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納米人|前沿科技頂刊日報 20180808

納米人納米人 2018-08-08

1. Nat. Energy：用于聚光光伏的鈣鈦礦的高輻照性能

III-V族元素構成的多結太陽能電池因其能提供極高的效率，已用于聚光光伏（CPV）領域，但由于成本高昂無法與硅技術競爭。Henry J. Snaith課題組評估了有機無機雜化鈣鈦礦用于CPV的可行性，以及在聚集光伏器件的性能。在模擬太陽光下，在14個太陽下（即標準太陽輻照度的14倍）達到23.6％的峰值效率，而在1個太陽下達到21.1％。更為重要的是，封裝器件在10個太陽下老化150小時后，仍保持其原始效率的90％以上。

Wang Z, Lin Q, et al. High irradiance performance of metal halide perovskites for concentrator photovoltaics[J]. Nature Energy, 2018.

DOI: 10.1038/s41560-018-0220-2

https://doi.org/10.1038/s41560-018-0220-2

2. Nat. Commun.：活細胞內自動化單分子成像

Yasui等人提出了一種基于人工智能輔助顯微鏡的實時細胞分析的自動單分子成像系統。即完全自動化地尋找適合觀察的細胞，檢測焦點位置，執行圖像采集和單分子跟蹤。由此可以應用于單分子成像和對表皮生長因子受體（EGFRs）的分析以及確定藥理學參數，包括擴散系數、寡聚體大小和最大有效半濃度（EC₅₀）。這一工作可以應用于單分子篩選，從而有效地促進生物和藥理學的研究。

Yasui M, Hiroshima M, et al. Automated single-molecule imaging in living cells[J]. Nature Communications, 2018.

DOI: 10.1038/s41467-018-05524-7

https://www.nature.com/articles/s41467-018-05524-7

3. Nat. Commun.：嵌合TAC的T細胞提高抗癌活性并降低毒性用

嵌合抗原受體（CARs）的改造T細胞是指導T細胞攻擊腫瘤的有效方法，但可能會引起不良的副作用。Helsen等人展示了利用一種T細胞抗原聯接器即TAC，它可以選擇內源性T細胞抗原受體，與上一代CARs相比，它能產生更有效的抗腫瘤反應和降低毒性。在體外培養實驗中，TAC -T細胞能產生強大的抗原特異性細胞因子，并且在包括固體和液體腫瘤在內的各種異種移植模型中具有很強的抗腫瘤活性，且毒性大大降低。這些結果表明，與CARS-T細胞相比，TAC-T細胞將有更好的治療應用潛力。

Helsen C W, Hammill J A, et al. The chimeric TAC receptor co-opts the T cell receptor yielding robust anti-tumor activity without toxicity[J]. Nature Communications, 2018.

DOI: 10.1038/s41467-018-05395-y

https://www.nature.com/articles/s41467-018-05395-y

4. Nat. Commun.：非等離子體半導體量子探測器用于體外癌癥檢測

基于表面增強拉曼散射（SERS）的癌癥診斷是早期發現癌癥的重要手段。目前等離子體納米材料不良的選擇性和生物相容性使其被限制于獨立的生物分子傳感應用中。Haldavnekar等人介紹了一種無標記基于氧化鋅的3D半導體量子探針，用于癌癥體外診斷。通過將探針的尺寸縮小到量子尺度，研究者觀察到一種獨特的現象，即在納摩爾級濃度下，SERS呈現指數型增強。這一探針顯示了對于癌細胞和非癌細胞的有效區分，以及對DNA、RNA、蛋白質和脂質在體外的生物分子傳感作用。

Haldavnekar R, Venkatakrishnan K, et al. Non plasmonic semiconductor quantum SERS probe as a pathway for in vitro cancer detection[J]. Nature Communications, 2018.

DOI: 10.1038/s41467-018-05237-x

https://www.nature.com/articles/s41467-018-05237-x

5. Angew.：降低分子對稱性，改善穩定空穴傳輸層的形態特性

螺環的類似物由于高分子對稱性而易于結晶而形成不均勻的膜，這不利于電池的穩定性和大面積加工。李燦院士課題組通過降低螺環的對稱性，開發出一種新型的基于螺雙茚的空穴傳輸層，Spiro-I，其可以形成具有高均勻和穩定的無定形薄膜。與經典結構Spiro-OMeTAD的電池相比，Spiro-I的大面積電池效率更高，空氣穩定性更好。

Guo X, Wang X, et al. Lowering molecular symmetry to improve morphological property of hole transport layer for stable perovskite solar cells[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.

DOI: 10.1002/anie.201807402

https://doi.org/10.1002/anie.201807402

6. J. Catal.：Cu納米顆粒進行丙烯選擇性氧化

Nien-Chu Lai等合成了一種多空二氧化硅負載的Cu納米顆粒催化劑，并運用于丙烯的選擇性氧化反應中。該催化劑富含金屬態的Cu，在催化過程中主要是轉化為Cu¹⁺，可以高效地將丙烯選擇性氧化為丙烯醛。

Lai N, Tsai M, Liu C, et al. Efficient selective oxidation of propylene by dioxygen on mesoporous-silica-nanoparticle-supported nanosized copper[J]. Journal of Catalysis, 2018.

DOI: 10.1016/j.jcat.2018.07.014

https://doi.org/10.1016/j.jcat.2018.07.014

7. ACS Catal.：SWNTs誘導Rh納米晶表面的電子極化

碳納米材料被廣泛作為一種載體，除了去增加樣品負載量及導電性外，還可以用于穩定催化劑。Wenqing Zhang等用單壁碳納米管負載Rh納米晶作為催化劑應用于電催化反應中，他們發現單壁碳納米管可以誘導Rh納米晶表面的電子極化，有效地增加界面的催化活性。

Zhang W, Zhang X, Chen L, et al. Single-Walled Carbon Nanotube Induced Optimized Electron Polarization of Rhodium Nanocrystals To Develop an Interface Catalyst for Highly Efficient Electrocatalysis[J]. ACS Catalysis, 2018.

DOI: 10.1021/acscatal.8b02016

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.8b02016

8. ACS Catal.：S缺陷的多孔超薄Co₃S₄納米片

非貴金屬電催化劑的開發在堿性析氫反應的應用中是一個非常重要的課題。Chao Zhang等成功合成了S缺陷的多孔超薄Co₃S₄納米片，并應用于堿性析氫反應中，具有優良的電催化活性。

Zhang C, Shi Y, Yu Y, et al. Engineering Sulfur Defects, Atomic Thickness, and Porous Structures into Cobalt Sulfide Nanosheets for Efficient Electrocatalytic Alkaline Hydrogen Evolution[J]. ACS Catalysis, 2018.

DOI: 10.1021/acscatal.8b02056

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.8b02056

9. ACS Catal.：氧化物載體負載的金屬催化劑界面效應的理解與調控

對異相負載型金屬催化劑的界面效應的理解與調控是當前催化領域十分重要的課題。Insoo Ro等對目前研究氧化物載體負載的金屬催化劑界面效應的方法及進展進行了十分詳盡的綜述，并對該領域日后的發展做了一個展望。

Ro I, Resasco J, Christopher P. Approaches for Understanding and Controlling Interfacial Effects in Oxide-Supported Metal Catalysts[J]. ACS Catalysis, 2018.

DOI: 10.1021/acscatal.8b02071

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.8b02071

10. ACS Catal.：草酸在Au-TiO₂表面進行C-C鍵斷裂機理研究

Tze Hao Tan等用漫反射傅立葉變換紅外光譜（DRIFTS）技術研究了草酸在Au-TiO₂表面進行C-C鍵斷裂機理研究：1.選擇性光驅動電荷轉移，2.Au-Cu合金效應調和了電子的相互作用。

Tan T, Scott J, Amal R, et al. Multipronged Validation of Oxalate C–C Bond Cleavage Driven by Au-TiO₂ Interfacial Charge Transfer Using Operando DRIFTS[J]. ACS Catalysis, 2018.

DOI: 10.1021/acscatal.8b01903

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.8b01903

11. ACS Catal.：單原子Cu摻雜的CeO₂進行CO₂電還原

復旦大學鄭耿鋒教授等設計合成了具有多氧空位邊界的單原子Cu摻雜的CeO₂，并研究了該材料催化CO₂電還原的歷程。結合理論計算表明，CeO₂(110)晶面上摻雜的單原子Cu可以有效地穩定周圍的3個氧空位，進行高效的CO₂電還原到CH₄。

Wang Y, Xu X, Zheng G, et al. Single-Atomic Cu with Multiple Oxygen Vacancies on Ceria for Electrocatalytic CO₂ Reduction to CH₄[J]. ACS Catalysis, 2018.

DOI: 10.1021/acscatal.8b01014

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.8b01014

12. J. Phys. Chem. Lett.：鈣鈦礦在表面分析水平上的穩定性

有機-無機雜化鈣鈦礦因其在光電器件中的卓越性能而備受關注。然而，材料和器件的長期穩定性仍然是其實際應用的最大阻礙。雖然已經對電池的退化原因進行了諸多重要研究，但是在鈣鈦礦表面分析水平上進行的測量卻很少。Wang, C.等人通過監測不同暴露試驗中的固有電子結構和成分變化，并總結環境因素對鈣鈦礦層的影響。這將有助于更好地了鈣鈦礦解降解機制和提高電池的整體穩定性。