1. Acc. Chem. Res.綜述：集成太陽能液流電池的設(shè)計原理及發(fā)展
由于陽光的間歇性，實用的太陽能利用系統(tǒng)既需要高效的太陽能轉(zhuǎn)換技術(shù)，又需要廉價的大規(guī)模儲能技術(shù)。傳統(tǒng)的往返太陽能利用系統(tǒng)通常依賴于兩個或更多分離設(shè)備的組合來滿足這樣的要求。集成太陽能液流電池（SFBs）是一種集太陽能轉(zhuǎn)換和電化學(xué)儲存于一體的新型裝置。在SFBs中，被光電極吸收的太陽能通過給溶解在與光電極接觸的電解質(zhì)溶液中的氧化還原對充電而轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。為了按需供電，需要進行反向氧化還原反應(yīng)，以釋放存儲在氧化還原電偶中的化學(xué)能，就像在正常的氧化還原液流電池（RFBs）放電中所做的那樣。SFBs的集成設(shè)計使得往返太陽能利用系統(tǒng)所需的所有功能都可以在單個器件內(nèi)實現(xiàn)。基于快速發(fā)展的光伏太陽能電池和RFB的并行技術(shù)，SFBs領(lǐng)域在過去幾年中取得了重大進展。
有鑒于此，美國威斯康星大學(xué)麥迪遜分校金松教授綜述了SFBs的設(shè)計原理及研究進展，從而促進這一新興領(lǐng)域的發(fā)展。
本文要點：
1）基于SFBs的工作原理是建立在RFBs和光電化學(xué)(PEC)電池的工作機理基礎(chǔ)上，研究人員首先概述了RFBs和氧化還原電偶的基本概念和重要特征，重點是對RFBs電池電位的定量研究。
2）作者總結(jié)了不同類型的PECs電池，并重點闡明了SFBs研究中常見的兩種不同的光電極設(shè)計：簡單半導(dǎo)體光電極和光伏電池光電極。此外，提出了一套表征氧化還原偶、RFBs、光電極和SFBs的實驗方案，以促進SFBs重要優(yōu)點的可比性評估和研究。
3）作者最后展望了未來SFBs有希望的研究方向以及其實際應(yīng)用所面臨的挑戰(zhàn)。
電池學(xué)術(shù)QQ群：924176072
Wenjie Li, Song Jin, et al, Design Principles and Developments of Integrated Solar Flow Batteries, Acc. Chem. Res., 2020
DOI: 10.1021/acs.accounts.0c00373
https://dx.doi.org/10.1021/acs.accounts.0c00373
2. Chem. Sci.綜述：光響應(yīng)分子工具的醫(yī)學(xué)應(yīng)用
格羅寧根大學(xué)醫(yī)學(xué)中心Wiktor Szymański對光響應(yīng)分子工具在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中應(yīng)用研究進展進行了綜述討論。
本文要點：
1）臨床可用的基于光的治療和成像分子工具，如光裂解裂基團和光轉(zhuǎn)換基團等可以對光子刺激做出反應(yīng)并將其轉(zhuǎn)化為生物效應(yīng)。然而，如何優(yōu)化它們的關(guān)鍵參數(shù)如激發(fā)波長、能帶間距和半衰期等對于拓展其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用也是十分重要的。
2）作者在文中綜述了這類光響應(yīng)分子工具在臨床中的應(yīng)用以及利用這類工具來控制生物功能和實現(xiàn)醫(yī)學(xué)成像的相關(guān)研究；隨后，作者介紹了目前優(yōu)化其光化學(xué)參數(shù)的一些策略，并對光響應(yīng)分子的藥理性包括毒性、溶解度和穩(wěn)定性等進行了談?wù)摚荚谕苿庸忭憫?yīng)分子工具的未來發(fā)展，拓展其在臨床中進一步的應(yīng)用。
生物醫(yī)藥學(xué)術(shù)QQ群：1033214008
Ilse M. Welleman. et al. Photoresponsive molecular tools for emerging applications of light in medicine. Chemical Science. 2020
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/sc/d0sc04187d#!divAbstract
3. Chem. Soc. Rev.: 工業(yè)二氧化碳的捕獲和利用: 最新技術(shù)和未來的挑戰(zhàn)
人們認為，急劇增加的CO2濃度會導(dǎo)致嚴重的溫室效應(yīng)，導(dǎo)致嚴重的全球變暖以及相關(guān)的氣候不穩(wěn)定，引起不希望的自然災(zāi)害，冰川融化和極端天氣模式。二氧化碳捕獲和利用（CCU）在加劇全球變暖中起著重要作用，因此受到了極大的關(guān)注。考慮到缺乏對CCU技術(shù)的最新進展的全面綜述，因此有必要對這種先進技術(shù)進行適當(dāng)，及時的總結(jié)。
有鑒于此，韓國仁荷大學(xué)Sang-Eon Park教授和北京林業(yè)大學(xué)王強教授等人，綜述了工業(yè)上二氧化碳的捕獲和利用的最新技術(shù)進展，并提出了面臨的挑戰(zhàn)。
本文要點：
1）批判性地總結(jié)和全面回顧了液態(tài)和固態(tài)CO2吸附劑的特性和性能，并提出了改善其CO2捕集能力和提高CO2利用率的可行方案。系統(tǒng)地討論和比較了它們在燃燒前和燃燒后CO2捕集和利用方面的工業(yè)應(yīng)用。
總之，該綜述對于學(xué)術(shù)研究人員全面了解CCU的當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀和未來趨勢將具有重要意義，有助于促進基礎(chǔ)研究和商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的重大突破。
Wanlin Gao et al. Industrial carbon dioxide capture and utilization: state of the art and future challenges. Chem. Soc. Rev., 2020.
DOI: 10.1039/D0CS00025F
https://doi.org/10.1039/D0CS00025F
4. Science Advances: 紋身狀電極，可大規(guī)模用于表皮電生理
表皮電生理學(xué)廣泛用于疾病診斷、性能監(jiān)測、人機交互等。與厚、硬、刺激性強的凝膠電極相比，新興的紋身狀表皮電極具有更好的耐磨性和多功能性。然而，然而，由于大面積制造、皮膚分層和長互連的電干擾等挑戰(zhàn)，現(xiàn)有技術(shù)的紋身狀電極的尺寸（例如，厘米）受到限制，無法在規(guī)模上執(zhí)行電生理學(xué)。因此，華中科技大學(xué)黃永安教授和美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校魯南姝教授等人報道了一種大面積、柔軟、透氣、無基底和無封裝的電極，這些電極被設(shè)計成可變形的蛇形絲狀，且可通過剪切和粘貼方法快速制造的。
本文要點：
1）研究人員提出了以Cartan曲線為靈感的轉(zhuǎn)移過程，以使層壓在不可顯影的皮膚表面上時電極中的應(yīng)變最小化。
2）通過一種之前未經(jīng)探索的電氣補償策略，可以消除未封裝互連所拾取的不需要的信號。這些類似紋身的電極可以舒適地覆蓋整個胸部、前臂或頸部，用于多通道心電圖、手語識別、假肢控制或頸部活動繪圖等應(yīng)用。
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Youhua Wang, et al., Electrically compensated, tattoo-like electrodes for epidermal electrophysiology at scale. Science Advances 2020.
DOI: 10.1126/sciadv.abd0996
https://advances.sciencemag.org/content/6/43/eabd0996
5. Nature Communcations：揭示金屬鋰的室溫原子結(jié)構(gòu)和生長動力學(xué)
堿金屬在醫(yī)藥、電池等各個領(lǐng)域都有廣泛的研究。然而，受化學(xué)反應(yīng)活性和電子束/離子束靈敏度的限制，堿金屬的本征原子結(jié)構(gòu)及其基本性質(zhì)很難被揭示。
近日，上海科技大學(xué)于奕研究員報道了一種在透射電子顯微鏡內(nèi)原位形成堿金屬的簡單而通用的方法。
本文要點：
1）研究人員以堿鹽為起始原料，電子束為觸發(fā)劑，可直接制得堿金屬。該方法在室溫下實現(xiàn)了鋰、鈉金屬的原子分辨率成像，并以毫秒級的時間分辨率在原子尺度上可視化了堿金屬的生長過程。
2）實驗結(jié)果揭示了基于石榴石類固體電解質(zhì)的鋰-金屬電池中鋰金屬生長的模糊性。
3）該研究可以直接研究鋰金屬及其表面鈍化氧化層的物理接觸性能，這有望更好地理解鋰離子電池中的鋰樹枝晶和固體電解質(zhì)界面問題。
電池學(xué)術(shù)QQ群：924176072
Liang, C., Zhang, X., Xia, S. et al. Unravelling the room-temperature atomic structure and growth kinetics of lithium metal. Nat Commun 11, 5367 (2020)
DOI：10.1038/s41467-020-19206-w
https://doi.org/10.1038/s41467-020-19206-w
6. Angew：具有亞3 nm的超細Cu2O用于可見光催化固氮
以水為還原劑的光催化固氮是一種很有前途的氨合成策略，這促使人們不斷開發(fā)高效的光催化劑，從而為固氮提供了高的太陽光利用率和催化效率。Cu2O是一種低成本的可見光響應(yīng)型半導(dǎo)體光催化劑，從熱力學(xué)角度來看，其可作為可見光催化N2還原為NH3的理想催化劑，然而，迄今為止，該領(lǐng)域尚未有報道。值得注意的是，迄今為止，大多數(shù)報道所合成的橫向尺寸較大(通常為幾十到數(shù)百納米)的Cu2O光催化劑普遍存在嚴重的電子-空穴復(fù)合和有限的表面位置，這嚴重限制了其潛在的光催化固氮活性。基于此，橫向尺寸約為1-3 nm的超細Cu2O光催化劑與傳統(tǒng)的納米粒子基光催化劑相比具有明顯的優(yōu)勢，但超細光催化劑的控制合成仍然具有挑戰(zhàn)性。
近日，中科院理化技術(shù)研究所張鐵銳研究員報道了通過CuZnAl-LDH（簡稱LDH）納米片的原位拓撲定向轉(zhuǎn)化(控制還原)法，成功地合成了亞3 nm超細Cu2O，這是迄今為止，人們所合成的最細的Cu2O之一。
本文要點：
1）研究人員通過在室溫下使用抗壞血酸作為還原劑，基于溫和的還原過程獲得了超細的Cu2O，并通過改變抗壞血酸的濃度和還原時間來控制超細Cu2O的合成。
2）研究人員首次將得到的LDH負載的超細Cu2O應(yīng)用于光催化N2還原為NH3。結(jié)果顯示，與負載較大尺寸的塊狀Cu2O納米晶體和最近報道的大多數(shù)pNRR光催化劑相比，超細Cu2O具有更好的pNRR活性（超細Cu2O的可見光催化的pNRR活性為4.10 mmol gCu2O-1 h-1，約比塊狀Cu2O參考光催化劑高64倍）。
3）先進的光譜表征研究，包括時間分辨光致發(fā)光光譜(TPL)和時間分辨吸收光譜(TAS)分析結(jié)果表明，亞3 nm超細Cu2O產(chǎn)生了長壽命的光激發(fā)電子，并為N2的吸附和活化提供了高度暴露的表面位置。因而具有優(yōu)異的光催化性能。
這項工作對未來氨合成和其他應(yīng)用的超細催化劑設(shè)計具有指導(dǎo)意義。
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Shuai Zhang, et al, Sub-3 nm Ultrafine Cu2O for Visible Light-driven Nitrogen Fixation, Angew. Chem. Int. Ed., 2020
DOI: 10.1002/anie.202013594
https://doi.org/10.1002/anie.202013594
7. Angew：綠柱石沸石選擇性吸附CO2的機制
從化石燃料中捕獲燃燒廢氣中的CO2（含10-15％的CO2）對于降低大氣中的CO2濃度至關(guān)重要，這是當(dāng)前人為造成全球溫室效應(yīng)的最大原因。另外，從天然氣中選擇性分離出CO2（主要由CO2和CH4組成）對于提高氣體純度和防止工業(yè)設(shè)施的腐蝕具有重要的技術(shù)意義。與金屬有機骨架等其他固體吸附劑相比，沸石在物化穩(wěn)定性和合成成本方面具有優(yōu)勢。
近日，韓國浦項科技大學(xué)Suk Bong Hong報道了兩種在全無機條件下Si/Al = 2.3和3.8的MER沸石的合成及其在25-75 °C和0-1.0 bar下Na+，K+，Rb+和Cs+形式下的CO2吸附性能。
本文要點：
1）研究發(fā)現(xiàn)，CO2在Si/Al=2.3的所有陽離子形式的MER沸石上都有明顯的吸附步驟(假飽和)，而在Si/Al比較高的MER沸石的相應(yīng)陽離子形式（即3.8）上，除Cs+形式外，其他陽離子形式的MER沸石對CO2的吸附?jīng)]有明顯的步驟(假飽和)。
2）研究人員確定了前一種沸石的Na+，K+和Rb+形式以及后一種沸石的Cs+形式對CO2的吸附行為，作為協(xié)同陽離子門控呼吸機制，該機制包括以下特征：陽離子門控和呼吸特性。而Si/Al=2.3的Cs+型沸石和Si/Al=3.8的K+型沸石的吸附行為僅由陽離子門控和呼吸機制控制。
該研究為控制CO2在不同拓撲結(jié)構(gòu)和組成的小孔沸石上的選擇性吸附機理提供了一些影響因素。
多孔材料學(xué)術(shù)QQ群：813094255
Hyun June Choi, et al, The Origin of Selective Adsorption of CO2 on Merlinoite Zeolites, Angew. Chem. Int. Ed., 2020
DOI: 10.1002/anie.202012953
https://doi.org/10.1002/anie.202012953
8. Angew：通過缺陷調(diào)節(jié)CoS2-x的氧化還原反應(yīng)以可持續(xù)降解有機污染物
與在傳統(tǒng)的先進氧化系統(tǒng)中人工添加大量H2O2相比，開發(fā)自生活性氧（ROSs）系統(tǒng)，保持有機污染物的連續(xù)有效降解顯得尤為重要。近日，華東理工大學(xué)邢明陽教授報道了首次構(gòu)建了超聲處理的CoS2-x與Fe2+混合體系，可持續(xù)釋放單線態(tài)氧（1O2），有效降解各種有機污染物，包括染料、酚和抗生素。
本文要點：
1）超聲處理可以在CoS2表面產(chǎn)生大量的缺陷，促進ROSs的生成和Fe3+/Fe2+的循環(huán)。借助于暴露在CoS2-x表面的Co4+/Co3+，實現(xiàn)了超氧自由基（·O2-）定向轉(zhuǎn)化為1O2。
2）在長達30天里，CoS2-x/Fe2+體系可以持續(xù)有效降解有機污染物，明顯優(yōu)于目前公認的CuPx體系(<3天)。因此，cos< span="">2-x為大面積河流污染控制中有機污染物的長期有效處理提供了新的選擇性。
Jiahui Ji, et al, Tuning Redox Reactions via Defects on CoS2-x for Sustainable Degradation of Organic Pollutants, Angew. Chem. Int. Ed., 2020
DOI: 10.1002/anie.202013015
https://doi.org/10.1002/anie.202013015
9. EES: 原位X射線光譜研究析氧電催化劑上類似變色龍的結(jié)構(gòu)自優(yōu)化
析氧反應(yīng)(OER)電催化劑的不明確機理極大地阻礙了它們在可再生和清潔能源轉(zhuǎn)化方面的工業(yè)應(yīng)用。有鑒于此，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)宋禮教授等人，設(shè)計制備了硫化鈷催化劑，以全面研究在中性/堿性條件下OER的性能。
本文要點：
1）合成了Co9S8-SWCNT，來研究在中性和堿性電解質(zhì)中生成真正催化劑的結(jié)構(gòu)自優(yōu)化。值得注意的是，重構(gòu)的催化劑在不同的電解質(zhì)中顯示了優(yōu)異的OER性能，超過了大多數(shù)報道的非貴金屬基催化劑。
2）基于同步加速器的操作X射線光譜研究和電子顯微鏡觀察相結(jié)合，在中性和堿性電解質(zhì)中，硫化鈷析氧電催化劑都具有類似變色龍的結(jié)構(gòu)自優(yōu)化。在實際工作條件(pH梯度、電勢等)的驅(qū)動下，不同的催化位點可以被顯著活化。
3）特別是，在堿性條件下，負載在具有殘留S物種的單壁碳納米管（CoOOH-SWCNT）上的CoOOH被確定為真正的催化劑，而不是完全轉(zhuǎn)化的CoOOH-SWCNT，而被氧化的CoS-SWCNT（O-CoS-SWCNT）在中性條件下形成為真正的催化劑。毫無疑問，這種用不同鑰匙開不同鎖的機制及其微觀結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢，共同保證了在不同電解質(zhì)中均具有較高的催化活性。
總之，該工作提供了一種有前途的催化劑，并闡明了催化劑結(jié)構(gòu)自優(yōu)化過程的本質(zhì)，同時為化學(xué)和催化領(lǐng)域提供了新思路。
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Dengfeng Cao et al. Operando X-ray Spectroscopically Visualizing a Chameleon-Like Structural Reconstruction on Oxygen Evolution Electrocatalyst. Energy Environ. Sci., 2020.
DOI: 10.1039/D0EE02276D
https://doi.org/10.1039/D0EE02276D
10. EES: 多孔平板結(jié)構(gòu)，高效率的柔性鈣鈦礦太陽能電池和模組
平板結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽能電池（PSC）具有制備簡便，低溫加工工藝等優(yōu)點，這使得柔性太陽能電池在高產(chǎn)量生產(chǎn)(例如，卷對卷工藝)方面取得了長足的進步。但是，平板PSC的性能仍低于使用高溫工藝的介孔PSC的性能。韓國化學(xué)技術(shù)研究所Jangwon Seo等人報道了低溫處理的多孔平面電子傳輸層（ETL）的新概念，用于改善柔性器件的性能。
本文要點：
1）從結(jié)構(gòu)和能級排列上進行了設(shè)計，多孔平板的ETL可以促進了高品質(zhì)鈣鈦礦的形成和能級的較好對齊，從而在制造的器件中提高了電荷收集效率。通過多孔平板ETL，在柔性基底上實現(xiàn)了20.7％的效率（PCE），經(jīng)認證的效率為19.9％，這是迄今為止報道的最高PCE。
2）此外，研究人員首次成功地制造了具有多孔平面ETL的大面積柔性模組，在100 cm2、225 cm2和400 cm2的孔面積上，其PCE分別為15.5％，12.9％和11.8％ 。研究人員認為，該策略將為實現(xiàn)高效靈活的PSC鋪平道路。
光電器件學(xué)術(shù)QQ群：474948391
Jaehoon Chung et al. Record-Efficiency Flexible Perovskite Solar Cell and Module Enabled by a Porous-Planar Structure as an Electron Transport Layer, Energy Environ. Sci., 2020
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/ee/d0ee02164d#!divAbstract
11. AM：HClO激活的AIE納米探針用于成像指導(dǎo)的細菌消融
隱藏在宿主吞噬細胞內(nèi)的細菌往往不易被殺死，并且會引起吞噬細胞發(fā)生紊亂，從而導(dǎo)致局部或全身性的組織損傷。因此，如何有效地在吞噬細胞中積累可被激活的光敏劑以實現(xiàn)對細菌的選擇性成像和按需的光動力消融也成為了研究的焦點。新加坡國立大學(xué)劉斌教授和浙江大學(xué)湯谷平教授設(shè)計了一種可被HClO激活的納米診療探針DTF-FFP NPs，并將其用于成像指導(dǎo)的吞噬細胞內(nèi)的細菌消融治療。
本文要點：
1）實驗采用兩親性聚合物Pluronic F127作為包封基質(zhì)，將響應(yīng)HClO的近紅外分子FFP和具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光特性的高效PS DTF進行納米沉淀以制備DTF-FFP NPs。FFP可作為能量受體抑制DTF的熒光和活性氧(ROS)的產(chǎn)生，從而消除DTF-FFP NPs在正常細胞和組織中的光毒性。
2）在感染部位中，DTF-FFP NPs會發(fā)出紅色熒光，并在吞噬細胞中HClO的刺激下釋放FFP并有效地產(chǎn)生ROS。體內(nèi)外的研究結(jié)果表明，DTF-FFP NPs的熒光和光敏性可以選擇性激活，進而可以用于對細菌感染進行精確的診療。
生物醫(yī)藥學(xué)術(shù)QQ群：1033214008
Min Wu. et al. HClO-Activated Fluorescence and Photosensitization from
an AIE Nanoprobe for Image-Guided Bacterial Ablation in Phagocytes. Advanced Materials. 2020
DOI: 10.1002/adma.202005222
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202005222
12. ACS Catalysis：具有尺寸依賴性金屬/載體相互作用的Ru/TiO2催化劑用于調(diào)節(jié)費托合成
Ru/TiO2催化劑是催化過程中反應(yīng)性可調(diào)的典型金屬/載體相互作用體系。近日，中科院大連化物所黃延強研究員，楊小峰研究員報道了通過改變Ru在載體上的金屬負載量從0.5到4 wt%來調(diào)節(jié)Ru在載體上的大小，可以進一步提高Ru/TiO2催化劑在費托合成（FTS）中的催化性能。
本文要點：
1）隨著金屬粒度的增大，F(xiàn)TS活性得到了提高，而長碳鏈產(chǎn)物（C5+烴）更傾向于在小尺寸的Ru催化劑中生成。結(jié)果表明，TiOx負載的 Ru的包覆層與Ru的大小有很大的關(guān)系，同時在金屬Ru小顆粒上得到強化。因此，這種尺寸相關(guān)的金屬/載體相互作用導(dǎo)致Ru的還原程度不同，對Ru上的CHx轉(zhuǎn)化具有可調(diào)性。
2）研究結(jié)果表明，小尺寸Ru/TiOx催化劑通過抑制Ru/TiOx上的競爭甲烷化反應(yīng)，有利于FTS中鏈的生長。
該研究表明，尺寸相關(guān)的金屬/載體相互作用對決定Ru/TiOx的FTS的催化性能起著重要作用，可以作為一種有效的方法來調(diào)節(jié)金屬納米粒子在催化過程中的反應(yīng)活性。
納米催化學(xué)術(shù)QQ群：256363607
Yaru Zhang, et al, Ru/TiO2 Catalysts with Size-Dependent Metal/Support Interaction for Tunable Reactivity in Fischer?Tropsch Synthesis, ACS Catal. 2020
DOI: 10.1021/acscatal.0c02780
https://dx.doi.org/10.1021/acscatal.0c02780
