1. Nat. Rev. Mater.：將孤立的原子和團簇限制在晶體多孔材料中用于催化
負載型孤立金屬原子或金屬團簇催化材料的研究對理解納米顆粒基催化劑的結構-活性關系至關重要。這類催化材料在苛刻的反應條件下會燒結成大的納米顆粒，提高其穩定性是一個關鍵的挑戰。研究發現，將納米顆粒限制在結晶性多孔材料（例如沸石和金屬有機框架）中可以提高其穩定性。更重要的是，金屬物種與多孔骨架之間的相互作用可能會調節亞納米級金屬物種的幾何和電子結構，尤其是對于金屬團簇而言。這種限制效應可以誘導形狀選擇催化或不同于負載在開放結構固體載體上的金屬原子的化學選擇性。近日，西班牙UPV–CSIC Avelino Corma等總結了限制在沸石和金屬有機框架中的亞納米物種的結構特征，合成方法，表征技術和催化應用。
本文要點：
1）作者首先介紹了限制在晶體多孔材料中的金屬物種的結構，涉及單原子，團簇在晶體多孔材料中的結構，金屬-配體-底物的相互作用等。
2）然后介紹了這類催化材料的合成，包括用沸石，金屬有機框架做載體；以及這類催化材料的表征，包括結構表征，光譜表征，以及理論計算。
3）作者還介紹了限制在晶體多孔材料的孤立的原子和團簇催化劑的催化應用，包括水煤氣變換反應，甲烷活化，加氫，脫氫，氧化，脫硝，有機反應等。
4）最后，作者對受限和非受限的孤立原子與金屬團簇進行了嚴格的比較，并提供了該領域的未來前景。
納米催化學術QQ群：256363607
Lichen Liu, et al. Confining isolated atoms and clusters in crystalline porous materials for catalysis. Nat. Rev. Mater., 2020
DOI: 10.1038/s41578-020-00250-3
https://www.nature.com/articles/s41578-020-00250-3
2. Matter：核磁共振揭示納米級多孔碳的分子機理
分層納米多孔碳（HNC）已被證明是用于吸附揮發性有機物（VOCs）和CO2的有效吸附劑，但目前，人們在HNC的分層結構調節、吸附機理以及HNC內部的相互作用等方面的研究還存在一些問題。近日，美國加州大學伯克利分校Jeffrey A. Reimer，斯坦福大學崔屹教授報道了以木材為原料，采用含有K2CO3活化的微波誘導加熱法合成了HNC。
本文要點：
1）研究發現，HNC具有符合Murray定律的多尺度結構，因此可以通過核磁共振（NMR）對吸附物的吸附進行分子尺度上的研究。NMR化學位移與吸附劑的環電流效應一致。
2）NMR技術為定量研究HNC中吸附物的吸附提供了一種方便的方法。VOC蒸氣吸附結果顯示NMR化學位移隨時間變化，表明最初吸附到中孔中，然后擴散到微孔中。由于在這些HNC中觀察到的吸附液體相對于氣相的位移的不同，從而有效證明了Schroeder悖論。此外，這些HNC具有較高的CO2吸附能力，預示著其在碳捕獲方面的應用前景。
這項研究提供了通過NMR對液體/氣體吸附物和HNC之間相互作用的詳細見解。
多孔材料學術QQ群：813094255
Mao et al., Revealing Molecular Mechanisms in Hierarchical Nanoporous Carbon via Nuclear Magnetic Resonance, Matter (2020)
DOI：10.1016/j.matt.2020.09.024
https://doi.org/10.1016/j.matt.2020.09.024
3. Matter綜述：微流體中的各向異性微粒
近年來，各向異性微粒由于其特殊的形貌、復雜的組分和在單個實體內整合不同功能的能力而引起了人們廣泛的關注。微流控技術以其在流體中精確控制流動的特性，為制備具有優異單分散性和均勻性的各向異性微粒開辟了獨特的途徑。近日，南京大學趙遠錦教授，軍事醫學科學院Yongan Wang報道了從制備方法到應用，對微流體中的各向異性微粒進行了全面的綜述。
本文要點：
1）作者首先簡要概述了微流體中模板的形成，總結了層流和液滴在微通道中的流動動力學。然后重點總結了從微流控流體制備各向異性粒子的方法。重點是制備多組分、形貌豐富的各向異性微粒的方法。
2）作者在接下來總結了基于各向異性粒子應用相關的研究問題。總結了各向異性粒子在顯示、生物傳感、藥物輸送、細胞培養等領域的應用。
3）作者最后對微流控各向異性粒子的未來發展和應用進行了展望及個人見解。
Cai et al., Anisotropic Microparticles from Microfluidics, Chem (2020)
DOI：10.1016/j.chempr.2020.09.023
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2020.09.023
4. Chem：CO2選擇性轉化為丙烯和丁烯
CO2選擇性轉化為低碳烯烴(C2=-C4=)已引起人們廣泛的研究興趣。然而，實現有效地調節C2=-C4=特定烯烴產物的分布或選擇性仍然極具挑戰性。近日，中科院山西煤炭化學研究所樊衛斌研究員報道了制備了由Zn0.5Ce0.2Zr1.8O4固溶體和H-RUB-13沸石組成的催化劑體系，并結合原位漫反射紅外傅里葉變換光譜（DRIFTS）、非原位X射線光電子能譜（XPS）、原位紫外可見光譜（UV-Vis）、1H/27Al MAS核磁共振（NMR）、13C交叉極化（CP）MAS NMR和氣相色譜-質譜（GC-MS）光譜，以及12C/13C甲醇切換實驗和密度泛函理論(DFT)計算，對其催化機理進行了深入研究。
本文要點：
1）實驗結果顯示，該復合催化劑在CO2轉化率為30.1%時，C2=-C4=產率是其他文獻所報道的2.3-3.3倍。更重要的是，通過改變H-RUB-13的酸中心濃度和分布以及優化反應條件，在C2=-C4=選擇性分別為83.4%和72.7%的條件下，(C3=+C4=)/C2=比分別提高到6.1和8.9。
2）研究發現，在Zn0.5Ce0.2Zr1.8O4催化劑上，甲酸鹽和甲氧基是CO2加氫制甲醇的主要中間物種，由于COOH*物種與Zn0.5Ce0.2Zr1.8O4之間的弱電子相互作用和COOH*物種與Zn0.5Ce0.2Zr1.8O4之間存在較強的電子相互作用，從而大大抑制了通過RWGS反應生成CO的自由能和焓壘。有趣的是，通過調整H-RUB-13的骨架酸中心含量、強度和分布，在隨后的H-RUB-13 MTO過程中，烯烴循環得到了顯著增強，從而產生了更多的丙烯和丁烯。
納米催化學術QQ群：256363607
Wang et al., Selective Conversion of CO2 into Propene and Butene, Chem (2020)
DOI：10.1016/j.chempr.2020.09.025
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2020.09.025
5. Angew：管狀DNA納米器件可共遞送siRNA/化療藥物以用于癌癥聯合治療
國家納米科學中心丁寶全研究員和蔣喬研究員利用DNA折紙技術構建了可共遞送小干擾RNA (siRNA)和化療藥物阿霉素(DOX)的DNA納米器件。
本文要點：
1）由于該納米裝置中存在有二硫鍵，因此它會在腫瘤細胞內谷胱甘肽(GSH)的觸發作用下打開并釋放siRNA，進而敲低對癌癥發展至關重要的基因。通過將RNA干擾和化療相結合，該納米裝置可以誘導產生顯著的細胞毒性和腫瘤生長抑制效果，并且不會造成明顯的系統毒性。
2）由于其具有自主性、可編輯性、強大的抗腫瘤活性和良好的生物相容性，因此該DNA納米器件也實現為癌癥的精準治療提供了一個新型高效的藥物遞送平臺。
生物醫藥學術QQ群：1033214008
Zhaoran Wang. et al. A tubular DNA nanodevice as a siRNA/chemo-drug co-delivery vehicle for combined cancer therapy. Angewandte Chemie International Edition. 2020
DOI: 10.1002/anie.202009842
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202009842
6. AM: 揭示失配應變在控制核殼納米晶體中的作用
異質結構外延策略改性納米材料已成為一種為各種應用創造新功能的有力手段。異質外延納米結構中最基本的因素之一是由組成部分的不匹配晶格引起的失配應變。失配應變不僅決定了納米晶形態多樣化的外延動力學，而且為材料的性能提供了合理的控制。近年來，隨著化學合成技術的進步以及電子顯微鏡和X射線衍射技術的快速發展，人們對應變相關過程有了深入的了解，這為研究人員細化異質外延納米結構及其性能提供了理論基礎和實驗指導。
有鑒于此，香港城市大學的王鋒教授等人，系統總結了有關外延異質結構的核殼型納米晶的研究進展，著重介紹了晶格失配應變及其相關效應的機理，包括應變對納米晶外延生長、發光、催化和磁性的調控。
本文要點：
1）失配應變對外延異質結構納米材料的生長具有顯著影響，這是因為具有三維立體結構的納米晶，其表面被不同的晶面包圍。在外延生長過程中，不同晶面具有不同的晶格失配參數，以及不同的失配應變大小。殼層異質外延生長沿著核納米晶表面晶面所有方向同步沉積，不同晶面上界面應變能有差異，導致殼層的各向異性生長。因此，外延生長由晶體對稱性以及核殼納米晶的尺寸和形貌等因素共同調控。
2）界面失配導致的應變弛豫也是調控材料生長與性能的重要因素。應變弛豫通過引入位錯生長，3D島狀生長等生長模式降低應變能，有利于形成穩定的異質結構納米晶。通過對應變和應變弛豫的合理設計，可以在納米晶中構造各向異性的應變分布，從而調控半導體或稀土摻雜納米晶的發光性能，增強貴金屬納米晶的催化性能，以及增強磁性納米顆粒的磁矯頑力。
3）對納米晶應變的研究仍存在一些挑戰，未來的研究方向包括：（1）通過原位電子顯微鏡探究應變動力學和應變分布；（2）通過建立三維應變分布與催化活性的相關性，進一步促進納米催化劑的機理研究和性能優化。
晶體團簇學術QQ群：530722590
Jianxiong Zhao et al. Shedding Light on the Role of Misfit Strain in Controlling Core–Shell Nanocrystals. Advanced Materials, 2020.
DOI: 10.1002/adma.202004142
https://doi.org/10.1002/adma.202004142
7. ACS Nano：溴摻雜鈣鈦礦抑制甲脒陽離子晶格動力學
通過對鈣鈦礦活性層的組成調控實現了25 %的效率，在一價陽離子和鹵元素摻雜過程中是效果較好的調控方法，但是溴的精確控制摻雜難以實現。有鑒于此，多倫多大學Edward H. Sargent等報道了通過準彈性中子散射（QENS）方法對溴的摻雜程度、有機陽離子的動力學變化進行研究，結果發現溴的摻雜能夠緩解甲脒的低能量旋轉，而且抑制甲脒的旋轉能夠控制載流子壽命，當溴的含量為0.15，甲脒的旋轉能夠最大程度的緩解，對甲脒的旋轉程度實現了25 %的抑制。
本文要點：
1）在分別進行0 %，5 %，10 %，15 %，20 %的溴摻雜，考察鈣鈦礦熒光壽命變化情況，結果發現，15 % Br的摻雜量條件中鈣鈦礦器件的熒光壽命最高，比其他Br含量的條件中壽命提高了至少2倍。15 %的溴摻雜過程中，通過彈性非相干結構因子（EISF）考察晶格中的有機分子組分移動變化情況，結果顯示15 %的溴摻雜過程中EISF值最高，說明該條件中準彈性散射最弱。
光電器件學術QQ群：474948391
Andrew Johnston, et al. Bromine Incorporation and Suppressed Cation Rotation in Mixed-Halide Perovskites, ACS Nano. 2020
DOI：10.1021/acsnano.0c05179
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c05179
8. ACS Nano：量子點@納米片CdSe@CdS熒光
浙江大學彭笑剛等報道了合成(001)、(00-1)極性面和(100)非極性面的量子點@納米片結構的CdSe@CdS，考察了半導體納米晶的表面缺陷。
本文要點：
1）當CdSe@CdS的端基為和羧酸配位的Cd原子，在熒光吸收帶邊產生了接近100 %的熒光量子產率，同時熒光衰減過程為單指數動力學過程（壽命~28 ns）。
2）當界面上端基原子為硫，熒光產生完全不同的現象，帶邊為二級熒光帶邊，熒光量子產率較低，熒光壽命較高（＞78 ns）。光化學分析結果顯示了二級UV-Vis吸收和熒光，通過化學元素分析、X射線光電子能譜分析，驗證了這種二級熒光光譜和硫化物（-SH、-S-S-等）位點相關，而且可能在基面上形成界面離域的空穴電子態。
3）以上結果說明，對于半導體納米晶體的界面缺陷進行研究，需要制備特定界面結構（晶面、界面化學鍵）的材料。
發光材料與器件學術QQ群：529627332
Hairui Lei, et al. Delocalized Surface Electronic States on Polar Facets of Semiconductor Nanocrystals, ACS Nano. 2020
DOI: 10.1021/acsnano.0c07176
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c07176
9. Adv. Drug. Deli. Rev.：用于腫瘤治療的多功能多肽
武漢大學劉傳軍副教授和張先正教授對用于腫瘤治療的多功能多肽相關研究進行了綜述。
本文要點：
1）用于藥物遞送的納米系統可以根據實際需要將治療性藥物遞送到需要的位置。由于多肽具有多樣的生理功能，因此將多肽引入抗腫瘤納米系統可以實現二者的優勢互補，不僅能夠避免多肽在體內的快速降解，而且也能提高納米系統的智能性和功能性。
2）作者在文中對具有靶向性和刺激響應性的多功能多肽結構進行了介紹，并對近年來用于腫瘤治療領域的多肽基多功能納米材料進行了綜述。
生物醫藥學術QQ群：1033214008
Ke Li. et al. Multifunctional Peptides for Tumor Therapy. Advanced Drug Delivery Reviews. 2020
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169409X20301460
10. AEM綜述：用于人工光還原CO2的網狀材料
考慮到基于燃燒所釋放的大量CO2，模仿天然光合作用的無處不在的光激活，利用光化學將CO2轉化為高附加值產品的催化轉化具有重要意義。迄今為止，科學家們已經開發出各種用于CO2光還原的光催化劑。其中，包括金屬有機骨架（MOFs）和共價有機骨架（COFs）在內的網狀材料在過去的十年中得到了廣泛的應用，成為用于光還原CO2的先進催化平臺。
有鑒于此，美國加州大學伯克利分校Ha L. Nguyen綜述了網狀材料用于光催化CO2還原過程的基本原理、機理和方法。
本文要點：
1）作者重點總結了利用網狀材料作為光還原CO2先進光催化劑的研究進展，并討論了MOFs/COFs的結構特征與其光催化性能之間的關系。
2）在概述了網狀材料在CO2光還原方面的進展、機遇和挑戰的基礎上，作者最后展望了其未來發展前景，為設計性能更好的CO2還原光催化劑提供了指導性見解。
光催化學術QQ群：927909706
Ha L. Nguyen, et al, Reticular Materials for Artificial Photoreduction of CO2, Adv. Energy Mater. 2020
DOI: 10.1002/aenm.202002091
https://doi.org/10.1002/aenm.202002091
11. AEM：具有優異Mg2+存儲性能的水合MgxV5O12正極
鎂離子電池（MIBs）較單價鋰離子電池技術具有廣闊的應用前景。有限的正極材料是實現高效MIBs的眾多阻礙之一，這些正極材料可以在高工作電壓下實現可逆，穩定的Mg2+嵌入。有鑒于此，阿卜杜拉國王科技大學Husam N. Alshareef報道了一種通過使用商用V2O5作為前體的近室溫化學策略，成功合成了Mg2+柱撐的水合V5O12·nH2O（MgxV5O12·nH2O）納米纖維（MgVOH）。
本文要點：
1）由Mg2+柱和結構性H2O的協同作用，提供了擴大的層間距和穩定的骨架，促進了Mg2+的擴散，并確保了在循環過程中具有堅固的骨架。
2）當MgVOH用于MIBs的正極時，其平均工作電位高達2.1V。重要的是，優異的結構特性和納米級的形貌協同作用，使其在0.05 A g-1下，具有160 mAh g?1的高容量和出色的長期穩定性（在2 A g?1下，10000次循環后容量保持率為81%），庫侖效率超過99%。
3）原位和非原位表征以及第一性原理計算結果，揭示了MgVOH作為高度可逆的電化學Mg2+儲存的穩定主體性能。
該研究工作有望實現全鎂離子電池具有更高的能量和功率密度。
電池學術QQ群：924176072
Yunpei Zhu, et al, Hydrated MgxV5O12 Cathode with Improved Mg2+ Storage Performance, Adv. Energy Mater. 2020
DOI: 10.1002/aenm.202002128
https://doi.org/10.1002/aenm.202002128
