1. Science Advances：用于多功能微流體的3D打印自支承彈性體結構
通過軟光刻制造的微流控器件已經在實驗室診斷、DNA微陣列和基于細胞的分析等方面顯示出令人信服的應用潛力。這些技術可以通過將微流控技術與電子傳感器和曲線襯底直接集成，以及改進自動化以獲得更高的產量來實現進一步開發。目前的添加劑制造方法，如立體平版打印和多噴墨打印，在打印過程中往往會采用未固化的樹脂基材。近日，美國明尼蘇達大學Michael C. McAlpine報道了一種自動化打印方法，基于精確地將粘彈性油墨擠出到自支撐的微通道和腔中，而不需要犧牲材料。
本文要點：
1）研究發現，在亞毫米范圍內，擠壓態有機硅油墨的屈服強度足以防止在一定角度范圍內的蠕變。
2）研究人員專門設計了打印刀軌以專門為實現通道與腔室、T形交叉口和重疊通道之間的無泄漏連接。
3）自支撐微流控結構可實現多功能器件的自動化制造，包括多材料混合器、微流控集成傳感器、自動化部件以及3D微流體等。
這項工作中展示的器件為基于擠出的3D打印制造自支撐和排列的多功能微流體結構的自動化能力提供了一種概念。
3D打印學術QQ群：247384403
Ruitao Su, et al, 3D printed self-supporting elastomeric structures for multifunctional microfluidics, Sci. Adv. 2020
DOI: 10.1126/sciadv.abc9846
http://advances.sciencemag.org/content/6/41/eabc9846
2. Nature Communications：[K2Zn20Bi16]6?中多金屬環境中類金屬{Zn12}單元的穩定
由于各種原因，近些年來，獲得由直接Zn–Zn鍵組成的分子已成為非常熱門的話題。低價有機鋅化合物表現出顯著的反應性，較大的Zn–Zn鍵氣相物種表現出非常不尋常的絕緣性和金屬性共存特性。然而，由于Zn原子在凝聚相中不容易形成團簇，因此到目前為止還缺乏在常溫下合成純無機類金屬Znx單元的方法。
有鑒于此，德國馬爾堡菲利普大學Stefanie Dehnen，Florian Weigend報道了靶向合成異金屬團簇陰離子[K2Zn20Bi16]6-鹽（1a），該鹽由12個Zn原子構成的同原子亞基組成，同時還包括一個包含20個Zn原子和16個Bi原子的大分子結構。
本文要點：
1）量子化學研究表明，1a中的一個內部{Zn12}單元代表一個真正的類金屬鋅團簇，以四中心鍵唯一結合在一起。該單元嵌入在多金屬{Zn8Bi16}q?環（q=8…14）中，并通過三中心鍵和雙中心鍵連接到該環上。
2）研究人員采用密度泛函理論（DFT）計算揭示了其多中心成鍵，團簇中心基本上為零價狀態，以及弱的芳香性等特性。
異金屬特性，顯著的電子離域，以及罕見的納米結構表明納米雜化具有很高的潛力。
Eulenstein, A.R., Franzke, Y.J., Bügel, P. et al. Stabilizing a metalloid {Zn12} unit within a polymetallide environment in [K2Zn20Bi16]6?. Nat Commun 11, 5122 (2020)
DOI：10.1038/s41467-020-18799-6
https://doi.org/10.1038/s41467-020-18799-6
3. Nature Communications：多功能柔性二維碳納米結構網絡
超越石墨烯的二維網絡結構碳納米級構建塊具有重要的基礎意義，構建這種結構并開發其應用在環境、電子和能源方面具有廣泛的意義。近日，東華大學丁彬教授報道了一種基于電噴霧/網狀結構的大規模自組裝二維碳納米結構網絡的簡便策略。
本文要點：
1）研究人員通過控制泰勒錐體不穩定性和微電場，以控制帶電液滴的動態噴射、變形和組裝，可以構建具有一維碳納米管納米直徑和二維石墨烯橫向無窮大特征的網絡。
2）宏觀(米級)碳納米結構網絡表現出非凡的納米結構性能、顯著的柔性（具有硬無機基體的軟聚合力學）、納米級的導電性，以及在截然不同的領域，如過濾器、分離器、吸收劑、可穿戴電極、超級電容器和電池等方面的優異性能。
這項工作將使高性能、多功能碳納米材料的創新設計成為可能，以滿足各種應用。
二維材料學術QQ群：1049353403
Zhang, S., Liu, H., Yu, J. et al. Multi-functional flexible 2D carbon nanostructured networks. Nat Commun 11, 5134 (2020)
DOI：10.1038/s41467-020-18977-6
https://doi.org/10.1038/s41467-020-18977-6
4. PNAS：液晶電解質設計用于無枝晶鋰金屬電池
金屬鋰的無枝晶電沉積是實現高能量密度鋰金屬電池的必由之路。近日，美國卡內基梅隆大學Venkatasubramanian Viswanathan報道了一種使用液晶（LC）電解質來抑制鋰金屬負極枝晶生長的策略。結合相場模擬和密度泛函理論（DFT）計算來研究液晶電解質的電沉積。
本文要點：
1）研究人員通過考慮體形變和錨定能對動力學的影響，使用相場模型模擬了金屬負極在LC電解質存在下的電沉積過程。結果顯示，在與金屬負極的界面上有足夠的錨定強度的LC電解質可以確保順利電沉積，并極大地抑制樹枝晶的生長。
2）研究人員根據界面的形狀和位置及其隨時間的枝晶生長，使用三個度量來量化枝晶抑制?；趯@些指標的分析，提出了抑制枝晶生長的材料結構設計規則。在確定了設計規則后，利用密度泛函理論（DFT）計算結果，確定了正極-液晶電解質界面錨定能和穩定性的描述符。LC分子在鋰金屬表面的吸附強度可以很好地描述錨定強度。此外，還篩選了LC分子的最高占據分子軌道（HOMO）水平，以獲得對其氧化穩定性的估計。
與其他外在機理不同，具有高錨定強度的LC可以保證金屬鋰的有序電沉積，從而為可充電金屬電池的實際應用鋪平了道路。
電池學術QQ群：924176072
Zeeshan Ahmad, et al, Design rules for liquid crystalline electrolytes for enabling dendrite-free lithium metal batteries, PNAS, 2020
DOI：10.1073/pnas.2008841117
www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.2008841117
5. Joule：可逆、耐濕的非質子鋰空氣電池
開發可耐濕的LiOH基非水系Li-O2電池（LABs）是克服其典型放電產物LiO2和LiO2不穩定帶來的固有局限性的一條有希望的途徑。由于I-在電池充電時的氧化誘導了多條反應路徑，因此將I-/I3-氧化還原電偶用于介導LiOH基氧還原和氧化反應充滿挑戰性。
有鑒于此，英國劍橋大學Clare P. Grey報道了在低揮發性電解質中，以LiI為氧化還原介質，H2O和1-丁基-1-甲基-吡咯烷二甲基-雙（三氟甲烷磺?；啺罚≒yr14TFSI）為添加劑，進而實現了電池中低充電過電位（不足3.5 V）下的LiOH可逆循環，朝著可行耐濕的LABs邁出了重要一步。
本文要點：
1）Pyr14TFSi是目前研究最廣泛的鋰氧電池離子液體之一，對超氧物種表現出較高的穩定性和較高的鋰離子擴散系數。研究發現，添加Pyr14TFSi對于LiOH電化學生成/分解的可逆性至關重要，并通過Operando在線電化學質譜（OEMS）實驗所觀察到的4e-/O2 OER得到了驗證。此外，(電化學)預加載電極OEMS實驗和同位素標記進一步證實了LiOH分解產生的OER。
2）研究人員觀察到，在充電過程中捕獲氧的生成含氧碘物種（IO-，IO3-）的副反應得到了抑制，并通過這兩個反應的熱力學驅動力揭示了放氧與碘酸鹽生成之間的機理。
3）研究人員通過分子動力學（MD）模擬研究了離子液體（IL）和水對碘活性的影響。
電池學術QQ群：924176072
Temprano et al., Toward Reversible and Moisture-Tolerant Aprotic Lithium-Air Batteries, Joule (2020)
DOI：10.1016/j.joule.2020.09.021
https://doi.org/10.1016/j.joule.2020.09.021
6. Matter：陰離子蝕刻技術用于水氧化預催化劑的快速深層自修復
基于過渡金屬的納米材料是一類新興的具有高活性和低成本的預催化劑，可有效用于堿性電解槽中的析氧反應（OER）。然而，目前大多數OER預催化劑會經歷緩慢或不完全的自重構，以生成真正的活性位點，這顯然是獲得高OER性能的耗時過程。有鑒于此，澳大利亞莫納什大學Cordelia Selomulya教授，復旦大學趙東元院士，美國斯坦福大學Jing Tang報道了一種新型的OER預催化劑，它可以通過快速和深度的自重構（SELF-RECON）來實現高活性的OER物種。
本文要點：
1）基于PBA的離子交換方法合成了由NiMoO4（核）和NiFe/NiFeO納米粒子組成的核殼結構的N摻雜無定形碳（殼）(NiMoFeO@NC)預催化劑。簡單地說，在泡沫鎳上生長得到NiMoO4，然后在90 °C的K3[Fe(CN)6]溶液中浸泡10分鐘以獲得NiMoO4@PBA（KNi[Fe(CN)6]，以下記為PBA），最后在300℃，N2氣氛下，煅燒2 h，以生成NiMoFeO@NC。
2）結果顯示，NiMoFeO@NC催化劑可以同時實現MoO42-的快速溶解和NiOOH的快速生成。
3）原位拉曼光譜、電子顯微鏡、X射線光電子能譜和電化學測試表明，自修復后得到的NiFeOOH/NiFe-LDH是真正的活性物種，其活性優于NiMoFeO@NC，具有超低的過電位和極高的預催化劑長期穩定性。
研究發現為設計和制造高性能的水電解槽OER催化劑開辟了一條新的途徑，也為進一步通過SELF-RECON研究其他性能更好的電催化劑(如CO2，N2電化學還原)提供了新的思路。
電催化學術QQ群：740997841
Wang et al., Anion Etching for Accessing Rapid and Deep Self-Reconstruction of Precatalysts for Water Oxidation, Matter (2020)
DOI：10.1016/j.matt.2020.09.016
https://doi.org/10.1016/j.matt.2020.09.016
7. Chem綜述：鋯金屬有機骨架中的孔工程策略
孔工程是設計和合成具有所需孔環境和特性的多孔結構，其包括但不限于孔構造、功能化、組合和分割。近日，美國德州農工大學周宏才教授綜述了目前在鋯金屬有機骨架（Zr-MOFs）中孔工程的研究進展。
本文要點：
1）作者概述了一系列過程，包括孔構建、孔組合、孔功能化和分區，其中還包括分層孔（微孔、介孔和大孔）的生成。
2）Zr-MOFs具有良好的穩定性、獨特的性能和功能，是最有應用前景的MOF材料之一。作者總結了Zr-MOFs材料中共價鍵和配位鍵的斷裂和形成的工程策略。
3）除了回顧Zr-MOFs中基于共價鍵的各種反應外，作者還廣泛總結了配位鍵的性質，特別是其鍵強度的研究。利用成鍵技術可以將功能性引入到一系列高度可調的多孔材料中。
4）作者概括了分層孔設計的多種策略，包括連接子的穩定和消除。
多孔材料學術QQ群：813094255
Feng et al., Strategies for Pore Engineering in Zirconium Metal-Organic Frameworks, Chem (2020)
DOI：10.1016/j.chempr.2020.09.010
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2020.09.010
8. National Science Review：功能性水凝膠涂料
水凝膠是在水中膨脹的天然或合成聚合物網絡，可以與生物組織機械，化學和電相容。自1960年發明水凝膠隱形眼鏡以來，人們一直在進行醫用水凝膠的深入研究和開發。最近，已成功實現在各種基材上獲得了具有受控厚度和堅韌性的功能性水凝膠涂料。水凝膠涂覆的基材將水凝膠的優點（如潤滑性，生物相容性和抗生物結垢特性）與基材的優點（如剛度，韌性和強度）有力結合在一起。有鑒于此，浙江大學楊衛院士綜述了新興功能性水凝膠涂料的研究進展。
本文要點：
1）作者總結了水凝膠涂層的應用和功能，包括：藥物輸送，潤滑性，抗生物污染（Anti-biofouling），神經電極導電涂料，傳感，刺激響應性，抗海洋生物污染以及油水分離等。
2）作者總結了韌性強的，具有不同功能性的水凝膠涂覆各種基材的方法，包括：表面橋接，表面引發，水凝膠涂料法以及水凝膠涂料的提純。
3）作者總結了用于評價功能性水凝膠涂層與基材之間附著力的試驗。包括：厚度依賴性粘合試驗，剝離試驗，簡單的拉伸試驗，劃痕試驗，探針拉力試驗以及雙懸臂梁（DCB）試驗等。
4）作者最后對功能性水凝膠涂料的研究和面臨的挑戰進行了展望。
生物材料學術QQ群：1067866501
Junjie Liu, et a, Functional Hydrogel Coatings, National Science Review, 2020
DOI：10.1093/nsr/nwaa254
https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa254
9. Angew：形狀可變形空間約束的銀納米板的各向異性種子生長
模板化合成一種在預先存在的單個納米尺度空間進行鑄造、復制或壓印的策略，在制造傳統化學合成無法實現的納米結構方面提供了許多機會。通常，研究人員在空腔中制備具有一個或多個種子的中空納米結構并用作模板。種子通過消耗前體不斷生長，直到納米顆粒填滿空間，復制出空腔的形狀。近日，美國加州大學河濱分校殷亞東教授報道了使用球形可變形聚合物納米殼來調節Ag納米板的各向異性生長。
本文要點：
1）將NaBH4還原劑注入含有AgNO3、檸檬酸三鈉(TSC)和H2O2的水溶液中，制備了Ag納米片的初始晶種。然后，分別以HAuCl4、Na2SO3和抗壞血酸(Aa)為Au前體、封端配體和還原劑，通過外延生長的方法在Ag納米板表面修飾一層薄層Au。接著，以正硅酸乙酯（TEOS）為前驅體，以氫氧化銨為催化劑，采用改進的St?ber法，在Ag@Au核殼納米板表面包覆SiO2，制備出Ag@Au@SiO2微球顆粒。最后，在上述納米粒子上覆蓋一層薄薄的間苯二酚-甲醛（RF），然后用NaOH進行蝕刻，以去除SiO2并為隨后的種子生長提供空間。
2）柔性殼可適應變形，以保證種子的初始過度生長，但會將種子限制在殼完全拉伸的方向上的生長，最終產生具有非常規圓形輪廓的納米板。因此，研究人員可通過將納米殼拉伸和平整成板狀膠囊來精確預測最終的Ag納米板的直徑，同時保持其原始的內表面積。
3）與傳統模板不同的是，聚合物外殼最終將轉變為保形涂層，該涂層結合到完全生長的Ag納米板的表面，顯著提高了其抗氧化蝕刻穩定性。
可變形模板提供的自適應調節的獨特特征可以為構建新的納米結構提供許多新的機會，同時仍然保持模板合成的典型優勢，如高均勻性、魯棒性和可擴展性。
納米合成學術QQ群：1050846953
Jinxing Chen, et al, Anisotropic Seeded Growth of Ag Nanoplates Confined in Shape-Deformable Spaces, Angew. Chem. Int. Ed., 2020
DOI：10.1002/anie.202011334
https://doi.org/10.1002/anie.202011334
10. EES: 兩個相容聚合物供體制備17.53％效率的三元有機太陽能電池
三元策略已被證明是進一步提高有機太陽能電池（OSC）性能的有前途的方法。北京理工大學Qiaoshi An等人合成了有效的聚合物供體S3，并將其摻入PM6：Y6系統中以制備三元OSC。
本文要點：
1）S3具有互補的吸收光譜并與PM6具有良好的相容性，這有利于微調光子收集和三元共混膜的形貌，從而同時提高短路電流密度（JSC）和填充因子（FF）。此外，S3的最高占據分子軌道（HOMO）能量水平略低于PM6，與基于PM6的二元OSC相比，三元OSC的非輻射能量損失更低，從而導致更高的開路電壓（VOC） 。
2）供體中S3含量為20 wt％的優化三元OSC的PCE為17.53％，這是三元OSC的最高值之一。這項工作通過協同作用兩個匹配良好的聚合物供體，提供了一種制造高性能三元OSC的有效方法。
電池學術QQ群：924176072
Qiaoshi An et al. Two compatible polymer donors contribute synergistically for ternary organic solar cells with 17.53% efficiency， Energy Environ. Sci., 2020
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/ee/d0ee02516j#!divAbstract
11. Adv. Sci.: 零維Cs4PbCl6鈣鈦礦納米晶中Mn2+的激發態動力學
摻雜是定制0D Cs4PbX6（X = Cl，Br和I）鈣鈦礦納米晶（NC）的光學性質并擴展其應用的有效策略。中科院福建物構所Xueyuan Chen 和Wei Zheng等人報道了一種獨特的方法，用于控制合成純摻雜Mn2+的Cs4PbCl6鈣鈦礦型NC。
本文要點：
1）通過溫度依賴性的穩態和瞬態光致發光（PL）光譜揭示了Mn2+的激發態動力學。由于Cs4PbCl6鈣鈦礦的空間限制為0 D結構，因此與3D CsPbCl3類似物相比，NC表現出Mn2+的PL特性截然不同，包括熒光量子產率得到顯著提高（25.8％），長的熒光壽命（26.2 ms），大的激子結合能，強大的電子-聲子耦合強度。
2）Mn2+的PL溫度異常演化，從300 K時的主要緩慢衰變（數十毫秒尺度）到10 K時的快速衰變（1 ms尺度）。這些發現為0 D Cs4PbCl6 NC中Mn2+的激發態動力學提供了基本的見識，從而為將來通過金屬離子摻雜實現通用應用而設計0D鈣鈦礦NC奠定了基礎。
光電器件學術QQ群：474948391
Zhang, W., Wei, J., Gong, Z., Huang, P., Xu, J., Li, R., Yu, S., Cheng, X., Zheng, W., Chen, X., Unveiling the Excited‐State Dynamics of Mn2+ in 0D Cs4PbCl6 Perovskite Nanocrystals. Adv. Sci. 2020, 2002210.
https://doi.org/10.1002/advs.202002210
12. AFM: 兩步燒結策略制備超均勻納米晶體材料
納米晶材料具有優良的性能，引起研究人員極大的興趣。關于獲得納米顆粒的討論很多，但是關于保持顆粒粒度均勻性(這是可靠性的關鍵)所知甚少。一個特別有趣的問題是，是否有可能實現比Hillert理論上預測的正常晶粒生長窄的尺寸分布，這是通過Lifshitz，Slyozov，Wagner的廣義均值場理論提出的，但在實踐中從未觀察到。
有鑒于此，蘭州大學李建功教授、麻省理工學院李巨教授、賓夕法尼亞大學I‐Wei Chen等人，首次提出超均勻納米晶材料的概念，并進行了系統的理論分析和實驗論證。
本文要點：
1）按照合理設計的兩步燒結路線，在塊狀材料中，利用中間燒結階段的大生長指數，盡管有殘余氣孔，但仍可形成均勻的微觀結構，并在隨后凍結晶粒生長，同時繼續致密化，以達到完全致密。由此獲得的氧化鋁陶瓷體密度平均晶粒尺寸為34納米，其尺寸分布比Hillert的預測要窄得多。
2）由于兩步燒結法中的第一步燒結能夠獲得相對密度70-85%的多孔樣品，此時晶粒生長指數高，微結構均勻性好，在第二步燒結過程中，由于晶界遷移未被激活，燒結體僅通過晶界擴散實現致密化，而不發生晶粒長大。這使得材料在保留均勻性的前提下能夠實現完全致密化，即完美地兼顧了致密化和均勻性。
3）在Al2O3、難熔金屬（Mo單質和90W-10Re合金）、復雜氧化物（核殼結構BaTiO3和多組分固溶體0.87BaTiO3-0.13Bi(Zn2/3(Nb0.85Ta0.15)1/3)O3）等多個體系中均制備得到了致密均勻的納米晶、超細晶材料。
納米合成學術QQ群：1050846953
Yanhao Dong et al. Ultra‐Uniform Nanocrystalline Materials via Two‐Step Sintering. Advanced Functional Materials, 2020.
DOI: 10.1002/adfm.202007750
https://doi.org/10.1002/adfm.202007750
