1. Angew：光催化/手性Br?nsted酸協同催化構建α-氨基酸
手性非天然α-氨基酸在有機合成領域中是非常重要的結構單元，在藥物分子、生物材料領域中擴充了多肽功能。有鑒于此，武漢大學王春江等報道了一種甘氨酸酯、外消旋α-溴酮的自由基交叉偶聯反應，該反應在Br?nsted酸/光催化劑協同催化體系中進行，能用于合成高價值對映富集非天然α-氨基酸衍生物。該方法學中的反應機理，通過控制中間體和亞胺離子，實現了反應的高度對映選擇性。在產物中實現了相鄰的兩個立體中心，合成了β-氟化-α-氨基酸、β-全碳修飾的α-氨基酸。該方法學中含有非常強烈的手性放大效應。1）反應優化。以α-溴苯丙酮（1a）、N-苯基甘氨酸甲酯（2a）作為反應物，以2 mol % Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbpy)PF6作為光催化劑、10 mol %軸手性聯萘磷酸（CPA）作為Br?nsted酸，加入NaHCO3、3 ?分子篩，在15 ℃ MeCN/二氧六環溶劑中反應。在苯丙酮的α-位點上連接氨基酸基團，以89 % 的產率和99 % ee得到目標產物。
光催化學術QQ群：927909706Chao Che, et al, Visible-Light-Enabled Enantioconvergent Synthesis of α-Amino Acid Derivatives via Synergistic Br?nsted Acid/Photoredox Catalysis, Angew. Chem. Int. Ed. 2020DOI: 10.1002/anie.202012909https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202012909
2. Angew：合理構建Borromean連接的結晶有機聚合物
由于獨特的拓撲結構復雜性和優美的外觀，Borromean系統引起了廣泛的關注。然而，目前，合理構建Borromean連接的有機聚合物仍然充滿挑戰。有鑒于此，為了應對這一艱巨的挑戰，南開大學張振杰教授報道了一種超分子-合成子驅動的方法來制備硼烷連接的有機聚合物。1）通過精選的三角錐體構筑塊1，3，5-三(4-氨基苯基)金剛烷與線性雙醛構筑塊的溶劑熱縮合反應，研究人員成功構建了罕見的具有高結晶度和優異穩定性的共價有機骨架（COF，NKCOF-6）。2）為了確定COF的結構，研究人員開發了一種新的策略：利用已報道的HOF的真實單晶結構作為結構模型，用COF中的對苯二亞胺線性連接子取代HOF中的平面羧酸二聚體合成子。結構分析表明，該COF具有扭曲的六方晶格和纏繞的2D?2D-Borromean層狀結構。3）研究人員展示了超分子合成子驅動方法的通用性，并通過延長雙醛連接子的長度成功地合成了另一種Borroean連接的COF，NKCOF-7。4）研究發現，這兩種COFs都具有微孔結構，可用于分離C2H2和CO2，進而顯示了其在氣體分離的應用潛力。Borromean連接的有機聚合物的成功合成，為將超分子合成方法擴展到其他構筑單元和拓撲結構鋪平了道路，拓展了COFs的家族和范圍。
多孔材料學術QQ群：813094255Xiuxiu Guo, et al, Rational Construction of Borromean Linked Crystalline Organic Polymers, Angew. Chem. Int. Ed.DOI: 10.1002/anie.202012504https://doi.org/10.1002/anie.202012504
3. Angew：金屬有機骨架各向異性表面修飾和刻蝕定制的催化納米骨架用于HER
合理設計和合成具有獨特的三維開放結構的框狀空心結構的合理設計和合成，使其具有多樣化的應用功能，仍然是一個具有挑戰性的問題。近日，日本國家材料科學研究所Yusuke Yamauchi，高知工科大學Takeshi Fujita報道了一種簡單易行的各向異性表面修飾和刻蝕策略來合成具有中空結構的ZIF-67納米骨架。1）該策略基于截斷的菱形十二面體ZIF-67（tZIF-67 RDs）每個晶面之間的結構和組成差異，以及三聚氰酸（CA）的適度配位和刻蝕作用。因此，CA可以各向異性地修飾和保護{110}面不受腐蝕，從而使6個{100}面通過由內而外的方式被選擇性地腐蝕，最終形成空心納米骨架。有趣的是，表面修飾的空心tZIF-67 RDs還可以通過由外向內的方式被金屬鹽選擇性刻蝕，得到金屬摻雜的tZIF-67納米骨架。金屬-tZIF-67氫化物在還原氣氛中煅燒后，轉化為具有中空納米骨架結構的金屬-鈷合金/碳復合催化劑。2）實驗結果顯示，僅含5.9 wt.%Pt的PtCo/C催化劑在酸性溶液中的析氫反應（HER）表現出較高的催化活性和穩定性，優于工業用的20 wt.%Pt/C催化劑的性能。研究結果為開發具有組成和結構多樣性的金屬-有機骨架提供了指導，這反過來又可以激發出更多的實際催化應用。
納米催化學術QQ群：256363607Ze-Xing Cai, et al, Tailored Catalytic Nanoframes from Metal-Organic Frameworks by Anisotropic Surface Modification and Etching for the Hydrogen Evolution Reaction, Angew. Chem. Int. Ed., 2020DOI: 10.1002/anie.202010618https://doi.org/10.1002/anie.202010618
4. Angew：高效協同Lewis酸銨鹽催化劑用于酮的對映選擇性硼氫化反應
對映異構體仲醇是基本的高價值合成構件。目前，獲得這類化合物的最有吸引力的方法之一是催化硼氫加成反應。近日，德國斯圖加特大學René Peters，Johannes K?stner報道了一種催化劑用于催化酮的不對稱硼氫化反應，催化劑具有極高的周轉頻率（高達15400），比以前報道的最有效的催化劑高出1.5-3個數量級。實現了高產率和高對映體選擇性來合成用于高附加值產品的手性仲醇。1）在該策略中，一個非質子化的鹵化銨部分和一個親氧的Lewis酸在同一個催化劑分子中協同工作，相互配合。大量對照實驗結果顯示，這兩個催化中心對于觀察到的活性不可或缺。2）動力學、光譜和計算研究表明，氫化物轉移很可能是速率限制步驟。根據計算結果，其通過一個協同機制進行的，在這個機制中，氫化物被B中心的碘不斷取代，類似于SN2反應。同時，氫化物侵蝕酮，酮被陽離子Al（III）中心活化。3）該催化劑在催化過程中穩定，易于回收，可重復使用10次，且效率較高。此外，可在較短的步驟內獲得高產率的催化劑。
Marvin Titze, et al, Highly Active Cooperative Lewis Acid – Ammonium Salt Catalyst for the Enantioselective Hydroboration of Ketones, Angew. Chem. Int. Ed., 2020DOI: 10.1002/anie.202012796https://doi.org/10.1002/anie.202012796
5. Angew：單原子CoN2+2位點上過一硫酸鹽幾乎100%轉化為單態氧
單原子CoN4活性位點在過一硫酸鹽（peroxymonosulfate，PMS）活化方面表現出優異的效率。然而，目前對于CoN4活性位點的識別和過一硫酸鹽活化過程中單態氧產生的詳細機制仍不明確。有鑒于此，南開大學展思輝教授報道了一種通過錨定在氮摻雜碳上的原子分散的鈷來調節活性氧物種生成的策略。1）在實驗和密度泛函計算的輔助下，研究人員確定了活性位點CoN2+2。單態氧是絕對優勢的活性氧物種，所占比例為98.89%。與傳統的CoN4構型不同，CoN2+2活性位點改變了PMS的活化途徑，促進了單態氧的生成。2）由于弱的正Co原子和CoN2+2配位引起的勢壘，阻止了吸附在Co單原子上的過一硫酸鹽的自發解離，導致了PMS在非自由基途徑中的氧化和單態氧的同時產生。生成的單態氧在較寬的pH范圍內表現出對多種有機污染物的高效降解活性。
Xueyue Mi, et al, Almost 100% peroxymonosulfate conversion to singlet oxygen on single-atom CoN2+2 sites, Angew. Chem. Int. Ed., 2020DOI: 10.1002/anie.202014472https://doi.org/10.1002/anie.202014472
6. Angew：與CoII/III電解質兼容的雙柵欄卟啉用于高效染料敏化太陽能電池
太陽能到電能或化學能的轉換在過去的幾十年里引起了人們的極大關注。目前，晶硅太陽能電池具有高達25%的功率轉換效率(PCE)，占據了全球90%的商用太陽能電池市場份額。然而，制造硅基太陽能電池的材料和能源成本以及較長的能源回收時間促使研究人員開發新型光伏技術。染料敏化太陽能電池（DSSCs）是由Gr?tzel于1991年發明的新一代光伏技術。與硅基太陽能電池相比，DSSCs具有制造工藝可行、生產成本低、環境友好、色彩鮮艷、暗光下效率高、柔韌性強等優點。近日，臺灣國立中興大學Chen-Yu Yeh，臺灣清華大學Tzu-Chien Wei報道了設計并合成了新型雙柵欄卟啉敏化劑bJS1-bJS3及其單柵類似物mJS1-mJS3。1）研究人員在供體-π-受體主鏈上引入乙炔和芳香族單元，成功地實現了bJS和mJS敏化劑的擴展?共軛，減小了HOMO?LUMO能隙，提高了敏化劑的捕光能力。分子中引入了更多的芳香族基團，增強了增敏劑分子間的π-π相互作用，導致mJS型DSSCs的Jsc和η值較差(2.33%?6.69%)。相反，在相似條件下，bJS型DSSCs的光伏性能顯著提高（η=8.03%?10.69%）。2）光伏參數和交流阻抗譜表明，bJS染料雙柵欄結構的主要優點是抑制了染料的聚集和電荷復合，從而顯著改善了Jsc。實驗結果表明，在相同條件下，bJS2和bJS3的η分別為10.69%和10.42%，優于基準染料YD2-o-C8（η=9.83%）。研究工作展示了一種新穎而有效的分子工程策略來改善卟啉染料的電池性能。
光電器件學術QQ群：474948391Ching-Chin Chen, et al, Double Fence Porphyrins that are Compatible with CoII/III Electrolyte for High Efficiency Dye-Sensitized Solar Cells, Angew. Chem. Int. Ed.DOI: 10.1002/anie.202013964https://doi.org/10.1002/anie.202013964
7. Angew：揭示單晶高鎳正極的動力學限制
高鎳正極在鋰離子電池中的應用吸引了人們極大的關注，以提高鋰離子電池的儲鋰容量，同時降低成本。為了克服多晶體中的晶間開裂問題，單晶被認為是一種很有吸引力的選擇，但也加劇了人們對其離子傳輸和動力學性質的擔憂。近日，美國布魯克海文國家實驗室Feng Wang，阿貢國家實驗室Zonghai Chen報道了通過對LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2（NMC811）單晶的電化學反應進行定量分析，發現氧化還原動力學與充電狀態（SOC）有很強的相關性。具體地說，氧化還原反應在低SOC時緩慢，但隨著SOC的增加而迅速增加。1）有限元模擬與傳輸特性測量相結合的結果表明，這種動力學限制是單晶固有的，是由于低SOC時離子輸運緩慢引起的，與高SOC時相比低了幾個數量級，并且可以通過與集成在同一電極中的多晶或小晶體的協同作用來緩解。通過降低Li+濃度梯度，減小顆粒內部的應變，這種協同作用也可能有利于單晶的結構穩定性。這項工作的發現，特別是關于單晶的機理起源和動力學限制的緩解，有望啟發新的策略，如分層電極設計，使其能夠在下一代鋰離子電池中得到實際應用。
晶體團簇學術QQ群：530722590Mingyuan Ge, et al, Kinetic Limitations in Single-Crystal High-Nickel Cathodes, Angew. Chem. Int. Ed.DOI: 10.1002/anie.202012773https://doi.org/10.1002/anie.202012773
8. Nano Letters：油基膦酸合成穩定、尺寸可調的CsPbBr3納米晶
鹵化鉛鈣鈦礦（LHPs）納米晶（NCs）由于其理想的光學性質，在液晶顯示器、發光二極管、太陽能聚光器和輻射探測器等方面具有潛在的應用前景，在過去的五年里引起了人們的關注。近日，意大利理工學院Liberato Manna，Luca De Trizio，意大利米蘭比可卡大學Sergio Brovelli報道了利用油基膦酸(OLPA)，成功合成了CsPbBr3納米晶（NCs）。1）與具有直鏈的膦酸相比，OLPA在非極性溶劑中的溶解度更高，使得研究人員可以降低反應溫度（100 °C），同時精細地控制尺寸，使其降至5.0 nm，從而能夠在量子限制條件下獲得膠體穩定的NCs。2）研究發現，OLPA基NCs可以被不同的物種鈍化，包括磷酸鹽、磷酸氫鹽和膦酸酐，即使在很低的濃度（1?10 nM）下和暴露在空氣中也能形成非常穩定的膠體溶液。這種穩定性源于OLPA在非極性溶劑中的高度溶解性，這使得這些分子能夠可逆地結合/解離NCs，防止NCs聚集/沉淀。3）低溫下并排的PL測量表明，基于量子受限OLPA的小NCs在低溫下具有高效的藍移發射和超低的發射動力學，這和較大NCs的低溫發射動力學存在顯著差異。這些差異與依賴于尺寸的激子精細結構效應相一致，從而導致了競爭性輻射過程之間的熱平衡。這種利用與NCs表面具有很強結合親和力的配體，同時在溶劑和有機介質中具有很高的溶解度，可以進一步用于合成其他金屬鹵化物納米體系。
晶體團簇學術QQ群：530722590Baowei Zhang, et al, Stable and Size Tunable CsPbBr3 Nanocrystals Synthesized with Oleylphosphonic Acid, Nano Lett., 2020DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c03833https://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c03833
9. ACS Nano：明亮的聚集誘導發光納米粒子的雙光子成像和癌癥的局部復合療法
光動力療法（PDT）是一種用于癌癥治療的非侵入性治療策略，但總是遭受傳統有機染料的低活性氧（ROS）產率的困擾。鑒于此，香港科技大學唐本忠院士、南方科技大學蔣興宇和國家納米科學中心鄭文富等人介紹了一種脂質包裹的聚集誘導發光納米粒子（AIE NPs），在近紅外光（800 nm）照射下具有高量子產率（23%）和最大雙光子吸收（TPA）截面為560 GM。1）在小鼠黑色素瘤模型上，AIE-NPs可作為腫瘤組織時空成像的顯像劑，其穿透深度可達505μm。NIR-1（800 nm）兩光子熒光成像表明，AIE NPs積累在小鼠黑色素瘤模型的腫瘤組織中，尤其是腫瘤血管中。2）重要的是，AIE-NPs可以在800nm的光動力學腫瘤消融照射下同時產生單線態氧（1O2）和劇毒羥基自由基（?OH）。另外，經過影像學和治療后，AIE-NPs可以有效地從小鼠體內清除。綜上所述，本研究為開發高亮度、高光穩定性和高生物安全性的腫瘤圖像引導PDT治療劑提供了一種策略。
生物醫藥學術QQ群：1033214008Ying Li, et al., Bright Aggregation-Induced Emission Nanoparticles for Two-Photon Imaging and Localized Compound Therapy of Cancers. ACS Nano 2020.DOI: 10.1021/acsnano.0c05610https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.0c05610
10. ACS Nano：電動流體噴射印刷圖案化的區域選擇性原子層沉積用于功能材料和器件的增材制造
添加劑納米制造工藝引起了人們越來越多的關注，這種工藝能夠在各種基材上對功能材料和器件進行可定制的圖案化。然而，很少有技術能夠以亞微米分辨率直接對功能材料進行3D打印圖案。近日，美國密西根大學Rebecca L. Peterson，Kira Barton，Neil P. Dasgupta報道了使用平均線寬為312 nm的添加劑電液噴射（ejet）印刷技術，該印刷技術可作為一系列金屬氧化物的區域選擇性原子層沉積（AS-ALD）的抑制劑。還演示了使用溶劑墨水進行消減電子噴墨打印的方法，該溶劑墨水可在特定區域溶解聚合物抑制劑層，從而在這些區域內實現局部AS-ALD。1）研究人員利用X射線光電子能譜（XPS）、原子力顯微鏡（AFM）和俄歇電子能譜定量研究了電子噴射圖案化聚合物對ZnO、Al2O3和SnO2二元和三元氧化物的化學選擇性和形貌。研究發現，這種方法使得功能性氧化物半導體、絕緣體和透明導電氧化物的圖案化具有可調成分、?厚度比例控制以及在x-y平面上的亞微米分辨率。2）研究人員以鋅?氧化錫為半導體溝道，鋁摻雜氧化鋅為源、漏電觸點，采用增減電子噴墨打印與AS-ALD結合的技術，制作了一種薄膜晶體管。該技術有望用于在各種基板上以亞微米分辨率打印集成電子產品。
3D打印學術QQ群：247384403Tae H. Cho, et al, Area-Selective Atomic Layer Deposition Patterned by Electrohydrodynamic Jet Printing for Additive Manufacturing of Functional Materials and Devices, ACS Nano, 2020DOI: 10.1021/acsnano.0c07297https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c07297
11. ACS Nano：具有大顆粒和層控MoTe2薄膜的cm2尺度合
由于其晶型之間極小的能量差，MoTe2可以在低溫下獲得從2H半導體態到1T’半金屬態，從TdWeyl半金屬態到1T’和Td相超導態的全電子態。因此，它既是研究相變的模型，也是研究量子自旋霍爾效應和拓撲超導電性等量子現象的模型。而對于MoTe2及其潛在應用的深入研究，則需要具有高結晶度和厚度可控的大面積MoTe2薄膜。有鑒于此，耶魯大學 Judy J. Cha報道了通過ALD法在藍寶石上沉積MoOx前驅體薄膜，實現了2H-MoTe2的大面積層控合成。1）研究人員通過控制前驅體MoOx膜的初始厚度來實現層控制，將膜通過ALD法沉積在藍寶石襯底上，然后進行電鍍。盡管采用范德華外延，但前驅體?襯底界面對薄膜厚度和晶粒度的均勻性起著至關重要的作用：生長在藍寶石上的MoTe2呈現均勻的薄膜，而生長在非晶態SiO2襯底上的MoTe2則形成孤島。2）研究發現，MoOx的ALD循環次數與MoTe2的最終厚度之間存在單調關系，這表明采用理想的AlD循環次數的MoOx薄膜可以獲得具有整層厚度的MoTe2薄膜。同時，該合成適用于其他TMDs，包括WTe2。3）具有層控的MoTe2薄膜為進一步研究層相關性質和相變MoTe2及相關應用提供了機會。例如，可以通過層數和襯底效應的函數來研究MoTe2相變存儲器的半導體2H-半金屬1T‘相轉換。
膜材料學術QQ群：463211614David J. Hynek, et al, cm2?Scale Synthesis of MoTe2 Thin Films with Large Grains and Layer Control, ACS Nano, 2020DOI: 10.1021/acsnano.0c08069https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c08069
12. Small: 基于新型有機鉛源合成的CsPbBr3納米晶的高效高亮度發光二極管
鈣鈦礦納米晶體（PeNCs）的表面性能的合理設計對于獲得同時具有高光致發光效率和出色的電荷傳輸特性的發光二極管（LED）至關重要。然而，常用的鹵化鉛源使其難以合理地優化PeNCs的表面成分。另外，先前開發的用于常規無機納米晶體的配體工程策略容易使PeNCs的表面性能變差，從而在優化其光電性能方面帶來了額外的困難。電子科技大學劉明偵和林雪平大學的Sai Bai，Feng Gao等人開發了一種新的策略，該策略采用雙功能的有機鉛源來合成具有增強的電荷傳輸性能的高發光PeNCs。1）探索了環烷酸鉛（Pb（NA）2），其中鉛離子充當鉛源，而環烷酸隨后可充當表面配體，并全面研究了在不同合成條件下獲得的產物。獲得具有可控制的尺寸和優異的光學性能的單分散溴化銫鉛（CsPbBr3）納米晶，顯示出高達80％的光致發光量子產率。基于Pb（NA）2制備的PeNCs同時增強的電致發光的性能，所得的LED表現出8.44％的高峰值外量子效率和31759 cd cm-2的最大亮度。
光電器件學術QQ群：474948391
Haifeng Zhao et al. Efficient and High‐Luminance Perovskite Light‐Emitting Diodes Based on CsPbBr3 Nanocrystals Synthesized from a Dual‐Purpose Organic Lead Source，Small，2020.DOI: 10.1002/smll.202003939.https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.202003939
