jī)理的更多理解。堅(jiān)固的金屬有機(jī)骨架的化學(xué)還原使其能夠通過(guò)這種外層電子轉(zhuǎn)移機(jī)制與O2結(jié)合,這是設(shè)計(jì)下一代O2吸附劑的有效且未開(kāi)發(fā)的新策略。
Adam Jaffe, et al, Selective, High-Temperature O2 Adsorption in Chemically Reduced, Redox-Active Iron-Pyrazolate Metal–Organic Frameworks, J. Am. Chem. Soc., 2020DOI: 10.1021/jacs.0c06570https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c06570
9. JACS:雙核Ir和手性配體自組裝Solomon環(huán)狀結(jié)構(gòu)
復(fù)旦大學(xué)金國(guó)新等報(bào)道通過(guò)逆合成分析,軸手性配體導(dǎo)致的手性和配位驅(qū)動(dòng)自組裝將結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了對(duì)所羅門(mén)環(huán)狀結(jié)構(gòu)(Solomon link)拓?fù)浞肿拥暮铣?。具體上,通過(guò)將(R/S)-2,2'-二乙氧基-1,1'-聯(lián)萘-6,6'-雙(4-乙烯基吡啶)和雙核Ir配合物[Cp*2Ir2(DHBQ)(OTf)2](H2DHBQ =2,5-二羥基-1,4-苯醌)合成了拓?fù)鋵?duì)映結(jié)構(gòu)體。這種通過(guò)手性配體的p-p相互作用是形成Solomon結(jié)構(gòu)的主要驅(qū)動(dòng)力。作者選擇雙核Ir-B(OTf)2分子和S-L配體的原因在于,S-L配體的邊壁為10.8 ?,Ir-B(OTf)2的兩個(gè)Ir之間的距離為8 ?,該距離為p-p堆疊相互作用距離(3.5 ?)約2倍,因此在配體和Ir-B(OTf)2進(jìn)行組裝的過(guò)程中,作者通過(guò)軸手性配體分子進(jìn)行合成Solomon結(jié)構(gòu)分子,并通過(guò)單晶X射線(xiàn)、NMR、ESI-MS、CD光譜方法獲取了該Solomon分子的確定結(jié)構(gòu)。
Zheng Cui, et al. Stereoselective Synthesis of a Topologically Chiral Solomon Link, J. Am. Chem. Soc. 2020https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c05366
10. JACS:Cu催化端烯、CO形成環(huán)丙基雙硼酯產(chǎn)物
羅斯托克大學(xué)萊布尼茲催化研究所Xiao-Feng Wu、維爾茨堡朱利葉斯-馬克西米利安大學(xué)Todd B. Marder等報(bào)道了一種新型方法,從端烯出發(fā)在Cu催化作用中以中等到較高的產(chǎn)率選擇性合成含有環(huán)丙基雙硼酸酯,作者對(duì)其反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行研究。1)反應(yīng)優(yōu)化。以苯丁烯作為反應(yīng)物,在10 bar CO氣氛中反應(yīng),以4 mol % CuCl·IPr和對(duì)應(yīng)的配體作為催化體系,加入1.5倍量NaOEt和2.5倍B2Pin2,在0.4 M二甲基乙酰胺中于60 ℃中反應(yīng)。2)反應(yīng)機(jī)理。CuCl和對(duì)應(yīng)的配體在NaOEt堿作用中生成NaCl,隨后OEt配位到Cu上,緊接著和B2Pin2進(jìn)行反應(yīng),將Cu上的OEt基團(tuán)取代為BPin。隨后對(duì)烯烴分子活化,通過(guò)配位插入反應(yīng),通過(guò)Cu-C進(jìn)行配位,同時(shí)Cu上的BPin移位并加成到端基碳上生成中間體IM2;同時(shí)CO對(duì)Cu-BPin配合物進(jìn)行插入反應(yīng),形成羰基硼配體修飾到Cu上。隨后和B2Pin2反應(yīng)生成CO(BPin)2。生成的CO(BPin)2通過(guò)羰基對(duì)Cu的IM2中間體反應(yīng),插入到Cu-C鍵中生成IM3中間體,隨后通過(guò)異構(gòu)反應(yīng)/還原消除過(guò)程,Cu-C斷裂,形成環(huán)丙基結(jié)構(gòu),并從Cu催化劑上脫除,生成產(chǎn)物。同時(shí)Cu催化劑上形成Cu-OBpin。
Fu-Peng Wu, et al. Copper-Catalyzed Synthesis of Stereodefined Cyclopropyl Bis(Boronates) from Alkenes with CO as the C1 Source, J. Am. Chem. Soc. 2020https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c06800
11. Adv. Sci.:基于陶瓷納米纖維的高靈敏、可靠、耐高溫柔性壓力傳感器
柔性壓力傳感器通過(guò)為可穿戴設(shè)備提供生理監(jiān)控功能以及為軟機(jī)器人提供觸覺(jué)感知,是軟電子設(shè)備的基本組件。迫切需要具有可靠性能的柔性壓力傳感器,但要滿(mǎn)足日常活動(dòng)甚至高溫等惡劣環(huán)境中實(shí)際應(yīng)用的要求,仍然存在挑戰(zhàn)。于此,南方科技大學(xué)郭傳飛、深圳大學(xué)黃思雅等人描述了一種基于具有高結(jié)構(gòu)彈性的柔性陶瓷納米纖維網(wǎng)絡(luò)的高靈敏度、高可靠性電容式壓力傳感器,該傳感器可最大限度地降低聚合物傳感器中常見(jiàn)的因聚合物粘彈性而導(dǎo)致的性能退化。1)這種陶瓷壓力傳感器具有高靈敏度(≈4.4 kPa?1)、超低檢測(cè)限(<0.8 Pa)、響應(yīng)速度快(<16 ms)以及50000次加載/卸載循環(huán)的低疲勞。高穩(wěn)定性歸因于陶瓷納米纖維網(wǎng)絡(luò)具有優(yōu)異的機(jī)械穩(wěn)定性。2)通過(guò)使用基于紡織品的電極,展示了一種完全透氣且可穿戴的陶瓷壓力傳感器,用于實(shí)時(shí)健康監(jiān)測(cè)和運(yùn)動(dòng)檢測(cè)。由于陶瓷的耐高溫性,陶瓷納米纖維網(wǎng)絡(luò)傳感器可以在高達(dá)370°C的溫度下正常工作,這在惡劣的環(huán)境應(yīng)用中具有廣闊的前景。
Fu, M., et al., A Highly Sensitive, Reliable, and High‐Temperature‐Resistant Flexible Pressure Sensor Based on Ceramic Nanofibers. Adv. Sci. 2020, 2000258.https://doi.org/10.1002/advs.202000258
12. Angew:分子鐵電驅(qū)動(dòng)的高性能鈣鈦礦太陽(yáng)電池
在過(guò)去的十年里,科學(xué)界見(jiàn)證了有機(jī)-無(wú)機(jī)鈣鈦礦混合太陽(yáng)能電池(Pscs)效率的空前突破,超過(guò)了25%,使其成為下一代薄膜光伏技術(shù)最有前途的候選者之一。而電子和空穴的非輻射復(fù)合是有機(jī)-無(wú)機(jī)鈣鈦礦復(fù)合太陽(yáng)能電池能量損失的主要原因。足夠的內(nèi)建電場(chǎng)和缺陷鈍化可以促進(jìn)電子-空穴對(duì)的有效分離,從而解決關(guān)鍵問(wèn)題。有鑒于此,蘇州大學(xué)鄒貴付教授,趙杰副教授,南昌大學(xué)廖偉強(qiáng)教授首次將分子鐵電體引入PSCs中,以擴(kuò)大鈣鈦礦薄膜的內(nèi)建電場(chǎng),從而促進(jìn)更有效的電荷分離和傳輸。1)由于具有較高的自發(fā)極化和相近的離子雜化鈣鈦礦結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,分子鐵電PSCs的PCE從18.28%提高到20.26%,光致強(qiáng)度提高了8倍。2)進(jìn)一步的研究表明,有效的分子鐵電PCE具有更高的光吸收、更好的結(jié)晶性能、更大的鈣鈦礦晶粒尺寸、更小的電子/空穴缺陷密度和更好的電荷遷移率。該策略不僅可以擴(kuò)大內(nèi)建電場(chǎng),實(shí)現(xiàn)更好的電荷分離和傳輸,而且可以抑制缺陷的非輻射復(fù)合,從而實(shí)現(xiàn)高性能的PSCs。
Xiao-Li Xu, et al, Molecular ferroelectrics driven high-performance perovskite solar cells, Angew. Chem. Int. Ed., 2020DOI:10.1002/anie.202008494https://doi.org/10.1002/anie.202008494