1. Nature Nanotechnology:光子雪崩轉(zhuǎn)移效應(yīng)實(shí)現(xiàn)超大光學(xué)非線性
稀土摻雜固體受到激發(fā)光作用能夠形成光子雪崩(photon avalanche)效應(yīng),產(chǎn)生巨大的非線性響應(yīng)熒光強(qiáng)度。因此相對(duì)于其他類(lèi)型的非線性光學(xué)過(guò)程,通常使用比較弱的激光就能夠引起這種光子雪崩效應(yīng)。目前光子雪崩效應(yīng)一般局限在塊體材料,通常需要依靠復(fù)雜的激發(fā)過(guò)程,特別是對(duì)特定的體系具有特異性。有鑒于此,華南師范大學(xué)詹求強(qiáng)等報(bào)道一種基于光子雪崩轉(zhuǎn)移機(jī)理MPA(migrating photon avalanche)的普適性方法,在種類(lèi)廣泛的多層核殼納米結(jié)構(gòu)稀土發(fā)光體產(chǎn)生巨大的光學(xué)非線性。
本文要點(diǎn):
1)在MPA納米粒子中,通過(guò)852 nm激光激發(fā),導(dǎo)致Yb3+和Pr3+離子同步實(shí)現(xiàn)光子雪崩,因此在由Yb3+和Pr3+離子組成的核激發(fā)雪崩循環(huán)。此類(lèi)納米粒子的光子雪崩能夠?qū)崿F(xiàn)26階非線性和達(dá)到60 kW cm-2的泵浦閾值。此外,作者發(fā)現(xiàn)Yb3+的光子雪崩能夠?qū)⒐鈱W(xué)非線性響應(yīng)轉(zhuǎn)移到殼結(jié)構(gòu)的其他發(fā)射體(比如Ho3+、Tm3+),通過(guò)級(jí)聯(lián)倍增作用,導(dǎo)致產(chǎn)生更加高階非線性,比如對(duì)Tm3+能夠達(dá)到46階非線性。
2)這種方法為在各種不同發(fā)光體實(shí)現(xiàn)大光學(xué)非線性提供了一種普適性方法。能夠用于生物成像應(yīng)用,在低功率的852 nm連續(xù)波激光束中實(shí)現(xiàn)了~62 nm側(cè)向分辨率。
Liang, Y., Zhu, Z., Qiao, S. et al. Migrating photon avalanche in different emitters at the nanoscale enables 46th-order optical nonlinearity. Nat. Nanotechnol. (2022)
DOI: 10.1038/s41565-022-01101-8
https://www.nature.com/articles/s41565-022-01101-8
2. Nature Nanotechnology:由DNA制成的形狀和大小可調(diào)的膜納米孔
膜納米孔對(duì)分子轉(zhuǎn)運(yùn)、便攜式DNA測(cè)序、無(wú)標(biāo)記單分子分析及納米醫(yī)學(xué)至關(guān)重要。傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)運(yùn)依賴(lài)于幾納米寬的桶狀通道,但研究者們對(duì)形狀可調(diào)且具有更寬的結(jié)構(gòu)有著巨大的興趣。然而,這些納米孔在自然界中并不存在,使用現(xiàn)有的從頭構(gòu)建路線合成蛋白質(zhì)是具有挑戰(zhàn)性的。倫敦大學(xué)學(xué)院Stefan Howorka等人的最新研究表明,以DNA進(jìn)行合理設(shè)計(jì)可以極大地?cái)U(kuò)展膜納米孔的結(jié)構(gòu)和功能范圍。
本文要點(diǎn):
1)研究者將DNA雙鏈捆綁到孔亞基中,這些亞基以模塊化的方式排列,形成可調(diào)節(jié)的孔形狀和管腔寬度,最大可達(dá)數(shù)十納米。此外,還能可選地引入用于識(shí)別或信號(hào)發(fā)送的功能單元。
2)通過(guò)調(diào)節(jié)基本參數(shù),研究者以廣泛使用的研究和手持分析設(shè)備對(duì)10納米大小的蛋白質(zhì)進(jìn)行單分子檢測(cè),證明了該定制工程納米孔的實(shí)用性和潛力。設(shè)計(jì)的納米孔展示了DNA納米技術(shù)如何構(gòu)建功能性生物分子結(jié)構(gòu),并用于合成生物學(xué)、單分子酶學(xué)和生物物理分析,以及便攜式診斷和環(huán)境篩選。
Yongzheng Xing. et al. Highly shape- and size-tunable membrane nanopores made with DNA. Nature Nanotechnology. 2022
DOI:10.1038/s41565-022-01116-1
https://doi.org/10.1038/s41565-022-01116-1
3. Nature Commun.:Al-Zr共摻雜LiNiCoMnO構(gòu)建高能Li金屬電池
高容量Ni富集層狀氧化物材料是具有前景的二次Li電池的陰極材料,但是這種材料的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定現(xiàn)象導(dǎo)致電池循環(huán)性能較差。有鑒于此,美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室陸俊、Khalil Amine、華南理工大學(xué)楊成浩、中南大學(xué)Xinming Fan等報(bào)道Al/Zr共摻雜LiNi0.88Co0.09Mn0.03O2 (SNCM)陰極能夠緩解電池的不穩(wěn)定問(wèn)題。
本文要點(diǎn):
1)發(fā)現(xiàn)可溶性的Al離子能夠組裝到SNCM的晶格,溶解性較低的Zr離子更容易聚集在SNCM的表面層。這種Al/Zr協(xié)同共摻雜作用能夠改善Li離子的移動(dòng)能力、緩解材料的內(nèi)部應(yīng)力,而且能夠在高電壓電池循環(huán)過(guò)程抑制Li/Ni離子混合問(wèn)題。
2)通過(guò)這種作用改善電極和電池長(zhǎng)期循環(huán)過(guò)程的倍率穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。Zr富集的材料表面有助于形成穩(wěn)定的電極-電解液界面,因此抑制SNCM與氟化電解液之間反應(yīng)、抑制Ni的溶解。構(gòu)建了Al/Zr共摻雜SNCM組裝為10.8 Ah袋裝電池,在0.1 C和25 ℃的初始容量達(dá)到504.5 Wh kg-1。
Ou, X., Liu, T., Zhong, W. et al. Enabling high energy lithium metal batteries via single-crystal Ni-rich cathode material co-doping strategy. Nat Commun 13, 2319 (2022)
DOI: 10.1038/s41467-022-30020-4
https://www.nature.com/articles/s41467-022-30020-4
4. Angew: 三(羥丙基)膦共價(jià)修飾羥基化多壁碳納米管作為先進(jìn)鋰硫電池功能中間層
具有高能量密度、高理論比容量的鋰硫電池在近年來(lái)廣受關(guān)注。然而,多硫化物的溶解穿梭效應(yīng)、含硫物種轉(zhuǎn)化的遲滯動(dòng)力學(xué)等問(wèn)題嚴(yán)重限制了Li-S電池的實(shí)用化進(jìn)程。近日,溫州大學(xué)Daying Guo、Xi’an Chen與Shun Wang等報(bào)道了三(羥丙基)膦(THPP)共價(jià)修飾羥基化多壁碳納米管(CNT-OH)可以作為功能化中間層實(shí)現(xiàn)Li-S電池的穩(wěn)定高效工作。
本文要點(diǎn):
1)研究人員發(fā)現(xiàn)該中間層不僅能夠加速催化轉(zhuǎn)化、有效抑制多硫化物的穿梭效應(yīng)而且能夠減少金屬鋰負(fù)極一側(cè)枝晶的形成。因此,使用CNT-OH/TDI/THPP中間層的Li-S電池能夠在5C的高倍率下實(shí)現(xiàn)高達(dá)734.2mAh/g的可逆比容量。循環(huán)1500周后的可逆比容量仍然保有419.9mAh/g,對(duì)應(yīng)著平均每周僅0.029%的衰減率,其庫(kù)倫效率也高達(dá)99.4%。
2)除此之外,在低溫下該電池也能夠在長(zhǎng)達(dá)1700周的長(zhǎng)期循環(huán)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)平均每周僅0.036%的低容量衰減率。研究人員還通過(guò)對(duì)THPP與多硫化物反應(yīng)的非原位研究,闡明了THPP催化多硫化物轉(zhuǎn)化為低階硫化鋰的新機(jī)理。這種簡(jiǎn)單的中間層策略是在不改變電極結(jié)構(gòu)的情況下,將THPP分子共價(jià)接枝到中間層上,這可能為鋰硫電池的應(yīng)用帶來(lái)光明的前景。
Bin Yang et al, Hydroxylated Multi-walled Carbon Nanotubes Covalently Modified with Tris(hydroxypropyl) Phosphine as a Functional Interlayer for Advanced Lithium-Sulfur Batteries, Angewandte Chemie, 2022
DOI: 10.1002/ange.202204327
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.202204327?af=R
5. Angew:無(wú)重原子、靶向線粒體、可激活的光敏劑用于光動(dòng)力治療和實(shí)時(shí)原位治療監(jiān)測(cè)
基于自旋軌道電荷轉(zhuǎn)移體系間交叉機(jī)理,山西大學(xué)郭煒教授和霍瑩瑩副教授構(gòu)建了兩種吸收最大值為506 nm/660 nm的無(wú)重原子光敏劑BDP1/BDP2,并將其用于光動(dòng)力治療(PDT)。
本文要點(diǎn):
1)具有長(zhǎng)三重態(tài)壽命、高單線態(tài)氧量子產(chǎn)率和線粒體靶向等特性的光敏劑對(duì)癌細(xì)胞具有很高的光毒性。此外,PDT促進(jìn)的細(xì)胞凋亡可以通過(guò)兩種PSs伴隨線粒體自噬激活而產(chǎn)生的熒光關(guān)閉響應(yīng)來(lái)監(jiān)測(cè),從而實(shí)現(xiàn)及時(shí)的治療反饋,避免治療過(guò)少或過(guò)度。
2)此外,這種設(shè)計(jì)策略也使得研究者可以通過(guò)將γ-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶的底物(γ-谷氨酰基)與BDP1/BDP2的烷氧基苯胺單元相連接而構(gòu)建得到可激活的光敏劑GluBDP1/Glu-BDP2。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,它們能夠在擇性地殺死癌細(xì)胞而非正常細(xì)胞,進(jìn)而在不損害健康組織的情況下有效地消融腫瘤。
Junfeng Miao. et al. Heavy Atom-Free, Mitochondria-Targeted, and Activatable Photosensitizers for Photodynamic Therapy with Real-Time InSitu Therapeutic Monitoring. Angewandte Chemie International Edition. 2022
DOI: 10.1002/anie.202201815
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202201815
6. Angew綜述:磁場(chǎng)中的電化學(xué)
發(fā)展新型方法提高電催化的基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)對(duì)于解決電催化面臨的各種技術(shù)挑戰(zhàn)非常重要。其中磁電化學(xué)(magnetoelectrochemistry)為控制和理解電催化反應(yīng)提供一些能夠調(diào)控傳統(tǒng)電催化反應(yīng)的方法。磁電化學(xué)領(lǐng)域是一種具有高度交叉的領(lǐng)域,這個(gè)領(lǐng)域涵蓋了電化學(xué)、流體力學(xué)、磁學(xué)等多學(xué)科,反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有時(shí)出人意料。有鑒于此,新加坡南洋理工大學(xué)徐梽川等綜述報(bào)道對(duì)目前磁場(chǎng)在多種電化學(xué)反應(yīng)的相關(guān)應(yīng)用、其中涉及的電化學(xué)基本原理,特別總結(jié)了電場(chǎng)對(duì)電催化結(jié)果產(chǎn)生的影響。
本文要點(diǎn):
1)討論了目前磁電化學(xué)領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn),為克服目前電催化面臨的問(wèn)題,如何建立更有效的磁電化學(xué)方法學(xué)進(jìn)行討論。
Songzhu Luo, Kamal Elouarzaki, Zhichuan Xu, Electrochemistry in Magnetic Fields, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202203564
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202203564
7. AM綜述:邁向?qū)嵱酶弑饶躄i-S軟包電池
Li-S電池作為一種高比能的儲(chǔ)能器件憑借其高達(dá)2600Wh/kg的高能量密度而廣受關(guān)注。對(duì)實(shí)用Li–S軟包電池的評(píng)估和分析對(duì)于在實(shí)際工作條件下實(shí)現(xiàn)高能量密度以及為實(shí)際應(yīng)用提供發(fā)展方向至關(guān)重要。最近,北京理工大學(xué)Jiaqi Huang與Boquan Li等對(duì)實(shí)用型高比能Li-S軟包電池的發(fā)展進(jìn)行了總結(jié)與展望。
本文要點(diǎn):
1)文章總結(jié)了高能量密度Li–S軟包電池近年來(lái)的研究進(jìn)展并指出了進(jìn)一步的研究方向。作者首先討論了實(shí)現(xiàn)實(shí)際高能量密度的關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù),以定義不同于扣式電池級(jí)評(píng)估的研究邊界。然后作者對(duì)已發(fā)表的文獻(xiàn)和最前沿的軟包電池性能進(jìn)行了系統(tǒng)分析來(lái)說(shuō)明該領(lǐng)域所取得的進(jìn)展以及與實(shí)際應(yīng)用的差距。
2)作者從軟包電池層面分別討論了電池性能衰減的相關(guān)機(jī)制以及相應(yīng)的改善策略。最后,作者從該領(lǐng)域的挑戰(zhàn)和機(jī)遇出發(fā)對(duì)高比能軟包Li-S電池的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。
Zixian Chen et al, Towards Practical High-Energy-Density Lithium–Sulfur Pouch Cells: A Review, Advanced Materials, 2022
DOI: 10.1002/adma.202201555
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202201555
8. AM:CsPbCl3-簇寬禁帶和抑制寬禁帶鈣鈦礦中的相偏析及其在鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用
氧化鎳 (NiOx) 是一種有吸引力的空穴傳輸材料,可用于高效且穩(wěn)定的 p-i-n 金屬鹵化物鈣鈦礦太陽(yáng)能電池 (PSC)。然而,在 NiOx/鈣鈦礦界面發(fā)生了不希望的氧化還原反應(yīng),導(dǎo)致 NiOx 基寬帶隙鈣鈦礦 (Br>20%) 的開(kāi)路電壓 (VOC) 低、不穩(wěn)定性和相分離。為了同時(shí)解決鈣鈦礦/NiOx 界面的上述相分離問(wèn)題和氧化還原化學(xué),南開(kāi)大學(xué)張曉丹等人通過(guò)在Cs22Br15鈣鈦礦前體溶液中添加無(wú)機(jī) CsPbCl3 簇(3 mol%)將帶隙從1.64 eV擴(kuò)大到1.67 eV。
本文要點(diǎn):
1)添加額外的 2 mol% CsCl 使 NiOx/鈣鈦礦界面與 Cl 富集,從而阻止界面處的氧化還原反應(yīng),同時(shí)將 Br 含量控制在 15% 以內(nèi),提高了寬帶隙鈣鈦礦的光穩(wěn)定性。
2)因此,單結(jié) p-i-n PSC 的功率轉(zhuǎn)換效率 (PCE) 從 17.82% 提高到 19.76%,從而制造出高效的單片 p-i-n 型 NiOx 基鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池,PCE 高達(dá) 27.26 %(認(rèn)證的 PCE:27.15%)。
3)研究人員還將鈣鈦礦應(yīng)用于 n-i-p 型鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池,以提供 1.93 V 的 VOC 和 25.5% 的最終效率。這些發(fā)現(xiàn)為制造高效和穩(wěn)定的寬帶隙鈣鈦礦提供了重要的見(jiàn)解。
Li, R., et al, CsPbCl3-cluster-widened bandgap and inhibited phase segregation in a wide-bandgap perovskite and its application to NiOx-based perovskite/silicon tandem solar cells. Adv. Mater..
DOI:10.1002/adma.202201451
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202201451
9. Adv Mater:Co-CeO2/C3N4構(gòu)建S型異質(zhì)結(jié)光催化CO2制甲烷
光激發(fā)動(dòng)態(tài)調(diào)制過(guò)程進(jìn)行最大量的利用光生電子和空穴,在多電子參與的CO2光催化還原制備CH4反應(yīng)起到主要作用。但是目前針對(duì)S型異質(zhì)結(jié)光催化劑進(jìn)行調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)特定位點(diǎn)的電荷轉(zhuǎn)移方向的相關(guān)研究仍然比較罕見(jiàn)。有鑒于此,電子科技大學(xué)向全軍等報(bào)道一種原子級(jí)調(diào)節(jié)方法,將單原子Co修飾在CeO2中(而不是修飾在氮化碳基底上),因此在光催化還原CO2制備CH4的反應(yīng)中實(shí)現(xiàn)了比較好的選擇性。
本文要點(diǎn):
1)通過(guò)原位動(dòng)態(tài)表征,發(fā)現(xiàn)表面修飾Co的CeCo雙金屬形式氧化物導(dǎo)致催化劑能夠保證較好的S異質(zhì)結(jié)動(dòng)態(tài)電荷態(tài)之間的連接的關(guān)鍵。摻雜Co的CeO2作為助催化劑起到非常關(guān)鍵的控制電荷導(dǎo)向作用,提高電子從C3N4基底轉(zhuǎn)移到Co位點(diǎn),因此改善需要大量電子生成CH4的步驟。
2)Co-CeO2/C3N4實(shí)現(xiàn)了高達(dá)181.7 μmol g-1的CH4產(chǎn)量,TON達(dá)到411.4,而且不用犧牲試劑,展示了這種催化劑合成CH4的發(fā)展前景。
Lei Cheng, et al, Site-Specific Electron-Driving Observations of CO2-to-CH4 Photoreduction on Co-doped CeO2/Crystalline Carbon Nitride S-scheme Heterojunctions, Adv. Mater. 2022
DOI: 10.1002/adma.202200929
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202200929
10. AM綜述:等離激元熒光增強(qiáng)技術(shù)在臨床診斷中的應(yīng)用
杜克大學(xué)Maiken H. Mikkelsen對(duì)等離激元熒光增強(qiáng)技術(shù)在臨床診斷中的應(yīng)用進(jìn)行了綜述介紹。
本文要點(diǎn):
1)基于熒光的生物傳感器在生命科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中得到了廣泛的應(yīng)用因這類(lèi)傳感器的檢測(cè)限低,并且可以通過(guò)選擇多種熒光團(tuán)以同時(shí)測(cè)量多種生物標(biāo)志物。最近,研究者嘗試將熒光生物傳感器應(yīng)用于即時(shí)檢測(cè)(POCT)領(lǐng)域,它能夠通過(guò)低成本的策略實(shí)現(xiàn)快速的診斷檢測(cè)。然而,基于熒光的分析方法在分析低濃度的底物時(shí)往往信號(hào)微弱,此時(shí)需要復(fù)雜、昂貴和笨重的儀器來(lái)提高檢測(cè)靈敏度。金屬和金屬氧化物納米結(jié)構(gòu)是一種能夠提高熒光生物傳感器的有效方法,該方法能改善熒光體的激發(fā)率、量子產(chǎn)率、耐光性和輻射效率。
2)作者在文中概述了目前已報(bào)道的生物傳感器,它們能夠通過(guò)納米結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)熒光增強(qiáng);此外,作者也對(duì)該技術(shù)在POCT領(lǐng)域中的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。
Daria Semeniak. et al. Plasmonic Fluorescence Enhancement in Diagnostics for Clinical Tests at Point-of-Care: A Review of Recent Technologies. Advanced Materials. 2022
DOI: 10.1002/adma.202107986
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202107986
11. Nano Letters:具有多尺度組織的納米超晶格的兩階段組裝
自組裝技術(shù)雖然有望將納米顆粒制造成有序的納米材料,但在制造具有多尺度有序的結(jié)構(gòu)方面往往受到限制。這是由于在實(shí)際過(guò)程中,實(shí)現(xiàn)如此復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu)所需的組裝過(guò)程異常困難。在很長(zhǎng)一段時(shí)間里,分層裝配作為一種潛在的強(qiáng)大方法吸引了人們的興趣。然而,由于實(shí)驗(yàn)的局限性,中間層結(jié)構(gòu)在組成和結(jié)構(gòu)上往往存在異質(zhì)性,這對(duì)大規(guī)模有序結(jié)構(gòu)的形成有很大的影響。在本研究中,南京大學(xué)田野等人開(kāi)發(fā)了一種兩階段組裝策略。
本文要點(diǎn):
1)DNA折紙框架將一系列納米粒子構(gòu)筑成設(shè)計(jì)好的3D納米簇,然后這些3D納米簇被組裝成有序晶格,其類(lèi)型由簇價(jià)決定。通過(guò)調(diào)節(jié)納米團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和團(tuán)簇間的結(jié)合,研究者證明了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的納米晶體的成功形成。這種兩步組裝方法為制備具有特定晶胞的納米粒子超晶格提供了一種有力的制備策略。
Yuxiang Dong. et al. Two-Stage Assembly of Nanoparticle Superlattices with Multiscale Organization. Nano Letters. 2022
DOI:10.1021/acs.nanolett.2c00942
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c00942
12. Nano Letters:基于三重探針DNA骨架的晶體管用于對(duì)SARS-CoV-2進(jìn)行十合一檢測(cè)
開(kāi)發(fā)精準(zhǔn)的篩查技術(shù)是防控新冠肺炎的關(guān)鍵。其中,集中檢測(cè)可以提高整體檢測(cè)的效率。然而,由于目標(biāo)被稀釋和污染風(fēng)險(xiǎn)增加,如何提高集中檢測(cè)的靈敏度和特異性仍具有很大的挑戰(zhàn)性。有鑒于此,復(fù)旦大學(xué)魏大程教授、Mingquan Guo、劉云圻院士和Liqian Wang開(kāi)發(fā)了一種石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管傳感器,并采用三重探針?biāo)拿骟wDNA骨架(TDF)二聚體對(duì)其進(jìn)行修飾,以用于對(duì)SARS-CoV-2 RNA進(jìn)行十合一混合檢測(cè)。
本文要點(diǎn):
1)三重探針的協(xié)同作用以及特殊的納米結(jié)構(gòu)使得該傳感器具有更高的結(jié)合親和力、更快的響應(yīng)速度和更好的特異性。研究表明,該傳感器對(duì)未擴(kuò)增樣品的檢測(cè)濃度為0.025-0.05拷貝μL-1,低于逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)的檢測(cè)濃度。
2)在不需要核酸擴(kuò)增的情況下,該傳感器能夠在平均診斷時(shí)間(74 s)內(nèi)識(shí)別30份鼻咽拭子中的所有14例陽(yáng)性病例。綜上所述,該研究開(kāi)發(fā)的由三重探針TDF二聚體傳感器所實(shí)現(xiàn)的未擴(kuò)增十合一混合檢測(cè)方法在篩查COVID-19和其他流行病方面具有巨大的應(yīng)用潛力。
Yungen Wu. et al. Triple-Probe DNA Framework-Based Transistor for SARS-CoV?2 10- in?1 Pooled Testing. Nano Letters. 2022
DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c00415
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.2c00415