1. Chem. Soc. Rev.：超分子癌癥納米診療
浙江大學黃飛鶴教授、紐約州立大學Timothy R. Cook、清華大學喻國燦研究員和新加坡國立大學陳小元教授對超分子癌癥納米診療相關研究進行了綜述介紹。1）由于癌癥的復雜性和多樣性，如何有效治療癌癥仍然是一個嚴峻的難題。納米診療學是將治療和診斷試劑融合在納米配方中而產生新一代個性化醫學領域，旨在實現癌癥的精準診斷和有效治療，進而顯著提高癌癥患者的生存率和生活質量。與大多數常規平臺的治療能力不盡人意不同，超分子癌癥納米診療平臺在早期診斷和治療方面具有許多突出的優勢，其在臨床轉化和應用方面也表現出了巨大的應用潛力。2）作者在文中對超分子腫瘤納米診療學的研究進展進行了綜述，旨在為設計新的靶向型超分子診療藥物提供理論指導，并在此基礎上進一步推進超分子癌癥納米診療學的發展和促進其轉化臨床應用。
生物醫藥學術QQ群：1033214008Jiong Zhou. et al. Supramolecular cancer nanotheranostics. Chemical Society Reviews. 2021https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/cs/d0cs00011f#!divAbstract
2. Chem：金屬納米晶壓印合成塊體金屬晶界材料
晶界工程對多種多樣的材料中的力學、電子學、熱傳輸性質等非常關鍵，但是對于目前的晶界工程方法學中，基本上只能通過自上向下方法，導致精確晶界工程化（尤其是納米尺度）難以實現。有鑒于此，布朗大學陳鷗等報道了一種新型基于壓印（coining）的晶界工程處理方法，通過在高壓中對納米晶加固形成塊體晶界結構。得到的塊體晶界材料具有金屬特征、較好的導電性，其中組成納米晶的本身晶界保持了本來的納米晶特征。1）本文方法通過表面工程化金屬納米晶作為構建納米晶界的構建單元，能夠形成自支撐金屬材料，其中含有設計的納米尺度軸區域。2）此類納米晶體壓印形成的塊體晶界結構材料展示了金屬特性、導電性、更高的機械強度。本文方法幫助作者從無定形Pd納米晶構建首例單一組分塊體金屬玻璃，本文方法為發展新型材料，其中性質主要由納米尺度區域配置決定，比如超硬材料、熱電材料、功能化電極材料。
晶體團簇學術QQ群：530722590Yasutaka Nagaoka et al. Bulk Grain-Boundary Materials from Nanocrystals, Chem 2021DOI: 10.1016/j.chempr.2020.12.026https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2451929420306586
3. AM：聚陽離子、疏水聚合物層改善Li金屬陽極相關電池性能
在Li電池中難以控制的枝晶生長是導致電池循環壽命較低和安全問題的主要原因，有鑒于此，華中科技大學李真、黃云輝等報道了一種聚陽離子和疏水聚合物保護層策略，通過可大規模化的流延法，從而發展了空氣中穩定的、無枝晶的高性能Li金屬陽極，其中聚二烯丙基二甲基銨PDDA聚合物陽離子通過靜電屏蔽效應改善了Li陽極界面中Li+的運動，促進均一的Li沉積，同時雙（三氟甲磺酰基）酰亞胺（TFSI）陰離子提供疏水環境作用，改善電池的抗潮濕穩定性。1）累積的TFSI陰離子有效的改善形成穩定固體電解質界面SEI，碳酸電解液中的Li沉積/脫除得以改善，從而能夠在10 mAh cm-2的高容量中，在700 h工作后Li的利用效率高達51.6 %。2）通過這種改善陽極結構的LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2和LiFePO4電池的Li金屬相關電化學性能顯著改善，此外通過超聲成像方法表征發現改善陽極結構的電池Li/ LiFePO4袋裝電池中未出現氣體。相關機理研究結果闡釋了這種聚陽離子層實現了穩定結構SEI、均相Li沉積。
電池學術QQ群：924176072Wu, J., et al, Polycationic Polymer Layer for Air‐Stable and Dendrite‐Free Li Metal Anodes in Carbonate Electrolytes. Adv. Mater. 2021, 2007428.DOI: 10.1002/adma.202007428https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202007428
4. AM: 富勒烯摻雜助力穩定鈣鈦礦太陽能電池
鈣鈦礦太陽能電池在光照下穩定運行使其商業化進程的必經之路。浙江大學Xuegong Yu 和Jiangsheng Xie等人將少量的小分子鄰菲咯啉（Bphen）引入[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)中，發現Bphen可以通過形成熱力學更穩定的化合物來很好地穩定C60籠電荷轉移復合物。1）這種增強的復合物存在于鈣鈦礦/ SnO2界面層，以實現效率為23.09％（經認證的22.85％）的最高效率。最重要的是，在模擬的紫外光光照和自然光照測試下，所得器件的穩定性可以接近國際電工委員會61215標準的要求。在1100 h的紫外線照射和60°C的最大功率點跟蹤的1000 h連續照射后，它們可以分別保持超過95％和92％的初始效率。
電池學術QQ群：924176072Pengjie Hang et al. Stabilizing Fullerene for Burn‐in‐Free and Stable Perovskite Solar Cells under Ultraviolet Preconditioning and Light Soaking，Advanced Materials，2021DOI: 10.1002/adma.202006910https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202006910
5. AM：在機械約束的納米顆粒中的納米孿晶處穩定γ-MgH2
可逆吸氫和金屬/介電轉變使Mg/MgH2體系成為固態儲氫和動態等離激元的首選候選材料。然而，MgH2較高的脫氫溫度和緩慢的脫氫速率阻礙了其廣泛應用。改善MgH2脫氫性能的一種有效策略是形成亞穩態的γ-MgH2。近日，德國海德堡大學Martin Pfannm?ller，德國馬克斯·普朗克固體研究所Xiaoyang Duan報道了一種在氫化過程中固有生成γ-MgH2的納米顆粒（NP）的設計，利用TEM從電子束光刻（EBL）解析具有可再現的尺寸，形狀和缺陷結構的Mg NPs中的結構機理，從而實現了對其初始狀態，氫化狀態和脫氫狀態的結構進行比較。通過電子光譜成像（ESI）對MgH2進行了原位脫氫研究，并確定了相關的結構特征。此外，通過納米束電子衍射（NBD）和電子斷層掃描證實了這些發現。1）研究發現：i）通過Mg擴散形成空隙是機械約束NPs脫氫過程中結構降解的主要機理；ii）過多的孿晶導致了氫化NPs的納米結構；iii）亞穩態的γ-MgH2納米晶層穩定在孿晶區域內。孿晶和γ-MgH2均可改善脫氫性能2）在氫化過程中由于體積膨脹、MgO帶的機械約束和NPs的各向異性而共同形成，產生高壓應力，從而通過(301)β孿晶導致β-MgH2塑性變形。這對孿晶被認為是高壓γ相的形核。這種機理是實現循環穩定的鎂基動態等離激元和儲氫材料并改善脫氫性能的關鍵一步。可以設想，在每次再氫化過程中，更受限的NP均可利用固有的體積膨脹來重整γ-MgH2。
Jochen A. Kammerer, et al, Stabilizing γ-MgH2 at Nanotwins in Mechanically Constrained Nanoparticles, Adv. Mater. 2021DOI: 10.1002/adma.202008259https://doi.org/10.1002/adma.202008259
6. AM：三維ZnF2基體負極生長對Zn2+離子通量和去溶劑化效應的協同控制用于長壽命和無枝晶的鋅金屬負極
水性可充電鋅金屬電池由于其固有的高容量，低成本和高安全性等優點，引起了廣泛的關注。然而，不可控的鋅枝晶生長導致的低庫侖效率和有限的鋅金屬負極壽命嚴重限制了它們的實際應用。近日，廣東工業大學李成超教授報道了通過簡單快速的負極生長方法，在鋅箔的表面上設計了一個3D互連的ZnF2基質（Zn@ZnF2），用作多功能保護層。1）Zn@ZnF2電極不僅可以重新分配Zn2+離子通量，而且還可以顯著降低去溶劑化活性能量，從而實現了穩定方便的鋅沉積動力學。2）實驗結果表明，Zn@ZnF2電極可有效抑制Zn枝晶的生長，抑制析氫副反應，并具有優異的鍍鋅/剝離可逆性。在對稱電池測試中，Zn@ZnF2電極在1 mA cm-2時表現出超過800 h的長循環壽命，容量達到了1.0 mAh cm-2，所開發的Zn@ZnF2//MnO2和Zn@ZnF2//V2O5全電池也具有令人信服的性能。重要的是，Zn@ZnF2//AC混合鋅離子電容器可以在約60 mA cm?2的超高電流密度下工作5000次，容量保持率高達92.8%。
電池學術QQ群：924176072Yang Yang, et al, Synergistic Manipulation of Zn2+ Ion Flux and Desolvation Effect Enabled by Anodic Growth of a 3D ZnF2 Matrix for Long-Lifespan and Dendrite-Free Zn Metal Anodes, Adv. Mater. 2021DOI: 10.1002/adma.202007388https://doi.org/10.1002/adma.202007388
7. AM: 鈣鈦礦對寬帶300-1050 nm偏振光子的靈敏寬帶檢測和成像
對偏振有選擇性的光電探測器可實現目標識別技術的突破。但是，基于本征各向異性晶體結構或本征各向異性器件圖案的偏振敏感光電探測器的實現需要復雜的外延和蝕刻工藝，這限制了可擴展的生產和應用。南京理工大學曾海波和Xiaobao Xu等人采用溶液法制備的PEA2MA4(Sn0.5Pb0.5)5I16（PEA=苯乙銨，MA=甲銨）多晶膜為光敏層，可以感測300至1050 nm的偏振光子。1） 在NH4SCN和NH4Cl的輔助下，PEA2MA4(Sn0.5Pb0.5)5I16晶體的生長沿（202）晶面的有限晶體學取向發生，從而增強了各向異性光電性能。因此，該光電檢測器在900 nm處實現0.41的偏振比和2.4的二色性比（Imax/Imin）。在520 nm處，Imax/Imin甚至超過鈣鈦礦晶體膜的1.8和1.2。2）值得注意的是，優異的品質因數具有900 kHz的響應寬度，約3×108的I/Ioff比，0.15 nW至12 mW的線性動態范圍，8.28×10-13 A×Hz-0.5的噪聲電流，比探測率為1.53×1012 Jones。這項研究證明了用于弱信號感測和成像的高分辨率和高速度。偏振成像的概念證明證實了偏振敏感光電探測器滿足目標識別中實際應用的要求。
光電器件學術QQ群：474948391Zeyao Han et al, Oriented Perovskite Growth Regulation Enables Sensitive Broadband Detection and Imaging of Polarized Photons Covering 300–1050 nm，Advanced Materials，2021DOI: 10.1002/adma.202003852https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202003852
8. AM：導電焦綠石氧化物外延生長鐵電Hf0.5Zr0.5O2 外延薄膜
加州大學伯克利分校Ramamoorthy Ramesh等報道了通過焦綠石氧化物（pyrochlore oxide）導電電極作為結構上和化學模板，合成了鐵電Hf0.5Zr0.5O2 (HZO)外延薄膜。此類焦綠石氧化物，比如PbIr2O7 (PIO)、Bi2Ru2O7 (BRO)，在室溫中表現為金屬態（電阻＜1 mΩ cm），進一步的作者發現其晶格結構和Y2O3穩定的ZrO2基底、HZO層的晶格都能夠匹配。1）通過X射線、STEM表征方法驗證了外延生長和形成疇結構，HZO薄膜的c軸很好的結合在底物上。進一步的，作者發現當HZO薄膜的厚度≥30 nm，從極性正交晶相中發現了出現非極性單斜晶相，通過熱力學分析發現外延應力、界面能量是穩定極性晶相的主要作用。
膜材料學術QQ群：463211614Zhang, Z., et al, Epitaxial Ferroelectric Hf0.5Zr0.5O2 with Metallic Pyrochlore Oxide Electrodes. Adv. Mater. 2021, 2006089.DOI: 10.1002/adma.202006089https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202006089
9. AM：一體化柔性溶液相鋅離子電池
溶液相鋅離子電池ZIBs(Aqueous zinc‐ion batteries)由于安全性較高、價格低廉，具有可靠的柔性電池器件前景，但是大規模柔性溶液相鋅離子電池的發展仍具有非常大的挑戰，有鑒于此，南開大學牛志強等報道了一種可規模化的組裝策略用于制備柔性ZIBs電池，實現了通過滾動裝配過程和刮涂法結合，構建了超薄結構一體化ZIBs電池。將PANI/SWCNT陰極、PVA-Zn(CF3SO3)2凝膠電解液、Zn/SWCNTs-RGO陽極通過連續和無縫的界面連接集成到一個整體。1）這種獨特結構的一體化結構能夠有效的避免相鄰組分的移位或脫離，從而保證連續性和在變形過程中能夠有效的離子/荷載保持，因此實現了結構和電化學性能的穩定。此外，通過將這種超薄結構ZIBs與鈣鈦礦太陽能電池組裝，構建了太陽能收集和能量存儲系統。2）該電池展示了ZIBs在柔性、可穿戴電子學器件中的廣泛應用前景，這種一體化組裝展示了作為一種可伸展、可編輯的超薄結構的一體化儲能裝置。
電池學術QQ群：924176072Yao, M., Yuan, Z., Li, S., He, T., Wang, R., Yuan, M., Niu, Z., Scalable Assembly of Flexible Ultrathin All‐in‐One Zinc‐Ion Batteries with Highly Stretchable, Editable, and Customizable Functions. Adv. Mater. 2021, 2008140.DOI: 10.1002/adma.202008140https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202008140
10. AM綜述：鈣鈦礦在非線性光學領域的應用和發展
低維金屬鹵化物鈣鈦礦比傳統半導體材料相比具有更高的非線性光學性質，因為低維金屬鹵化物鈣鈦礦材料具有獨特的物理、電子結構，這種獨特物理、電子結構使得鹵化物鈣鈦礦材料展示了可能徹底改變廣泛的光電領域相關傳統。但是低維金屬鹵化物鈣鈦礦的非線性光子學相關研究仍處于開始階段，而且該領域相關深入理解和總結非常缺乏。有鑒于此，華南師范大學陳偉強、深圳大學張晗等綜述報道了低維鹵化物鈣鈦礦（三維~零維）相關的三階或者更高階非線性光子學領域中較為重要的相關進展，同時對其應用等進行系統性總結。1）從物理學理論角度對低維鈣鈦礦材料的非線性光學性能進行總結和討論，對其本征特點和性質中各部分的貢獻（組成、能帶、粒徑、形貌、結構等）、外部參數調控（發展核殼結構、過渡金屬離子摻雜、和介電微球形成復合結構）能夠調控響應進行分別討論。2）此外，對低維鈣鈦礦材料在非線性光子學、非線性光電、生物光子學等領域進行系統性的總結和分類。最終，對目前的相關技術發展和將來低維鹵化物鈣鈦礦在非線性光子學領域中的發展和機會進行展望。
光電器件學術QQ群：474948391Chen, W., Zhang, F., Wang, C., Jia, M., Zhao, X., Liu, Z., Ge, Y., Zhang, Y., Zhang, H., Nonlinear Photonics Using Low‐Dimensional Metal‐Halide Perovskites: Recent Advances and Future Challenges. Adv. Mater. 2021, 2004446DOI: 10.1002/adma.202004446https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202004446
11. ACS Energy Lett.: 多孔碳有哪些結構特征可用于氧化還原增強型電化學電容器？
在電化學電容器電解液中加入氧化還原活性分子可以增加比能量密度。有鑒于此，美國俄勒岡大學的Shannon W. Boettcher教授、光州科學技術院Seung Joon Yoo和廈門大學李劍鋒教授等人，闡述了微孔(0.6-2 nm)到介孔(2-3 nm, 5-30 nm)范圍內分級孔徑碳作為氧化還原增強型電化學電容器電極材料的工作機理和設計原則。1）重點研究了它們的孔徑分布，從微孔(0.6-2 nm)到中孔(2-3 nm和5-30 nm)，比表面積從約500到4000 m2/g，以及電極的自由體積，以了解其工作機制以及孔隙結構如何影響性能。然后，提供了電極工程的設計指南，以最大限度地提高氧化還原ECs的器件性能。2）當使用碘化物作為模型氧化還原添加劑時，發現當包含空隙時，氧化還原容量與碳電極的孔體積相關。在孔徑>為1 nm時，放電速率最快，而緩慢的自放電需要孔徑<1 nm的孔。當不使用離子選擇性膜分離器使用時，輸送的容量與碳中所含氧化還原物質的數量相關。商業微孔碳MSC30的孔尺寸具有明顯的層次結構，包括小于<0.8 nm的小孔和較大的1.1–3 nm的孔，顯示出最佳的整體性能，闡明了關鍵的設計原理。3）在此使用的代表性實例的鹵離子，例如碘離子，在碳材料的表面進行快速氧化還原反應。碘離子的腐蝕性小于溴離子(氧化時)，因此更適合于基礎研究。碘離子半徑為0.22 nm，聚碘離子的線狀結構長度約為0.5 nm (I2)到0.9 nm (I3-)。電解質水溶液中的氧化反應可分為兩個步驟：首先將I-轉化為I2，然后與電解液中剩余的I-絡合形成水溶性的I3-。
Yang Zhao et al. What Structural Features Make Porous Carbons Work for Redox-Enhanced Electrochemical Capacitors? A Fundamental Investigation. ACS Energy Lett., 2021.DOI: 10.1021/acsenergylett.0c02424https://doi.org/10.1021/acsenergylett.0c02424
12. National Science Review：一種高效原子薄彎曲型PdIr雙金屬烯電催化劑
具有超高比表面積的多金屬烯以其獨特的表面電子結構，在利用表面應變效應精確調節表面非均相d電子方面具有很大的潛力，是一類極具應用前景的新型二維電催化劑。然而，實現原子薄的多金屬烯仍然面臨著巨大的挑戰。近日，北京大學郭少軍教授報道了一種新的合成原子級鈀-銥（PdIr）雙金屬烯的方法，其平均厚度僅為1.0 nm，對析氫反應（HER）和甲酸氧化反應（FAOR）具有良好的催化作用。1）研究人員通過乙酰丙酮鈀（Pd(acac)2）還原，十二羰基四銥（Ir4(CO)12）在油胺（OAM）中150 ℃連續分解合成了典型的PdIr雙金屬烯。低倍大角度環形暗場掃描透射顯微鏡（HAADF-STEM）和透射電子顯微鏡（TEM）圖像表明，所得產物完全由水平或垂直站立的石墨烯狀NSs組成。從豎立的PdIr雙金屬烯觀察，其橫向尺寸大多在20-30 nm之間，具有特殊的彎曲結構。高倍TEM和原子力顯微鏡（AFM）測試進一步證實了PdIr雙金屬烯的超薄特性。2）彎曲的PdIr雙金屬烯在已報道的貴金屬材料中具有127.5±10.8 m2 gPd+Ir-1的高電化學活性，對HER和FAOR表現出非常低的過電位、超高的活性和改善的穩定性。3）密度泛函理論（DFT）計算證實，表面應變效應使PdIr雙金屬烯在具有凹凸特征的微活性區內具有優異的表面電子結構調節能力，具有較高的電活性。因此，優異的HER和FAOR性能來源于優化的表面結合，通過Ir-5d t2g的抑制作用，Pd的過度結合得到明顯緩解。同時，Ir-5d的eg活性保證了超高的OH-解離效率和穩定的HCOO*-docking ，從而促進了FAOR過程。
電催化學術QQ群：740997841Fan Lv, et al, A highly efficient atomically-thin curved PdIr bimetallene electrocatalyst, National Science Review, 2021;, nwab019https://doi.org/10.1093/nsr/nwab019
