1. Science Advances：Csp2-Csp3和C-O鍵直接轉(zhuǎn)化的選擇性價(jià)態(tài)助力木質(zhì)素轉(zhuǎn)化為苯酚
苯酚是工業(yè)中一種重要的日用化學(xué)品，目前，人們主要使用化石原料來(lái)生產(chǎn)苯酚。
近日，中科院化學(xué)研究所韓布興院士，Qinglei Meng報(bào)道了一種在溫和的條件下，通過(guò)直接解構(gòu)Csp2-Csp3和C-O鍵從木質(zhì)素中制取苯酚的方法。
本文要點(diǎn)：
1）研究人員以4-(1-羥丙基)苯酚（1a）為底物，在水中評(píng)估了一系列固體酸催化劑、負(fù)載型催化劑和無(wú)機(jī)酸，對(duì)Csp2-Csp3鍵解構(gòu)斷裂的研究。結(jié)果表明，沸石催化劑既能有效地催化Csp2-Csp3鍵的直接斷裂，去除丙基結(jié)構(gòu)，又能有效地催化脂肪族?碳氧鍵(C-O)的水解，從而在芳環(huán)上形成OH基團(tuán)。
2）苯酚的收率可達(dá)10.9%，選擇性為91.8%。在這條獨(dú)特的路線中，除了木質(zhì)素，水是唯一的反應(yīng)物。規(guī)模化實(shí)驗(yàn)表明，從50.0 g木質(zhì)素中可得到4.1 g純苯酚。
3）研究人員通過(guò)對(duì)照實(shí)驗(yàn)和密度泛函理論（DFT）研究相結(jié)合的方法提出了該反應(yīng)途徑。即脂肪鏈Cα位置的化學(xué)環(huán)境是該策略成功的關(guān)鍵，而Csp2-Csp3鍵則通過(guò)脫羥基、γ-甲基移動(dòng)和C-C β斷裂途徑被解構(gòu)。
研究工作為木質(zhì)素中Csp2-Csp3和C-O鍵的直接轉(zhuǎn)化以生產(chǎn)苯酚開(kāi)辟了道路。
納米催化學(xué)術(shù)QQ群：256363607
Jiang Yan, et al, Selective valorization of lignin to phenol by direct transformation of Csp2-Csp3 and C–O bonds, Sci. Adv. 2020
DOI: 10.1126/sciadv.abd1951
http://advances.sciencemag.org/content/6/45/eabd1951
2. Science Advances：基于模塊化液-液分離和納米原纖化的蜘蛛絲自組裝
蜘蛛絲纖維是由蜘蛛蛋白在可溶性狀態(tài)下通過(guò)一種尚未完全了解的機(jī)制快速組裝而成。近日，日本理研可持續(xù)資源科學(xué)中心Keiji Numata，Ali D. Malay報(bào)道了一個(gè)完整的絲素形成模型，該模型綜合了不同蜘蛛蛋白功能區(qū)上多種化學(xué)和物理梯度的影響。
本文要點(diǎn)：
1）這一過(guò)程的核心是液-液相分離(LLPS)，由羧基末端和重復(fù)結(jié)構(gòu)域介導(dǎo)的多價(jià)陰離子(如磷酸鹽)的反應(yīng)導(dǎo)致產(chǎn)生LLPS。酸化與LLPS結(jié)合，通過(guò)氨基末端結(jié)構(gòu)域的二聚化，觸發(fā)了納米纖維網(wǎng)絡(luò)的快速自組裝，并導(dǎo)致液-固相變。
2）在纖維結(jié)構(gòu)上施加機(jī)械應(yīng)力，可以得到具有層次化結(jié)構(gòu)的宏觀纖維，并富含β-片構(gòu)象。
3）研究人員通過(guò)使用天然絲腺材料進(jìn)行研究，證實(shí)了其在蜘蛛絲蛋白相分離方面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
該研究結(jié)果表明絲素組裝和其他LLPS介導(dǎo)的機(jī)制之間有一個(gè)有趣的相似之處，例如在細(xì)胞內(nèi)無(wú)膜細(xì)胞器和蛋白質(zhì)聚集障礙中發(fā)現(xiàn)的機(jī)制。
仿生材料學(xué)術(shù)QQ群：111658060
Ali D. Malay, et al, Spider silk self-assembly via modular liquid-liquid phase separation and nanofibrillation, Sci. Adv. 2020
DOI: 10.1126/sciadv.abb6030
http://advances.sciencemag.org/content/6/45/eabb6030
3. Science Advances：集成剛性、柔軟和液體材料，實(shí)現(xiàn)可自我修復(fù)、可回收和可重構(gòu)的可穿戴電子產(chǎn)品
可穿戴電子設(shè)備可以與人體集成在一起，以監(jiān)控身體活動(dòng)和健康狀況、人機(jī)界面以及虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。科羅拉多大學(xué)博爾德分校Jianliang Xiao、Wei Zhang等人報(bào)告了一種多功能可穿戴電子系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)合了材料、化學(xué)和機(jī)械方面的先進(jìn)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)出色的可拉伸性、自修復(fù)性、可回收性和可重構(gòu)性，且可提供物理運(yùn)動(dòng)跟蹤、體溫監(jiān)測(cè)以及聲學(xué)和ECG信號(hào)的傳感。該電子系統(tǒng)通過(guò)低成本制造方法異質(zhì)集成了剛性、軟性和液態(tài)材料。
本文要點(diǎn)：
1）在不影響電傳感性能的前提下，可穿戴電子器件在水平和垂直方向上單軸拉伸60%，雙向拉伸30%。由于聚亞胺網(wǎng)絡(luò)中的鍵交換反應(yīng)和LM電路的流體行為，可穿戴電子設(shè)備可以自我修復(fù)，并可根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景重新配置為不同的配置。
2）當(dāng)磨損嚴(yán)重或不再需要時(shí)，可完全回收可穿戴電子產(chǎn)品，回收的溶液、芯片組件和LM可以重復(fù)使用，以制造新一代的材料和設(shè)備。
該可穿戴電子系統(tǒng)中報(bào)告的屬性可以在許多領(lǐng)域找到應(yīng)用，包括醫(yī)療保健，機(jī)器人技術(shù)和假肢修復(fù)，并有利于我們社會(huì)的福祉、經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展。
柔性可穿戴器件學(xué)術(shù)QQ群：1032109706
Chuanqian Shi, et al., Heterogeneous integration of rigid, soft, and liquid materials for self-healable, recyclable, and reconfigurable wearable electronics. Science Advances 2020.
DOI: 10.1126/sciadv.abd0202
https://advances.sciencemag.org/content/6/45/eabd0202
4. Science Advances：揭示陽(yáng)離子的電場(chǎng)和非電場(chǎng)成分對(duì)電化學(xué)CO還原反應(yīng)的影響
電解質(zhì)陽(yáng)離子會(huì)影響表面介導(dǎo)的電催化反應(yīng)的活性。然而，目前人們?nèi)匀蝗狈τ行侄我越沂娟?yáng)離子與反應(yīng)中間體之間相互作用機(jī)理。近日，美國(guó)特拉華大學(xué)徐冰君教授，清華大學(xué)陸奇副教授報(bào)道了較大的堿金屬陽(yáng)離子（不包括水合殼的厚度）可促進(jìn)堿性電解質(zhì)中多晶Cu表面的電化學(xué)CO還原反應(yīng)。
本文要點(diǎn)：
1）結(jié)合反應(yīng)性和現(xiàn)場(chǎng)表面增強(qiáng)光譜研究表明，界面電場(chǎng)強(qiáng)度的變化不能單獨(dú)解釋反應(yīng)性隨陽(yáng)離子大小的變化趨勢(shì)，這表明陽(yáng)離子效應(yīng)中存在非電場(chǎng)強(qiáng)度成分。
2）陽(yáng)離子螯合劑和有機(jī)分子的光譜研究表明，陽(yáng)離子效應(yīng)的電場(chǎng)和非電場(chǎng)成分既受陽(yáng)離子特性的影響，也受電化學(xué)界面組成的影響。
3）界面物種的相互依賴性質(zhì)表明，陽(yáng)離子效應(yīng)應(yīng)該被認(rèn)為是電化學(xué)界面成分和結(jié)構(gòu)對(duì)電極介導(dǎo)反應(yīng)的更廣泛影響的一個(gè)組成部分。
A. S. Malkani, et al, Understanding the electric and nonelectric field components of the cation effect on the electrochemical CO reduction reaction, Sci. Adv. 2020
DOI: 10.1126/sciadv.abd2569
http://advances.sciencemag.org/content/6/45/eabd2569
5. Nature Communications：具有超交換誘導(dǎo)原子尺度協(xié)同活性中心的單相鈣鈦礦氧化物用于超快析氫
一般來(lái)說(shuō)，在酸性介質(zhì)中活性最好的HER催化劑（如Pt）在堿性介質(zhì)中通常會(huì)失去相當(dāng)大的催化性能，這主要是由于額外的水解離步驟。為了有效解決這一問(wèn)題，人們通常通過(guò)與金屬(氫)氧化物偶聯(lián)來(lái)設(shè)計(jì)協(xié)同雜化催化劑。然而，此類雜化體系通常存在反應(yīng)路線長(zhǎng)、成本高、制備方法復(fù)雜等缺點(diǎn)。
近日，南京工業(yè)大學(xué)邵宗平教授，澳大利亞莫納什大學(xué)Yinlong Zhu報(bào)道了用一種簡(jiǎn)單成熟的固相反應(yīng)方法設(shè)計(jì)并制備了單相鈣鈦礦型氧化物電催化劑SrTi0.7Ru0.3O3-δ（STRO），該催化劑具有本質(zhì)上的原子級(jí)催化協(xié)同效應(yīng)。值得注意的是，研究人員在STRO鈣鈦礦上發(fā)現(xiàn)了相鄰的Ti3+離子(具有3d1組態(tài))和Ru5+離子(具有4d3組態(tài))之間的180°相互作用符合GoodEnough-Karamori-Anderson規(guī)則這一獨(dú)特的超級(jí)交換效應(yīng)，同時(shí)增強(qiáng)了其導(dǎo)電性。
本文要點(diǎn)：
1）研究人員通過(guò)簡(jiǎn)便且可擴(kuò)展的固態(tài)反應(yīng)方法合成了具有不同Ti/Ru摩爾比（SrTi1-xRuxO3-δ，x = 0，0.1，0.2，0.3，0.4，1）的SrTiO3鈣鈦礦型氧化鋯氧化物。在具有不同組成和煅燒溫度的所有SrTi1-xRuxO3-δ樣品中，在900℃下煅燒的SrTi0.7Ru0.3O3-δ顯示出最佳的HER活性，因此SrTi0.7Ru0.3O3-δ為被選作這項(xiàng)工作的模型催化劑。研究人員將SrTi0.7Ru0.3O3-δ，SrTiO3和SrRuO3分別表示為STRO，STO和SRO。
2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，STRO具有優(yōu)異的HER活性，在1M KOH ，10 mA cm?2電流密度下，過(guò)電位低至46 mV，具有40 mV dec?1的極低的塔菲爾斜率，，與基準(zhǔn)鉑/碳催化劑相當(dāng)，并超過(guò)了迄今報(bào)道的大多數(shù)最先進(jìn)的催化劑。此外，STRO在堿性HER條件下表現(xiàn)出了高達(dá)200 h的強(qiáng)大運(yùn)行穩(wěn)定性。
3）研究人員通過(guò)密度泛函理論(DFT)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，其優(yōu)異的活性主要?dú)w因于STRO中多個(gè)催化中心之間獨(dú)特的協(xié)同效應(yīng)，即Ti離子有助于加速水的解離，Ru離子有利于OH*的脫附，非金屬氧位（即氧空位/晶格氧）對(duì)H*的吸附和析氫幾乎達(dá)到最優(yōu)。
這項(xiàng)工作從根本上揭示了單相多活性中心協(xié)同作用的作用，并為通過(guò)原子級(jí)調(diào)制策略開(kāi)發(fā)先進(jìn)的堿性HER電催化劑提供了一條極有前途的途徑。
Dai, J., Zhu, Y., Tahini, H.A. et al. Single-phase perovskite oxide with super-exchange induced atomic-scale synergistic active centers enables ultrafast hydrogen evolution. Nat Commun 11, 5657 (2020).
DOI：10.1038/s41467-020-19433-1
https://doi.org/10.1038/s41467-020-19433-1
6. Angew：同時(shí)還原陰極CO2和陽(yáng)極CH3OH氧化用于甲酸電合成
將CO2電化學(xué)轉(zhuǎn)化為載能化合物或增值化學(xué)品，對(duì)于減少溫室效應(yīng)和有效利用CO2排放具有重大意義，但是，由于CO2轉(zhuǎn)化的動(dòng)力學(xué)反應(yīng)緩慢，使得陽(yáng)極析氧反應(yīng)（OER）和O2的附加值生產(chǎn)受到嚴(yán)重影響。近日，華東師范大學(xué)施劍林院士，陳立松副教授報(bào)道了一種通用而有效的策略，利用非貴金屬催化劑，以相當(dāng)?shù)偷碾姾膶㈥帢O的CO2和陽(yáng)極的甲醇同時(shí)電化學(xué)轉(zhuǎn)化為相同的甲酸附加值產(chǎn)品。
本文要點(diǎn)：
1）銅基催化劑具有成本低、資源豐富、易操作等優(yōu)點(diǎn)，在鐵電領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。特別是直接生長(zhǎng)在集電體上的銅基材料，由于襯底與活性組份的結(jié)合牢固，電子轉(zhuǎn)移速度快，可避免催化劑在電解過(guò)程中的劣化。研究人員以過(guò)硫酸銨為氧化劑，在氫氧化鈉溶液中一步氧化法制備了泡沫銅表面氧化銅納米片（CuONS/CF），并在陽(yáng)極上將部分MOR電催化為甲酸。
3）介孔二氧化錫是一種廣受歡迎的電催化二氧化碳還原催化劑，具有很高的法拉第效率[16]，在碳布上生長(zhǎng)時(shí)表現(xiàn)出明顯更高的性能。研究人員合成了碳布上生長(zhǎng)的介孔二氧化錫(mSnO2/CC)，并將其作為電化學(xué)還原CO2的高效陰極催化劑，同時(shí)也生成了甲酸。
4）在陽(yáng)極上用動(dòng)力學(xué)上有利的部分MOR取代OER可以顯著降低陽(yáng)極和電池的電位輸入。在甲醇電解液中使用CuONS/CF作為陽(yáng)極催化劑，電流密度達(dá)到10 mV cm-2的電位比OER降低250 mV，法拉第效率達(dá)到95%。此外，mSnO2/CC具有較高的催化活性，對(duì)CO2還原反應(yīng)的法拉第效率可達(dá)81%。
5）當(dāng)陽(yáng)極配置CuONS/CF，陰極配置mSnO2/CC時(shí)，所構(gòu)建的電解槽僅需0.93 V的槽電壓即可達(dá)到10 mA cm-2，比相同催化條件下，陽(yáng)極配置CuONS/CF，陰極配置mSnO2/CC，電池電壓降低500 mV。
Xinfa Wei, et al, Formic Acid Electro-synthesis by Concurrent Cathodic CO2 Reduction and Anodic CH3OH Oxidation, Angew. Chem. Int. Ed., 2020
DOI: 10.1002/anie.202012066
https://doi.org/10.1002/anie.202012066
7. Angew: 咪唑基離子液體表面鈍化助力高效鈣鈦礦太陽(yáng)能電池
表面缺陷已成為制約鈣鈦礦光伏產(chǎn)品的性能提升的關(guān)鍵。陜西師范大學(xué)的劉生忠等人采用六氟磷酸1,3-二甲基-3-咪唑鎓（DMIMPF6）離子液體（IL）鈍化鈣鈦礦表面，并降低鈣鈦礦與空穴傳輸層之間的能壘。
本文要點(diǎn)：
1）理論仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過(guò)[DMIM]+與鈣鈦礦表面上的Pb2+結(jié)合，可以有效地鈍化Pb簇和Pb-I反位缺陷，從而顯著抑制了非輻射復(fù)合。制備的太陽(yáng)能電池的效率從對(duì)照組的的21.09％提高到了23.25％，這主要是由于開(kāi)路電壓的提高。
2）此外，DMIMPF6處理過(guò)的鈣鈦礦設(shè)備顯示出更好的長(zhǎng)期環(huán)境穩(wěn)定性，因?yàn)镈MIMPF6層由于其疏水性而可以有效地阻止水分滲透。這項(xiàng)工作為對(duì)鈍化效果的理解提供了堅(jiān)定的支持，并進(jìn)一步促進(jìn)了表面工程技術(shù)的發(fā)展，以增強(qiáng)鈣鈦礦型光伏材料的性能。
光伏技術(shù)學(xué)術(shù)QQ群：708759169
Zhu, X., et al, High‐efficiency perovskite solar cells with imidazolium‐based ionic liquid for surface passivation and charge transport. Angew. Chem. Int. Ed..
doi:10.1002/anie.202010987
https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202010987
8. Angew: 分子內(nèi)電子雙轉(zhuǎn)移技術(shù)對(duì)膜蛋白的原位共嵌物嵌入電化學(xué)發(fā)光微成像
電化學(xué)發(fā)光（ECL）中將共反應(yīng)劑轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射體的需求以及自由基壽命短的需求，極大地抑制了其在細(xì)胞傳感和顯微成像中的應(yīng)用。于此，南京大學(xué)鞠熀先等人設(shè)計(jì)了一種雙分子內(nèi)電子轉(zhuǎn)移策略和叔胺共軛聚合物點(diǎn)（TEA-Pdots），以開(kāi)發(fā)嵌入共反應(yīng)劑的ECL機(jī)理和微成像系統(tǒng)。
本文要點(diǎn)：
1）TEA-Pdot可以在+1.2 V時(shí)產(chǎn)生ECL發(fā)射，而無(wú)需在測(cè)試溶液中使用共反應(yīng)物。超結(jié)構(gòu)和分子內(nèi)電子轉(zhuǎn)移導(dǎo)致了前所未有的ECL強(qiáng)度，其強(qiáng)度分別是Pdots和TEA混合物的132倍（等量）和45倍（62.5倍質(zhì)量）。ECL效率甚至高于典型的 [Ru(bpy)3]2+ 系統(tǒng)。
2）因此，該策略和共反應(yīng)物嵌入式ECL系統(tǒng)可用于單個(gè)活細(xì)胞膜蛋白的原位ECL微成像，而無(wú)需額外的透性處理來(lái)運(yùn)輸共反應(yīng)物。通過(guò)對(duì)細(xì)胞表面特異性蛋白表達(dá)的評(píng)價(jià)，驗(yàn)證了該方法的可行性和有效性。這項(xiàng)工作為ECL在單細(xì)胞分析和生物事件動(dòng)態(tài)研究中的應(yīng)用開(kāi)辟了新的途徑。
生物材料學(xué)術(shù)QQ群：1067866501
Wang, N., et al. (2020), Dual Intramolecular Electron Transfer for In Situ Coreactant‐Embedded Electrochemiluminescence Microimaging of Membrane Protein. Angew. Chem. Int. Ed..
DOI:10.1002/anie.202011176
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202011176
9. AM: 將高度溶脹的聚電解質(zhì)水凝膠可逆地轉(zhuǎn)化為極其堅(jiān)韌的凝膠，并作為管狀抓器應(yīng)用
聚（2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸）及其共聚物水凝膠是具有極高溶脹能力的典型聚電解質(zhì)凝膠，已在工業(yè)中廣泛使用。通常將這些水凝膠視為難于增韌的弱材料。于此，浙江大學(xué)鄭強(qiáng)、吳子良等人報(bào)道了一種容易的策略，即通過(guò)形成強(qiáng)磺酸鹽-Zr4+金屬配位絡(luò)合物，將膨脹和弱聚（丙烯酰胺-co-2-丙烯酰胺-2-甲基-1-丙磺酸）[P（AAm-co-AMPS）]水凝膠轉(zhuǎn)化為堅(jiān)韌水凝膠。
本文要點(diǎn)：
1）所得的水含量適中的水凝膠具有較高的剛度、強(qiáng)度和斷裂能，可以通過(guò)控制組成和金屬配體比將其調(diào)節(jié)其3-4個(gè)數(shù)量級(jí)。由于配位鍵的動(dòng)態(tài)性質(zhì)，這些水凝膠顯示出速率和溫度相關(guān)的機(jī)械性能，以及良好的自我恢復(fù)性能。
2）這種策略具有普遍性，各種天然和合成的含磺酸鹽聚合物的水凝膠的機(jī)械性能都得到了顯著改善。通過(guò)在堿性溶液中分解金屬配位絡(luò)合物，可以將增韌的水凝膠轉(zhuǎn)變?yōu)樵嫉娜苊浰z。聚電解質(zhì)水凝膠具有可逆的脆性-韌度轉(zhuǎn)變以及隨之而來(lái)的劇烈體積變化，可提供多種應(yīng)用，如管狀抓握器的設(shè)計(jì)所證明的那樣，其抓握力是其自重的千倍，適用于不同幾何形狀的物體。可以預(yù)見(jiàn)，這些水凝膠能夠在生物醫(yī)學(xué)和工程領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)廣泛的應(yīng)用。
生物醫(yī)藥學(xué)術(shù)QQ群：1033214008
Yu, H. C., et al., Reversibly Transforming a Highly Swollen Polyelectrolyte Hydrogel to an Extremely Tough One and its Application as a Tubular Grasper. Adv. Mater. 2020, 2005171.
https://doi.org/10.1002/adma.202005171
10. AM綜述：基于AIE分子的超分子組裝納米材料
深圳大學(xué)王東副教授和香港科技大學(xué)唐本忠院士對(duì)基于AIE分子的超分子組裝納米材料相關(guān)研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述。
本文要點(diǎn)：
1）生物醫(yī)學(xué)的主要研究方向之一是設(shè)計(jì)先進(jìn)的診療策略以實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)向精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的過(guò)渡。研究表明，超分子組裝可以用于開(kāi)發(fā)具有聚合誘導(dǎo)發(fā)光(AIE)性能的納米診療藥物，從而對(duì)腫瘤進(jìn)行精確的成像和對(duì)治療過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。AIE 分子(AIEgens)不僅可以用于熒光成像，還有助于提高治療的有效性。此外，由于超分子系統(tǒng)具有可逆性和刺激響應(yīng)性，因此這些納米材料的熒光信號(hào)和治療性能也可以被精確地調(diào)控。
2）作者在文中綜述了近年來(lái)基于超分子組裝、具有AIE效應(yīng)的納米診療藥物的研究進(jìn)展，并提出了三種具有代表性的超分子納米材料組裝策略:（1）AIEgens的超分子自組裝;（2）利用納米載體負(fù)載AIEgens以進(jìn)行超分子組裝和（3）通過(guò)主-客相互作用進(jìn)行的超分子大環(huán)指導(dǎo)的自組裝；同時(shí)，作者對(duì)這類納米材料在診治療方面的不同應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的介紹；最后，作者也對(duì)該領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)和發(fā)展前景進(jìn)行了討論。
生物材料學(xué)術(shù)QQ群：1067866501
Nan Song. et al. Nanomaterials with Supramolecular Assembly Based on AIE Luminogens for Theranostic Applications. Advanced Materials. 2020
DOI: 10.1002/adma.202004208
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202004208
11. AM: 100米長(zhǎng)熱拉伸超級(jí)電容器纖維，用于3D打印和紡織品
超級(jí)電容纖維具有充電時(shí)間短、循環(huán)壽命長(zhǎng)、功率密度高等優(yōu)點(diǎn)，有望為柔性織物電子產(chǎn)品提供動(dòng)力。然而，迄今為止，只生產(chǎn)了短長(zhǎng)度的功能纖維超級(jí)電容器。于此，麻省理工學(xué)院Yoel Fink等人介紹一種超級(jí)電容器纖維，以解決擴(kuò)展性、靈活性、包層抗?jié)B性和長(zhǎng)期性能方面的其余挑戰(zhàn)。
本文要點(diǎn)：
1）這是通過(guò)一種自上而下的制造方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在這種方法中，一個(gè)大尺寸的預(yù)制件被熱拉入一個(gè)功能齊全的儲(chǔ)能纖維中。預(yù)成型體由五部分組成：熱可逆多孔電極和電解質(zhì)凝膠；導(dǎo)電聚合物和銅微絲集電器；以及一個(gè)密封的包層。這一過(guò)程產(chǎn)生了100米連續(xù)功能超級(jí)電容器纖維，比以往任何報(bào)告都長(zhǎng)一個(gè)數(shù)量級(jí)。
2）除了柔韌性（5 mm曲率半徑）、抗?jié)裥裕?00次洗滌循環(huán)）和強(qiáng)度（68 MPa），這些纖維在3.0 V下的能量密度為306 μWh cm?2，在1.6 V下進(jìn)行13 000次循環(huán)的電容保持率約為100%。為了證明這種纖維的實(shí)用性，將其機(jī)織并用作3D打印的細(xì)絲。
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Khudiyev, T., et al., 100 m Long Thermally Drawn Supercapacitor Fibers with Applications to 3D Printing and Textiles. Adv. Mater. 2020, 2004971.
https://doi.org/10.1002/adma.202004971
12. ACS Nano：MoS2膜納米孔中單分子的顯微檢測(cè)分析
具有納米孔的固態(tài)膜可用于通過(guò)監(jiān)測(cè)電子信號(hào)快速準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)生物分子傳感而無(wú)需進(jìn)行標(biāo)記或功能化。近日，伊利諾伊大學(xué)香檳分校Jean-Pierre Leburton等報(bào)道了對(duì)電子檢測(cè)MoS2納米帶的納米孔中單個(gè)生物分子所涉及的各種電阻效應(yīng)的系統(tǒng)的顯微分析。
本文要點(diǎn)：
1）作者通過(guò)基于分子動(dòng)力學(xué)（MD）和玻爾茲曼輸運(yùn)形式的模型計(jì)算獲得了由DNA和蛋白質(zhì)分子在孔中易位引起的沿二維（2D）膜的橫向電子電流的變化，所得結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合良好。
2）分析表明，離子，孔隙邊緣周圍的電荷載體和生物分子之間具有自洽的相互作用。
該工作有助于對(duì)電解質(zhì)濃度，孔徑，納米帶幾何形狀以及納米帶的摻雜極性對(duì)檢測(cè)生物分子中納米孔電敏感性的影響的全面理解。所得結(jié)果可用于高靈敏度的2D納米孔生物傳感器的制造中的設(shè)計(jì)參數(shù)的微調(diào)。
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Mingye Xiong, et al. Microscopic Detection Analysis of Single Molecules in MoS2 Membrane Nanopores. ACS Nano, 2020
DOI: 10.1021/acsnano.0c08382
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c08382
