1. Acc. Chem. Res.綜述：具有化學(xué)穩(wěn)定性的金屬有機(jī)骨架：合理構(gòu)建與應(yīng)用拓展
金屬有機(jī)骨架（MOFs）因其結(jié)構(gòu)多樣性和功能可調(diào)性而備受關(guān)注。盡管人們?cè)贛OF的基礎(chǔ)研究（合成新化合物、發(fā)現(xiàn)新結(jié)構(gòu)、測(cè)試相關(guān)性能等）方面已經(jīng)取得了巨大進(jìn)展，然而大多數(shù)MOFs的化學(xué)穩(wěn)定性較差，嚴(yán)重阻礙了它們的實(shí)際應(yīng)用，這同樣是開發(fā)新材料的最終目標(biāo)。因此，構(gòu)建新的穩(wěn)定的MOF或穩(wěn)定現(xiàn)有的不穩(wěn)定的MOFs至關(guān)重要。有了它們，一些“潛在的”應(yīng)用將成為現(xiàn)實(shí)，同時(shí)可以探索許多在惡劣條件下的新應(yīng)用。目前人們正在尋求有效的策略來解決MOFs的穩(wěn)定性問題，從而實(shí)現(xiàn)和擴(kuò)大它們的應(yīng)用。
近日，北京工業(yè)大學(xué)李建榮教授綜述了近十年來實(shí)驗(yàn)室致力于具有化學(xué)穩(wěn)定性的MOFs設(shè)計(jì)和合成，特別是在酸性、堿性和水體系中穩(wěn)定的有機(jī)氟化合物的設(shè)計(jì)和合成，以及在環(huán)境、能源和食品安全等領(lǐng)域的應(yīng)用探索方面的研究進(jìn)展。
本文要點(diǎn)：
1）獲得穩(wěn)定的MOF的策略可以分為：i）將高價(jià)金屬（硬酸，如Zr4+、Al3+）與羧酸鹽配體（硬堿）組裝成酸性穩(wěn)定的MOFs；ii）結(jié)合低價(jià)金屬（軟酸，如Co2+、Ni2+）和氮雜配體（軟堿，如吡唑啉）用于耐堿性MOFs；iii）增強(qiáng)構(gòu)筑單元的連接性；iv）收縮或剛性配體；v）用穩(wěn)定的構(gòu)筑單元（如金屬化合作用）取代可靠的構(gòu)筑單元，以獲得堅(jiān)固的MOFs。此外，在設(shè)計(jì)和合成穩(wěn)定的MOFs時(shí)，還考慮了其他因素，包括構(gòu)筑單元的幾何和對(duì)稱性、骨架?骨架相互作用等。在這些策略的基礎(chǔ)上，得到的MOF在相應(yīng)條件下的穩(wěn)定性實(shí)現(xiàn)了顯著提高。
2）具有高度化學(xué)穩(wěn)定性的MOFs可應(yīng)用于許多新的重要應(yīng)用，以應(yīng)對(duì)與環(huán)境污染、能源短缺和食品安全相關(guān)的全球挑戰(zhàn)。目前，課題組已經(jīng)構(gòu)建了一系列穩(wěn)定的MOF來檢測(cè)和消除污染物。合理定制的各種熒光MOFs成為檢測(cè)食品和水中危險(xiǎn)目標(biāo)如二惡英、抗生素、獸藥和重金屬離子等的強(qiáng)大平臺(tái)，此外，一些疏水性MOFs甚至還顯示出對(duì)低濃度揮發(fā)性有機(jī)化合物的有效和特異性捕獲。
3）開發(fā)的新型MOF具有創(chuàng)紀(jì)錄的耐酸、堿、親核試劑性能，擴(kuò)大了其在惡劣條件下的應(yīng)用范圍。BUT-8(Cr)A作為目前最穩(wěn)定的MOFs，在濃H2SO4中表現(xiàn)出良好的結(jié)構(gòu)完整性和較高的質(zhì)子電導(dǎo)率；最耐堿的MOFs PCN-601即使在沸騰飽和的NaOH水溶液中也能保持結(jié)晶性，此外，這種由非貴金屬簇合物和多吡唑配體組成的穩(wěn)定的MOFs在堿性/親核體系的多相催化中也首次顯示出巨大的潛力。
Tao He, et al, Chemically Stable Metal?Organic Frameworks: Rational Construction and Application Expansion, Acc. Chem. Res., 2021
DOI: 10.1021/acs.accounts.1c00280
https://doi.org/10.1021/acs.accounts.1c00280
2. Nature Commun.：一種具有摩擦電納米發(fā)電機(jī)的自充電心臟起搏器系統(tǒng)
自供電植入式器件可延長(zhǎng)器件在體內(nèi)的工作時(shí)間，減少高風(fēng)險(xiǎn)重復(fù)手術(shù)的必要性。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)生物機(jī)械能驅(qū)動(dòng)的體內(nèi)能量采集器的技術(shù)創(chuàng)新，為鈦封裝的植入式醫(yī)療設(shè)備提供動(dòng)力具有重要意義。有鑒于此，韓國(guó)成均館大學(xué)Sang-Woo Kim報(bào)道了通過慣性驅(qū)動(dòng)的摩擦電納米發(fā)電機(jī)（I-TENG）在體內(nèi)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，展示了一個(gè)可自充電的心臟起搏器系統(tǒng)。
本文要點(diǎn)：
1）研究人員以胺功能化的聚乙烯醇（PVA-NH2）和氟烷氧基（PFA）為摩擦電材料，基于物體運(yùn)動(dòng)和重力構(gòu)建了I-TENG。與以前使用直接機(jī)械變形來獲取能量的TENGs不同，I-TENG間接獲得了足夠的機(jī)械能量，并且可以完全封閉在體內(nèi)植入的醫(yī)療材料中。此外，通過增加有效面積和表面電荷密度的表面處理改善了I-TENG的電流輸出性能。
2）實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果顯示，在3 Hz規(guī)則垂直運(yùn)動(dòng)下，五層式I-TENG產(chǎn)生了4.9 μWRMS/cm3的功率。即使當(dāng)多個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)同時(shí)發(fā)生時(shí)，滿足獨(dú)立式單元的最小法向位移也確保了器件的性能。此外，大型動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中的臨床前測(cè)試表明，I-TENG在生物機(jī)械能量和慣性的驅(qū)動(dòng)下具有顯著的動(dòng)力性能。同時(shí)，研究人員還對(duì)插入體內(nèi)的I-TENG進(jìn)行了實(shí)時(shí)分析和監(jiān)測(cè)。最后，成功地在狗身上利用自充電的心臟起搏器演示了使用心動(dòng)過緩的VOO起搏模式和VVI起搏模式模式。
這種概念驗(yàn)證的裝置有望促進(jìn)新的可自充電植入式醫(yī)療設(shè)備的開發(fā)。
Ryu, H., Park, Hm., Kim, MK. et al. Self-rechargeable cardiac pacemaker system with triboelectric nanogenerators. Nat Commun 12, 4374 (2021).
DOI：10.1038/s41467-021-24417-w
https://doi.org/10.1038/s41467-021-24417-w
3. JACS：通過π???π堆積與氫鍵構(gòu)建基于π堆積超分子籠的層次化自組裝
通過弱分子間相互作用構(gòu)建具有多個(gè)亞基的超分子籠子是化學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)長(zhǎng)期挑戰(zhàn)。迄今為止，人們尚未發(fā)現(xiàn)π堆積的超分子籠。近日，中科院福建物構(gòu)所洪茂椿院士，黃有桂研究員，王維副研究員報(bào)道了一系列基于π堆積籠形結(jié)構(gòu)的層次化自組裝。
本文要點(diǎn)：
1）π堆積籠（π-MX-cage）是由16個(gè)[MXL]+離子（M=Mn2+，CO2+；X=Br?，SCN?，C1?；L=tris(2-benzimidazolylmethyl)amine）通過18種分子間π堆積作用組裝而成。四面體籠由4個(gè)[MXL]+離子作為頂點(diǎn)，6對(duì)[MXL]+離子作為邊緣，具有48個(gè)外部N?H氫鍵供體，用于與客體分子形成氫鍵。
2）通過M2+/X?對(duì)的變化，π-MX-cage顯示出獨(dú)特的多功能性，在層級(jí)超結(jié)構(gòu)的組裝過程中通過不同的氫鍵模式融合了各種各樣的物種。具體而言，π-MnBr-籠將乙腈（CH3CN）或順-1,3,5-環(huán)己三甲腈（cis-HTN）分子包裹在中心空隙中，而核?殼無機(jī)簇合物[Mn(H2O)6]@([Mn(H2O)4]4[Br42?]6)（Mn@Mn4-cage）被捕獲在籠之間的間隙。而π-CoSCN-cage能夠穩(wěn)定層級(jí)超結(jié)構(gòu)中的活性含硫物種，如S2O42?、S2O62?和HSO3?離子。最后，H2PO4-離子可以引入到π-CoCl-cage之間，形成無機(jī)介孔骨架。
這些結(jié)果為進(jìn)一步探索基于π?π堆積分子間相互作用的超分子籠的化學(xué)和分級(jí)組裝提供了啟示。
Guo-Ling Li, et al, Constructing π?Stacked Supramolecular Cage Based Hierarchical Self-Assemblies via π···π Stacking and Hydrogen Bonding, J. Am. Chem. Soc., 2021
DOI: 10.1021/jacs.1c01161
https://doi.org/10.1021/jacs.1c01161
4. Nano Energy：多孔石墨炔負(fù)載的CoOx量子點(diǎn)用于固氮反應(yīng)
氨（NH3）是氮肥工業(yè)、關(guān)鍵化學(xué)工業(yè)和家用化學(xué)品以及化學(xué)前體的原料。然而，傳統(tǒng)的用于合成氨的哈伯-博世法具有高污染和高能耗的缺點(diǎn)。因此，迫切需要開發(fā)更可持續(xù)和溫和的工業(yè)合成氨方法。最近幾十年，科學(xué)家們一直期待在環(huán)境溫度和壓力下，利用可持續(xù)的陽光來驅(qū)動(dòng)N2和水（H2O）的合成NH3反應(yīng)。
近日，中科院化學(xué)研究所李玉良院士，薛玉瑞教授，F(xiàn)eng He報(bào)道了錨定Co量子點(diǎn)的多孔GDY（GDY@CoOxQD）是催化N2和H2O合成NH3的理想材料，在46次重復(fù)實(shí)驗(yàn)中，具有最高達(dá)到26502 μmolNH3 gcat.-1 h-1的NH3產(chǎn)率（YNH3），最低的YNH3也達(dá)到15026 μmolNH3 gcat.-1 h-1，平均YNH3達(dá)到19583 μmolNH3 gcat.-1 h-1，同時(shí)，具有100%的選擇性，以及在室溫和環(huán)境下的高長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
本文要點(diǎn)：
1）研究發(fā)現(xiàn)，GDY的炔鍵、天然孔隙和高還原能力促進(jìn)了Co納米顆粒的原位修飾和穩(wěn)定性。
2）密度泛函理論（DFT）計(jì)算表明，由于Co和GDY之間的協(xié)同效應(yīng)，修飾的碳帶具有很強(qiáng)的光敏性和供電子效應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)了高效的NRR性能。同時(shí)N2解離也變得更高效，從而提高光催化NRR（PCNRR）性能。
Yuxin Liu, et al, Porous graphdiyne loading CoOx quantum dots for fixation nitrogen reaction, Nano Energy, (2021)
DOI：10.1016/j.nanoen.2021.106333
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106333
5. AEM：Ti3C2 MXene量子點(diǎn)團(tuán)簇中豐富晶體缺陷引導(dǎo)的雙功能催化活性助力Li–O2電池
提高往返效率和減輕寄生副反應(yīng)在提高鋰氧（Li–O2）電池的活性和耐久性方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。近日，山東大學(xué)尹龍衛(wèi)教授，Zhiwei Zhang，中科大Yue Lin首次報(bào)道了錨定在N摻雜碳納米片上的充滿豐富晶體缺陷的Ti3C2MXene量子點(diǎn)團(tuán)簇（Ti3C2 QDC/N-C）可以作為L(zhǎng)i–O2電池的高性能雙功能電催化劑。
本文要點(diǎn)：
1）研究發(fā)現(xiàn)，Ti3C2 QDC/N-C中明確的晶界和邊緣缺陷在調(diào)節(jié)活性鈦原子的局部不飽和配位狀態(tài)，從而調(diào)節(jié)Ti3C2 QDC/N-C的電子結(jié)構(gòu)方面做出了重要貢獻(xiàn)，大大提高了催化性能。
2）密度泛函理論（DFT）計(jì)算表明，豐富的晶體缺陷控制的催化中心為誘導(dǎo)電荷密度離域、調(diào)節(jié)LixOy中間體吸附和降低氧化還原能壘提供了實(shí)質(zhì)性的作用。最終Li2O2配體的幾何形態(tài)和分布隨著優(yōu)化的分解可逆性而明顯改變，從而增強(qiáng)了電催化動(dòng)力學(xué)并降低了氧化還原電壓間隙。
3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，基于Ti3C2 QDC/N-C的Li-O2電池顯示出良好的長(zhǎng)循環(huán)穩(wěn)定性（在200 mA g?1下，循環(huán)240次），具有最小的副反應(yīng)和顯著的放電/充電過電位（0.62 V）。
這種晶體缺陷策略為擴(kuò)大MXenes中的活性中心用于催化應(yīng)用鋪平了一條新的道路。
Peng Wang, et al, Bifunctional Catalytic Activity Guided by Rich Crystal Defects in Ti3C2 MXene Quantum Dot Clusters for Li–O2 Batteries, Adv. Energy Mater. 2021
DOI: 10.1002/aenm.202003069
https://doi.org/10.1002/aenm.202003069
6. AFM：一種具有超高電導(dǎo)率和機(jī)械強(qiáng)度的多功能復(fù)合水凝膠
同時(shí)具有高機(jī)械強(qiáng)度/模量和超高穩(wěn)定電導(dǎo)率的可拉伸導(dǎo)電水凝膠非常適用于軟機(jī)器人、人造皮膚和生物電子學(xué)等應(yīng)用，然而，迄今為止，其制造仍然充滿極大的挑戰(zhàn)。近日，東華大學(xué)朱美芳院士，葉長(zhǎng)懷研究員報(bào)道了采用靜電紡絲結(jié)合真空輔助過濾的方法，制備了基于芳綸納米纖維（ANFs）增強(qiáng)的聚乙烯醇（PVA）水凝膠層和一層銀納米線（AgNWs）/PVA的三明治結(jié)構(gòu)復(fù)合水凝膠。
本文要點(diǎn)：
1）得益于PVA和ANF之間強(qiáng)烈的氫鍵相互作用和纖維結(jié)構(gòu)的面內(nèi)排列，這種復(fù)合ANF-PVA水凝膠具有良好的機(jī)械性能，拉伸模量為10.7~15.4 MPa，抗拉強(qiáng)度為3.3~5.5 MPa，斷裂能達(dá)到5.7 kJ m?2。
2）合理的非均相結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得復(fù)合ANF-PVA水凝膠具有1.66 × 104 S m?1的超高表觀電導(dǎo)率，是迄今為止具有最高電導(dǎo)率的導(dǎo)電水凝膠。更重要的是，這種超高導(dǎo)電性在0-90%的應(yīng)用應(yīng)變范圍和超過500次拉伸循環(huán)中可以保持不變。此外，由于其超高的導(dǎo)電性，水凝膠還具有優(yōu)異的焦耳加熱和電磁干擾（EMI）屏蔽性能。
這些具有高機(jī)械強(qiáng)度、超高電導(dǎo)率的復(fù)合水凝膠在包括柔性電子產(chǎn)品在內(nèi)的許多重要應(yīng)用領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景。
Qingya Zhou, et al, Mechanically Strong and Multifunctional Hybrid Hydrogels with Ultrahigh Electrical Conductivity, Adv. Funct. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adfm.202104536
https://doi.org/10.1002/adfm.202104536
7. AFM：一種基于鹽包水電解液的鈣離子電致變色電池
具有電致變色功能的多價(jià)離子電池是發(fā)展低碳社會(huì)的一項(xiàng)新興綠色技術(shù)。與Mg2+、Zn2+和Al3+相比，Ca2+的極化強(qiáng)度與Li+的極化強(qiáng)度相近，因此，Ca2+用于電致變色和電池可以避免其他高極化強(qiáng)度的多價(jià)離子引起的動(dòng)力學(xué)問題。近日，香港城市大學(xué)Chun-Sing Lee通過首次利用Ca2+和一種新型的鹽包水（WIS） Ca(OTF)2電解質(zhì)實(shí)現(xiàn)電致變色，開發(fā)了一種新的、安全的水系Ca2+電致變色電池（CIEB）。
本文要點(diǎn)：
1）研究發(fā)現(xiàn)，WIS Ca(OTF)2電解液具有較寬的電化學(xué)窗口，改善了Ca2+的遷移動(dòng)力學(xué)，降低了水的活性。同時(shí)，非晶態(tài)VOx薄膜由于其負(fù)極Ca2+的插入/提取、高的儲(chǔ)能性能和由綠黃變黑的電致變色而被電沉積作為負(fù)極。InHCF薄膜由于其高的氧化還原電位和淡黃色到無色的電致變色而被用于正極。
2）基于VOx和InHCF薄膜之間合理的氧化還原電位和電致變色匹配，研究人員首次組裝了水系CIEB。該電池具有優(yōu)異的倍率性能、高的循環(huán)穩(wěn)定性、51.4 mWh m?2的能量密度、1737.3 mW m?2的功率密度以及誘人的黃黑色電致變色。
這些結(jié)果對(duì)于闡明WIS電解液中的氧化還原動(dòng)力學(xué)，并對(duì)電池和多價(jià)離子電致變色的研究具有一定的啟發(fā)作用。
Zhongqiu Tong, et al, A Ca-Ion Electrochromic Battery via a Water-in-Salt Electrolyte, Adv. Funct. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adfm.202104639
https://doi.org/10.1002/adfm.202104639
8. AFM：Si負(fù)極上超臨界CO2輔助的SiOx/C多層膜用于鋰離子電池
為了防止用于鋰離子電池（LIBs）的Si負(fù)極的快速退化，人們研究了包括尺寸和形貌控制，納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，復(fù)合材料/雜化材料和粘結(jié)劑的優(yōu)化等在內(nèi)的幾種策略。同時(shí)，為了提高Si的導(dǎo)電性和穩(wěn)定界面，在Si表面上形成一個(gè)薄的、均勻的、共形的碳層至關(guān)重要。然而，傳統(tǒng)的濕化學(xué)碳涂層方法無法形成高質(zhì)量的表面覆蓋層。
近日，臺(tái)灣陽明交通大學(xué)Jeng-Kuei Chang報(bào)道了采用葡萄糖、蔗糖和檸檬酸三種碳前驅(qū)體，在超臨界CO2（SCCO2）輔助沉積過程中制備碳涂層。SCCO2具有氣態(tài)擴(kuò)散、低表面張力和優(yōu)良的傳質(zhì)性能，可在Si顆粒表面形成SiOx/C多層膜。
本文要點(diǎn)：
1）SCCO2與Si的相互作用形成的連續(xù)SiOx層可以緩沖Si在鍍鋰/脫鋰過程中的體積變化。同時(shí)，在Si@SiOx核周圍還沉積了一層共形碳膜。此外，與傳統(tǒng)的濕化學(xué)方法制備的碳膜相比，SCCO2沉積的碳的含氧官能團(tuán)明顯減少，從而具有更高的電子導(dǎo)電性。
2）研究人員開發(fā)了一種環(huán)保、低成本和可擴(kuò)展的SCCO2工藝一步生產(chǎn)用于LIBs獨(dú)特的Si@SiOx@C負(fù)極。結(jié)果顯示，在葡萄糖、蔗糖和檸檬酸等三種碳前體中農(nóng)，用葡萄糖前驅(qū)體制備的樣品具有最高的振實(shí)密度、最低的電荷轉(zhuǎn)移電阻和最佳的Li+傳輸動(dòng)力學(xué)，在5 A g?1時(shí)的比容量達(dá)到918 mAh g?1。此外，300次充放電循環(huán)后，電極仍保持其完整性，具有較低的固體電解質(zhì)界面的積累量。
這項(xiàng)研究展示了所提出的SCCO2合成和復(fù)合負(fù)極在LIBs應(yīng)用中的巨大潛力。
Rahmandhika Firdauzha Hary Hernandha, et al, Supercritical CO2-Assisted SiOx/Carbon Multi-Layer Coating on Si Anode for Lithium-Ion Batteries, Adv. Funct. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adfm.202104135
https://doi.org/10.1002/adfm.202104135
9. ACS Nano：具有水熱穩(wěn)定性的可伸縮聚合幾納米有機(jī)硅膜用于選擇性氫分離
納米多孔二氧化硅膜顯示出優(yōu)異的H2/CO2分離性能，可用于可持續(xù)的H2生產(chǎn)和CO2捕集，然而，這種膜的制備一般需要高于400 ℃的復(fù)雜熱過程，這無疑阻礙了其低成本的規(guī)模化生產(chǎn)。近日，美國(guó)紐約州立大學(xué)布法羅分校Haiqing Lin報(bào)道了通過在室溫下對(duì)聚二甲硅氧烷（PDMS）膜進(jìn)行氧等離子體處理，在常規(guī)聚合物TFC膜上快速（2 min）制備了包含薄選擇層（3 nm）的納米多孔類二氧化硅膜。
本文要點(diǎn)：
1）所得有機(jī)硅膜在200 ℃時(shí)出乎意料地表現(xiàn)出280-930 GPU（1 GPU = 3.347×10-10 mol m-2 s-1 Pa-1）的H2滲透率和93-32的H2/CO2選擇性，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過最先進(jìn)的膜和H2/CO2分離的Robeson上限。
2）當(dāng)在200 ℃下進(jìn)行包含水蒸氣的3 d模擬合成氣測(cè)試和340 d穩(wěn)定性測(cè)試時(shí)，這種膜顯示出持久的分離性能和優(yōu)異的水熱穩(wěn)定性。
出色的H2/CO2分離性能和可擴(kuò)展性突出了這些有機(jī)硅烷膜在經(jīng)濟(jì)的H2生產(chǎn)和最小的碳排放方面的巨大應(yīng)用潛力。
Lingxiang Zhu, et al, Scalable Polymeric Few-Nanometer Organosilica Membranes with Hydrothermal Stability for Selective Hydrogen Separation, ACS Nano, 2021
DOI: 10.1021/acsnano.1c03492
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c03492
10. ACS Nano：層狀金屬?半導(dǎo)體硫化物異質(zhì)結(jié)的空間合成合成
由層狀材料組成的異質(zhì)結(jié)構(gòu)的空間可控合成對(duì)于獲得獨(dú)特的性能至關(guān)重要。雖然氣相沉積方法可以制備垂直和橫向異質(zhì)結(jié)構(gòu)，而液相沉積方法可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和進(jìn)一步的溶解過程，但具有有限的可控性。近日，南京工業(yè)大學(xué)黃維院士，Xiao Huang，南京郵電大學(xué)Zhimin Luo報(bào)道了采用濕化學(xué)合成法實(shí)現(xiàn)了SnS2/Sn0.5Mo0.5S2橫向和核殼異質(zhì)結(jié)的空間可控制備。
本文要點(diǎn)：
1）研究人員先是制備了Sn摻雜MoO3納米棒，然后將其與SnS2納米板混合，接著分解得到生長(zhǎng)Sn0.5Mo0.5S2納米片所需的Sn和Mo離子。橫向異質(zhì)結(jié)的形成是通過在SnS2上選擇性地邊緣沉積Sn0.5Mo0.5S2以形成橫向異質(zhì)結(jié)，而通過PVP消除邊緣和基面之間的能量差來形成核殼異質(zhì)結(jié)。
2）兩種異質(zhì)結(jié)構(gòu)中得到的Sn0.5Mo0.5S2納米片主要由金屬性1T相組成，因而具有良好的光熱性能。重要的是，與外延橫向異質(zhì)結(jié)構(gòu)中的Sn0.5Mo0.5S2納米片相比，核殼結(jié)構(gòu)中的Sn0.5Mo0.5S2納米片顯示出隨機(jī)的層取向和更少的有序晶疇，由于增強(qiáng)了內(nèi)部光散射，獲得了更好的NIR光熱轉(zhuǎn)換效率。
這項(xiàng)研究表明，層狀異質(zhì)結(jié)構(gòu)的空間排列可以影響它們的性能，而通過濕法化學(xué)合成可以實(shí)現(xiàn)這些異質(zhì)結(jié)構(gòu)的可控和可規(guī)?；a(chǎn)。
Xiaoshan Wang, et al, Spatially Controlled Preparation of Layered Metallic?Semiconducting Metal Chalcogenide Heterostructures, ACS Nano, 2021
DOI: 10.1021/acsnano.1c03688
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c03688
11. ACS Nano：具有AIE特性的仿生葡聚糖顆粒用于對(duì)移植免疫反應(yīng)的無創(chuàng)監(jiān)測(cè)
對(duì)移植后的免疫反應(yīng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是延長(zhǎng)移植物存活的關(guān)鍵。目前評(píng)估移植物免疫應(yīng)答的金標(biāo)準(zhǔn)是活檢。然而，由于組織大小有限和排斥部位的異質(zhì)性，這種侵襲性方法往往很容易出現(xiàn)假陰性結(jié)果。華中科技大學(xué)謝明星教授、張麗教授、Qiaofeng Jin和香港科技大學(xué)唐本忠院士報(bào)道了一種具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光(AIE)特性的仿生葡聚糖顆粒(HBTTPEP/GPs)，并將其用于對(duì)移植后免疫反應(yīng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的非侵入性監(jiān)測(cè)。
本文要點(diǎn)：
1）研究發(fā)現(xiàn)，帶正電荷的近紅外AIEgens可以有效地聚集在封閉的葡聚糖粒子(GPs)空間中，從而產(chǎn)生熒光發(fā)射。HBTTPEP/GPs可以對(duì)巨噬細(xì)胞進(jìn)行7天示蹤而不影響其生物活性。經(jīng)口服后，HBTTPEP/GPs可以通過模仿酵母來靶向巨噬細(xì)胞，進(jìn)而遷移到移植排斥位點(diǎn)。
2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，HBTTPEP/GPs發(fā)出的熒光與巨噬細(xì)胞的浸潤(rùn)和同種異體移植的排斥程度相關(guān)。單次口服HBTTPEP/GPs后，研究者可以對(duì)免疫抑制治療的療效進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)估。綜上所述，該具有AIE活性的仿生葡聚糖顆?？勺鳛橐环N具有廣闊發(fā)展前景的固體器官移植免疫監(jiān)測(cè)探針。
Tang Gao. et al. Biomimetic Glucan Particles with Aggregation-Induced Emission Characteristics for Noninvasive Monitoring of Transplant Immune Response. ACS Nano. 2021
DOI: 10.1021/acsnano.1c03029
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c03029
12. ACS Nano：用于催化反應(yīng)的高熵陶瓷納米材料的快速制備
近十年來，高熵合金已經(jīng)得到了廣泛的研究，然而其在制造工藝和應(yīng)用上仍存在諸多問題有待進(jìn)一步解決，且大部分技術(shù)都集中在高熵塊體材料和表面涂層上。
近日，臺(tái)灣中央大學(xué)Wei-Hsuan Hung報(bào)道了在低真空條件下，利用簡(jiǎn)單的脈沖激光輻照掃描混合鹽溶液（PLMS法），成功制備了高熵陶瓷（HEC）納米材料。該方法操作簡(jiǎn)單，制造速度快，成本低，可以使用各種金屬鹽前驅(qū)體，也適用于平面和復(fù)雜的3D襯底。
本文要點(diǎn)：
1）研究人員利用PLMS方法制備出含四到七個(gè)元素的HEC氧化物納米材料。關(guān)于HEC納米材料的催化性能，重點(diǎn)研究了制備的CoCrFeNiAl HEC在催化析氧反應(yīng)(OER)中的應(yīng)用，該反應(yīng)在水中是一個(gè)緩慢的過程。
2）研究人員進(jìn)行了系統(tǒng)的材料表征以檢測(cè)CoCrFeNiAl HEC的表面形貌、結(jié)晶度和元素分布，包括使用透射電子顯微鏡（TEM）和同步輻射X射線衍射（XRD）、X射線吸收近邊結(jié)構(gòu)（XANES）和擴(kuò)展X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)（EXAFS）譜。此外，還利用X射線熒光圖譜（nano-XRF）對(duì)元素分布進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示，CoCrFeNiAl HEC的復(fù)雜尖晶石結(jié)構(gòu)AB2O4（A，B=Co，Cr，F(xiàn)e，Ni，或Al）。的A和B位的原子可以被其他元素取代；同時(shí)，使用這種PLMS法，二價(jià)或三價(jià)金屬都可以占據(jù)尖晶石晶格。
3）研究人員以泡沫鎳上的CoCrFeNiAl HE為活性電極，石墨棒為對(duì)電極，組裝了雙電極電解池，研究了CoCrFeNiAl HEC的OER反應(yīng)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示， CoCrFeNiAl-HEC電極具有最高的OER催化活性和穩(wěn)定性。
這種PLMS技術(shù)和HEC尖晶石催化劑的研究結(jié)果將對(duì)利用HEC納米材料作為催化劑應(yīng)用于各種催化領(lǐng)域產(chǎn)生重要影響。
Jie Xiang Yang, et al, Rapid Fabrication of High-Entropy Ceramic Nanomaterials for Catalytic Reactions, ACS Nano, 2021
DOI: 10.1021/acsnano.1c04259
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c04259
