1. Nature Electronics：一種溶劑型表面清洗鈍化技術用于抑制高遷移率鈣鈦礦型場效應管中的離子缺陷
有機金屬鹵化物鈣鈦礦半導體有望被用來制造具有高載流子遷移率的場效應晶體管（FETs）。然而，目前這些晶體管的性能受到離子表面缺陷遷移的嚴重限制。
近日，英國劍橋大學Henning Sirringhaus報道了一種在基于三個溶液步驟的表面清洗和鈍化技術可以在不擾動晶格的情況下降低鹵化物鈣鈦礦中離子表面缺陷的濃度。
本文要點：
1）該方法包括使用極性/非極性溶劑的初始清潔步驟、去除表面有機鹵化物空位的修復步驟和二次清潔步驟。
2）表面處理結果表明，即使鈣鈦礦薄膜是在非最佳優化條件下形成，經過表面處理也可以用于干凈的、接近無磁滯的晶體管進行操作，并且與未經處理的薄膜相比，可以將室溫FETs遷移率提高兩到三個數量級。
3）實驗結果顯示，經過表面處理的甲基銨碘化鉛（MAPbI3）FETs在300 K時分別具有3.0 cm2 V-1 s-1和1.8 cm2 V-1 s-1的高n型和p型遷移率，以及在80 K下的更高的遷移率（9.2 cm2 V -1 s-1; n型）。
4）研究發現，該方法可用于將PbI2單晶轉變為高質量的二維鈣鈦礦單晶。
該方法適用于各種3D鈣鈦礦組合物和成膜過程，并且有望用于其他相關材料體系中，包括2D鈣鈦礦和其他器件結構，例如發光二極管和太陽能電池。
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She, X., Chen, C., Divitini, G. et al. A solvent-based surface cleaning and passivation technique for suppressing ionic defects in high-mobility perovskite field-effect transistors. Nat Electron (2020)
DOI：10.1038/s41928-020-00486-5
https://doi.org/10.1038/s41928-020-00486-5
2. Nature Electronics.：氟化物界面上的混合尺寸2D/3D鈣鈦礦用于高效發光二極管
最近，基于鹵化物鈣鈦礦的發光二極管已經實現了20%以上的外量子效率。然而，鈣鈦礦發光二極管（PeLEDs）的性能一直受到非輻射復合損耗以及有限的可以與鈣鈦礦沉積兼容的電荷傳輸材料的嚴重阻礙。近日，英國劍橋大學Richard H. Friend，Dawei Di，Linsong Cui報道了一種準二維（準2D）/三維（3D）混合鈣鈦礦體系，以克服3D鈣鈦礦較低的外部光致發光量子效率（PLQE），并與鈣鈦礦量子點相比具有良好的電荷注入能力。
本文要點：
1）研究人員發現，一層超薄（~1 nm）氟化鋰（LiF）（一種強極性的離子化合物）可以在聚合物空穴傳輸層的頂部生長鈣鈦礦。LiF層改善了鈣鈦礦薄膜的晶體質量和載流子壽命，從而提高了基于混合尺寸2D/3D鈣鈦礦的綠色PeLEDs
的器件性能。此外，LiF層可作為生長高質量混合尺寸2D/3D鈣鈦礦半導體的有效模板。
2）結果表明，通過使用四苯基氯化膦（TPPCl）作為添加劑，實現了鈣鈦礦層的結晶度和尺寸的控制，使外光致發光量子效率達到65%左右。同時，在LiF空穴傳輸層上基于混合尺寸2D/3D鈣鈦礦的綠色PeLEDs具有高達19.1%的外量子效率（EQEs），亮度超過1500 cd m-2 。與更多的類2D鈣鈦礦異質結構相比，該主要基于3D特征的混合尺寸2D/3D鈣鈦礦顯示出類似以及更優異的性能。
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Zhao, B., Lian, Y., Cui, L. et al. Efficient light-emitting diodes from mixed-dimensional perovskites on a fluoride interface. Nat Electron (2020)
DOI: 10.1038/s41928-020-00487-4
https://doi.org/10.1038/s41928-020-00487-4
3. JACS：異二聚體納米顆粒催化劑合成金屬包覆的半導體納米線
金屬納米粒子(NPs)包裹的半導體納米線（NWs）具有多功能和協同性，在催化、光子學和電子學等領域具有重要的應用價值。采用傳統膠體合成這類雜化結構一般需要復雜的順序種子生長，其中每個部分都需要一組自己的生長條件，而且并不具備通用性。近日，美國西北大學Chad A. Mirkin報道了一種新的、通用的制備金屬?半導體納米雜化材料的策略，該方法是基于粒子催化劑，并通過掃描探針嵌段共聚物光刻和化學氣相沉積制備。
本文要點：
1）在這一過程中，金屬雜二聚體納米顆粒被用作NWs生長的催化劑，形成覆蓋有金屬顆粒（Au、Ag、Co、Ni）的半導體NWs。有趣的是，納米粒子上納米粒子的生長過程是區域選擇性的，并受所使用的金屬雜二聚體的化學組成控制。研究人員觀察到并揭示了三種不同的NWs生長模式：只在一個金屬疇上生長，在兩個金屬疇之間插入以及在兩個金屬疇的界面生長。
2）實驗結果表明，多金屬封端納米顆粒的結構具有熱力學穩定性，此外，密度泛函理論（DFT）計算結果證實，其空間分布是最有利的能量結構。
該研究工作為利用異質結構催化劑可控合成半導體納米線提供了基礎和通用指導，使人們能夠制備具有高區域選擇性的金屬?半導體納米雜化材料。此外，可以與其他方法相結合來控制NWs形貌和晶體結構，有望在催化領域在制氫、有機污染物降解、CO2還原等重要反應得到廣泛應用。
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Bo Shen, et al, Synthesis of Metal-Capped Semiconductor Nanowires from Heterodimer Nanoparticle Catalysts, J. Am. Chem. Soc., 2020
DOI: 10.1021/jacs.0c09222
https://dx.doi.org/10.1021/jacs.0c09222
4. JACS：新型手性雙芳基雙膦酸配體開發
在重主族元素上構建大體積取代基團的配體是典型的增強色散相互作用、提高對映選擇性的方法，有鑒于此，加州大學伯克利分校John F. Hartwig、匹茲堡大學Peng Liu等報道了合成手性雙芳基雙膦酸配體(TMG-SYNPHOS)，該配體中的磷上含有3,5-雙（三甲基鍺基）苯基官能團，該配體有效的應用在1,1-雙官能團烯烴的對映選擇性反應中。
本文要點：
1）作者發現TMG-SYNPHOS配體和Cu配位后，能夠對1,1-雙官能團化烯烴分子進行較高程度對映選擇性的進行硼氫化反應。在兩個修飾官能團都是一級烷基，該反應同樣能夠很好的進行。此外，當配體結構中修飾Ge基官能團，配體組成的催化劑在反應中比DTBM-SEGPHOS衍生配體的催化劑體系手性對映選擇性活性更高。計算化學結果顯示，Ge基官能團修飾的催化劑有更高的催化性能，原因在于三甲基鍺基團和烯烴底物之間的吸引色散相互作用，同時Pauli排斥相互作用可能降低對映選擇性的作用效果降低。
Yumeng Xi, et al. Application of Trimethylgermanyl-Substituted Bisphosphine Ligands with Enhanced Dispersion Interactions to Copper-Catalyzed Hydroboration of Disubstituted Alkenes, J. Am. Chem. Soc. 2020
DOI: 10.1021/jacs.0c08746
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c08746
5. JACS：Pd催化胺基二烯烴/甲撐二胺進行C-N易位催化成環
基于化學鍵易位的關環反應，能構建大量用于醫藥、有機領域的環狀有機分子，但是有關C-N鍵的易位反應沒有較好的策略。有鑒于此，中國科學技術大學黃漢民等報道了一種C-N鍵易位反應，該方法學中通過Pd催化實現了胺基二烯、甲撐二胺之間的關環反應，該反應在溫和條件中進行，兼容大量底物和官能團，能生成大量含有大量官能團/各種結構的5元、16元N-雜環分子。
本文要點：
1）反應優化。以含芳基的胺基二烯、甲撐二胺作為反應物，以2.5 mol % [Pd(ally)Cl]2/6 mol % Xantphos作為催化劑體系，加入5 mol % AgOTf，在30 ℃ CH2Cl2中反應12 h，實現了易位成環反應。
2）反應機理。[Pd(allyl)Cl]2/AgOTf/Xantphos催化劑和甲撐二胺原位反應形成A中間體，隨后通過和胺基二烯通過可逆還原消除/1,3-氫轉移/氧化加成進行C-N易位反應生成二烯化Pd中間體B，隨后B異構化為烯烴配位在Pd上的C中間體。通過分子內烯烴移動插入過程生成π-烯丙基Pd中間體物種D。通過在甲撐二胺作用中烯丙基Pd移位生成中間體E，最終得到飽和N雜環產物，重新生成Pd催化劑物種A。
Bangkui Yu, et al. Palladium-Catalyzed Ring-Closing Reaction via C–N Bond Metathesis for Rapid Construction of Saturated N-Heterocycles, J. Am. Chem. Soc. 2020
DOI: 10.1021/jacs.0c10615
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c10615
6. JACS：N4S2配位的Ni(II)配合物用于可見光催化CO2高效選擇性制甲酸鹽
利用可見光能源和地球儲量豐富的催化材料用于高效、選擇性地將CO2轉化為甲酸鹽是綠色化學和能源科學面臨的巨大挑戰。近日，韓國梨花女子大學Jinheung Kim報道了合成了吡啶苯并咪唑（pbi）和吡啶苯并噻唑（pbt）的兩種單核Ni(II)配合物Ni(pbt)(pyS)2（1）和Ni(pbi)( pyS)2（2）(pyS =吡啶-2硫酸鹽)，并研究了它們的反應活性。
本文要點：
1）在可見光照射下，以曙紅Y為光敏劑，考察了配合物1和2兩種鎳配合物在H2O/乙醇溶劑中的CO2轉化性能。結果顯示，配合物1和2光催化CO2可選擇性地生成甲酸鹽，其反應效率高（14000周轉數），催化選擇性高達99%。在CO2條件下，這些富硫鎳催化劑的光催化反應完全抑制了不理想的質子還原途徑。
2）研究人員研究了氬氣條件下的光產氫性能。闡明了它們在光催化反應中對甲酸鹽和H2生成的動力學同位素效應和溶液pH的影響，并對反應機理進行了研究。
這些與[NiFe]-氫酶相關的N/S連接的仿生Ni(II)催化劑是第一個具有高選擇性和效率的早期過渡金屬配合物的研究，為設計用于人工光合作用的太陽能燃料過程提供了一條有效途徑。
光催化學術QQ群：927909706
Sung Eun Lee, et al, Visible-Light Photocatalytic Conversion of Carbon Dioxide by Ni(II) Complexes with N4S2 Coordination: Highly Efficient and Selective Production of Formate, J. Am. Chem. Soc., 2020
DOI: 10.1021/jacs.0c08145
https://dx.doi.org/10.1021/jacs.0c08145
7. JACS：Pd(II)氟烷基配合物的脫氟官能化
氟烷基化化合物正迅速在材料科學、農業化學以及藥物化學中嶄露頭角。例如，在美國食品和藥物管理局批準的新藥中，2018年和2019年近30?40%的新藥含有有機氟單元，而在2000年這一比例僅為17%。與非氟類似物相比，含有?C?F鍵而不是?C?H鍵的生物活性有機化合物往往具有獨特的化學和生物學特性，包括更高的體內代謝穩定性和親脂性。
近日，美國密歇根大學安娜堡分校Nathaniel K. Szymczak報道了利用陰離子Pd氟烷基配合物中C?F鍵的獨特反應性，構建了具有新的?CF2?鍵的分子。
本文要點：
1）通過分析脫氟反應的Lewis酸度要求，研究人員發現使用溫和的硼基Lewis酸的反應序列，該反應序列提供了對反應性Pd二氟卡賓的訪問途徑：這些物種經歷了1，1-遷移插入到Pd-芳基鍵中。
2）生成的Pd-CF2Ar物種可通過與FBAR‘3?（用BAr’3脫氟形成）反應或使用廣泛可用的Ar’-B(OR)2試劑通過重金屬化/還原消除反應來誘導生成Ar’-CF2-Ar化合物。
該串聯反應序列提供了進入Ar'-CF2Ar，雜芳基-CF2Ar，乙烯基-CF2Ar產品的途徑，這些產品可能具有改善的藥代動力學的特性。
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Michael M. Wade Wolfe, et al, Defluorinative Functionalization of Pd(II) Fluoroalkyl Complexes, J. Am. Chem. Soc., 2020
DOI：10.1021/jacs.0c09505
https://dx.doi.org/10.1021/jacs.0c09505
8. JACS：揭示表面態在介孔NiO薄膜中的作用
介孔NiO半導體薄膜的表面態具有與體相不同的特殊性質，能夠顯著影響界面電子轉移和化學物種的吸附。為了獲得更好的NiO基p型染料敏化太陽能電池(p-DSCs)的性能，了解表面態對其的作用具有重要意義。有鑒于此，瑞典烏普薩拉大學Haining Tian報道了一種改進的原子層沉積工藝，通過沉積一層Al2O3，可以鈍化NiO表面72%的表面態。為研究NiO薄膜表面態的作用提供了具有代表性的對照樣品。
本文要點：
1）研究發現，介孔NiO薄膜的電導率主要是由表面態決定，而不是由體相決定。此外，在NiO基p-DSCs中，表面態對染料再生（以I-/I3-為氧化還原對）和空穴傳輸有顯著影響。
2）研究人員提出了一種新的染料再生機制，即電子從還原的染料分子轉移到帶隙內狀態，然后轉移到I3?物種。這里的帶隙內態起到了催化劑的作用，以協助I3?的還原。
3）研究人員提出了一種更完整的機制來闡明p-DSCs中特殊的空穴輸運行為，其中空穴輸運時間與光強無關，主要與表面態上的滲流空穴跳躍有關。當表面態濃度顯著降低時，原始NiO基p-DSCs中與光無關的電荷輸運行為轉變為與光強成指數依賴關系，這與TiO2基n型DSCs中觀察到的情況相似。
這些關于表面態的作用的結論為研究介孔NiO薄膜的電子性質提供了新的視角。
二維材料學術QQ群：1049353403
Lei Tian, et al, Understanding the Role of Surface States on Mesoporous NiO Films, J. Am. Chem. Soc., 2020
DOI：10.1021/jacs.0c08886
https://dx.doi.org/10.1021/jacs.0c08886
9. JACS：亞胺連接的二維共價有機骨架形成的新機制
全面揭示亞胺基連接的二維共價有機骨架（2D COFs）的形成機制，對于改善其晶疇尺寸并控制其形態，以充分實現其應用潛力具有重要意義。有鑒于此，美國佐治亞理工學院Seth R. Marder，美國西北大學William R. Dichtel報道了集中在1,3,5-三（4氨基苯基）苯和對苯二甲醛聚合的前幾分鐘，以獲得與亞胺連接的2D COF。結果發現，2D亞胺交聯的COFs迅速聚合為結晶片，并在隨后重組形成堆疊結構。
本文要點：
1）原位X射線衍射和基于更溫和的分離和活化方法獲得的固體的全面表征表明，周期性的亞胺連接的2D結構在60秒內形成，然后在幾個小時的過程中形成更有序的堆積結構。與早期材料相比，這種堆積過程提高了分離過程的穩定性。與高分辨率透射電子顯微鏡和原子力顯微鏡觀察到結果相似，在非常短的反應時間內分離出來的2D COF層很容易剝離。這些結果表明，通過控制聚合條件和層間相互作用可以更好地控制亞胺連接的2DCOF的形成。
2）除了發現具有最長烷氧基鏈的COF（OC12H25），研究人員從2，5-二(烷氧基)對苯二甲醛衍生物獲得的類似材料也得到了定性相似的結果。盡管原位X射線衍射顯示其在反應混合物中高度結晶，但在分離時結晶程度遠低于被檢查的其他COF，這可能是因為十二烷氧基官能團對堆積過程的空間影響更嚴重。
多孔材料學術QQ群：813094255
Cameron Feriante, et al, New Mechanistic Insights into the Formation of Imine-Linked Two-Dimensional Covalent Organic Frameworks, J. Am. Chem. Soc., 2020
DOI：10.1021/jacs.0c08390
https://dx.doi.org/10.1021/jacs.0c08390
10. JACS：多途徑追蹤及腫瘤靶向性研究新策略
近年來，利用具有多反應位點的有機分子熒光探針對相似物質進行區分檢測和生物成像已成為一種趨勢。然而，多反應位點的引入給有機合成帶來巨大挑戰的同時，往往會破壞分子的共軛結構，導致熒光發射波長不理想，不利于實際應用。作為生命永恒的主題，新陳代謝無時無刻不在進行。新陳代謝是機體為維持生命而發生的一系列有序化學反應。新陳代謝中的化學反應可以概括為代謝途徑。同時監測同一物質的不同代謝途徑對探針提出了嚴峻的要求。在此，山西大學陰彩霞、程芳琴等人提出了一種新的策略：通過探針與某些靶點的初步反應來構建新的位點，從而進一步區分靶點或檢測其代謝物，進而實現對多個代謝途徑的同時可視化示蹤。
本文要點：
1）靜脈注射實驗表明，含苯并吡啶離子的探針可以有效地靶向腫瘤，與其他組織(心、肺、腎、肝等)相比，硫醇在腫瘤中的表達水平較高。
2）探針對硫醇的消耗不能阻止腫瘤的生長，表明腫瘤的治愈與硫醇濃度無關。
綜上所述，在反應過程中建立新的反應位點是追求多反應位點的一個新思路，它將為解決實際問題提供更有效的工具。
生物醫藥學術QQ群：1033214008
Yongfei Huang, et al. A New Strategy: Distinguishable Multi-substance Detection, Multiple Pathway Tracing Based on a New Site Constructed by the Reaction Process and Its Tumor Targeting. J. Am. Chem. Soc., 2020.
DOI: 10.1021/jacs.0c10210
https://doi.org/10.1021/jacs.0c10210
11. Nano Letters：石墨烯層狀異質結構中表面等離激元的電離控制
精確的光控制對于現代光通信器件至關重要，特別是當這類器件的尺寸接近亞波長尺度時。等離激元器件由于其極端的場限制和可以通過調節金屬/電介質界面的載流子密度來控制的能力，非常適合于這些光學器件的發展。近日，新加坡南洋理工大學Murukeshan Vadakke Matham，Rohit Medwal，Marco Battiato，Rajdeep Singh Rawa報道了基于Au/石墨烯/離子凝膠異質結在電光解調模式下對等離激元器件進行的電離控制，成功設計了一種多級光開關。
本文要點：
1）石墨烯層增強了Au/石墨烯界面的電荷穿透和電荷分離，從而提高了光生電壓。
2）固定在Au/石墨烯上的離子凝膠進一步實現了等離激元的電可調諧，從而調制了反射激光的強度。
這項工作為開發新型等離激元電光開關在集成光學器件等方面的潛在應用奠定了基礎。
碳材料學術QQ群：485429596
Jian Yi Pae, et al, Electro-Ionic Control of Surface Plasmons in Graphene-Layered Heterostructures, Nano Letters, 2020
DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c03471
https://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c03471
12. Nano Letters：利用多孔膜實現光驅動下納米液滴的產生
納米乳液通常是納米液滴尺寸小于200 nm的膠體分散體，由一個液相以納米液滴的形式分散成第二個不相容的相。為了產生分散在液體介質中的納米液滴，人們已經開發了多種乳化方法。常規方法包括乳液轉化點（EIP）方法，相轉化溫度（PIT）方法，高壓均質，超聲處理以及蒸發熟化等。此外，產生納米液滴的另一種方法是使用膜乳化（ME）。ME是一種乳化技術，涉及通過膜內的孔隙將分散相輸送到連續相中。ME可以在相對較短的時間內產生大量液滴，并通過控制孔的結構特征在調節單個液滴的形成方面提供額外的可控性。這些優勢使ME成為生成納米液滴的主要選擇。
近日，上海交通大學鄧濤教授，尚文副研究員，宋成軼特別副研究員報道了利用多孔膜展示了一種產生油水（O/W）納米液滴的光驅動機制。
本文要點：
1）將具有寬帶光吸收的多孔膜放置在兩個液相(油相和水相)之間，并用激光(532 nm)照射。光照區中的孔一端閉塞，另一端開放，而其它區域的孔兩端開放。當光線照亮薄膜時，光熱轉換過程誘導水蒸氣氣泡生長并釋放到水相中。
2）氣泡定向釋放到水相中，引起局部液體壓力的波動和負壓的產生，從而導致附近通孔產生納米液滴。
3）基于流體動力學的計算模擬，研究人員進一步揭示了其潛在機理以及對納米液滴濃度增加程度的理解。
該研究提供了一種無需機械運動組件即可生成納米液滴的替代方案，此外，它還可以幫助在許多不同的應用中擴大納米液滴的利用范圍，包括藥物輸送，化妝品和食品加工等。
Rui Feng, et al, Light-Driven Nanodroplet Generation Using Porous Membranes, Nano Letters, 2020
DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c02338
https://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c02338
