1. JACS:會呼吸的MOF
M. Souto等人發現以 四硫富瓦烯 (TTF)作為配體所得到的MOF(MUV-2)在溶劑填充下會發生可逆的結構收縮膨脹,其膨脹率最大可達單胞體積的40%。此外,這種極性配體的電化學性質會隨著彎曲或拉伸發生變化,在電化學傳感中具有一定的潛在應用價值。
Souto M, Espallargas G M, et al. Breathing-Dependent Redox Activity in a Tetrathiafulvalene-Based Metal-Organic Framework[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.
DOI: 10.1021/jacs.8b05890
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b05890
2. JACS:MXene層間尿素分解
MXenes作為一種性能優越的2D層狀材料在電催化,儲能等方面有重要應用。但是插入層間的客體分子與MXenes的相互作用一直缺乏足夠深入的理解。S. H. Overbury等人借助于中子散射等研究了尿素分子插入TiCx層間后的相互作用。中子散射證實了尿素分解后生成的NH3插層于MXene層間,同時通過紅外證實尿素分解釋放的CO2。
Overbury S H, Naguib M, et al. Complexity of Intercalation in MXenes: Destabilization of Urea by Two-Dimensional Titanium Carbide[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.
DOI: 10.1021/jacs.8b05913
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b05913
3. JACS:原位XAS判定Cu催化CH4氧化制甲醇活性物種
M. A. Newton等人通過原位XAS研究了多種分子篩負載的Cu基催化劑催化CH4選擇性氧化制甲醇反應過程中Cu的價態變化與生成甲醇量的定量關系,他們發現其中的Cu(I)與甲醇的形成由直接關系,說明甲烷氧化生成甲醇涉及到Cu(II)/Cu(I)介導的兩電子過程。
Newton M A, Bokhoben J A, et al. On the Mechanism Underlying the Direct Conversion of Methane to Methanol by Copper Hosted in Zeolites; Braiding Cu K-Edge XANES and Reactivity Studies[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.
DOI: 10.1021/jacs.8b05139
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b05139
4. JACS:可自愈的TrisNTA熒光分子用于單分子熒光成像
熒光標記的光穩定性是單分子熒光(SMF)和超分辨成像所面臨的的主要難題之一。通過把有機熒光分子和光穩定劑相結合是目前常用的策略。Glembockyte等人報道了具有自愈性能的trisNTA-Alexa647熒光分子用于SMF成像,通過對不同的由alexa647標記的trisNTA結構的光子輸出、生存時間和光子計數率進行評估,改進了光學性質。研究證明trisNTA的自愈和Ni(II)的動態激發三重態猝滅有關,trisNTA熒光團為SMF提供了增強的光穩定性,使其成為改善單分子成像技術的理想選擇。
Glembockyte V, Wieneke R, et al. TrisNTA Fluorophore as a Self-Healing Dye for Single-Molecule Fluorescence Imaging[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.
DOI: 10.1021/jacs.8b04681
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b04681
5. Angew.:原位探測Ag基氧去極化電極周圍羥基物種活性
Alexander Botz等人通過拉伸石英包裹的Pt絲制備了超細Pt電極作為探測電極,將其置于泡沫Ag基氧氣去極化電極(oxygen-depolarized cathode, ODC)附近,因為ODC催化ORR過程會影響電極周圍羥基物種和水物種的濃度和反應活性,尤其是在大電流密度條件下。這種濃度的改變會影響與Pt的配位相互作用,從而改變PtO的還原電位,進而可以間接探測ODC周圍羥基和水物種的反應活性。該研究發現大電流密度下電極周圍微環境的變化會影響其電催化性能。
Botz A, Schuhmann W, et al. Local Activities of Hydroxide and Water Determine the Operation of Ag‐Based Oxygen Depolarized Cathodes[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.
DOI: 10.1002/anie.201807798
https://doi.org/10.1002/anie.201807798
6. Angew.:交聯的核酸適配體-脂質膠束用于增強靶向細胞的穩定性和特異性
兩親性超分子DNA-脂質體膠束(DLMs)在和細胞膜相互作用后其穩定性會下降,導致其對于靶向癌細胞的選擇性變差。Li等人報道了一種直接的交聯策略,通過光誘導聚合過程,甲基丙烯酰胺分支將核酸適配體和脂質部分相連接。共價連接的核酸適配體-脂質單元有助于穩定膠束結構,提高適配體探針的穩定性,從而提高其靶向識別細胞的性能。
Li X, Figg C A, et al. Cross-Linked Aptamer-Lipid Micelles for Excellent Stability and Specificity in Target-Cell Recognition[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.
DOI: 10.1002/anie.201804682
https://doi.org/10.1002/anie.201804682
7. ACS Nano:吸入金納米粒子后在大鼠體內的肺沉積模式和生物動力學研究
金納米粒子的使用逐漸推廣使得其被吸入體內的可能性大大提高。Kreyling等人研究了年齡在7天到90天的大鼠們在吸入20 nm金納米顆粒后材料在肺部的沉積模式和在年齡為60天的大鼠體內的生物動力學。研究發現,金納米顆粒在肺部的沉積濃度和年齡有關,這和大鼠和解剖學結構發展特點是一致的。30%的金納米顆粒沉積在氣管上皮可以通過黏膜纖毛清除或吞咽進入胃腸道從而清除出去。部分轉移到血液中的材料可以在二級組織中累積,富集效率排序為肝臟>軟組織>脾臟>腎臟>骨骼>血液>子宮>心臟>腦。
Kreyling W G, M?ller W, et al. Age-Dependent Rat Lung Deposition Patterns of Inhaled 20Nanometer Gold Nanoparticles and their Quantitative Biokinetics in Adult Rats[J]. ACS Nano, 2018.
DOI: 10.1021/acsnano.8b01826
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b01826
8. ACS Catal.:Ni,石墨烯輔助MoS2催化HER
MoS2被認為是潛在的可以替代Pt基催化劑的HER催化劑,但是目前其催化活性依然與Pt基催化劑相去甚遠。L. X. Chen等人使用泡沫鎳和還原石墨烯輔助MoS2催化HER,可以大幅提升其導電性、界面反應位點和催化穩定性。酸性條件下其奇峰onset電位為85 mV,Tafel斜率為71.3 mV/dec。
Chen L, Yang C, Jiang Q, et al. Design of Dual-Modified MoS2 with Nanoporous Ni and Graphene as Efficient Catalysts for the Hydrogen Evolution Reaction[J]. ACS Catalysis, 2018.
DOI: 10.1021/acscatal.8b01164
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.8b01164
9. ACS Catal.:單位點Fe/ZSM-5催化甲烷選擇性氧化制甲醇機理研究
ágnes Szécsényi等人通過DFT理論計算研究了ZSM-5中負載的[(H2O)2–Fe(III)–(μO)2–Fe(III)–(H2O)2]2+作為起始結構,以H2O2作為氧化劑,催化甲烷選擇性氧化的反應機理。對于C-H活化,他們考察了均裂,異裂和設計到OH自由基的Feton過程,并進一步生成MeOH和MeOOH。其中Feton過程能壘最低,其他兩種機理也具有一定的競爭性。但是由于H2O2氧化生成O2和質子的過程相較而言能壘最低,因此H2O2的利用率并不高。
Szécsényi á, PidkoM E A, et al. Mechanistic Complexity of Methane Oxidation with H2O2 by Single-Site Fe/ZSM-5 Catalyst[J]. ACS Catalysis, 2018.
DOI: 10.1021/acscatal.8b01672
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.8b01672
10. AEM:無機-有機復合空穴傳輸層助力鈣鈦礦太陽能電池的性能提升
Kim, G.等人采用溶液法合成出一種無機-有機復合的空穴傳輸層,即WO3和spiro-OMeTAD。該復合層的空穴提取能力強和空穴遷移率高,基于該復合結構的電池效率高達21.44%,穩定性也得到大幅提升。
Kim G W, Kang G, Choi K, et al. Solution Processable Inorganic-Organic Double-Layered Hole Transport Layer for Highly Stable Planar Perovskite Solar Cells[J]. Advanced Energy Materials, 2018.
DOI: 10.1002/aenm.201801386
https://doi.org/10.1002/aenm.201801386
11. AEM:SnF2鈍化晶界提高Sn基鈣鈦礦太陽能電池的性能
根據Shockley-Queisser極限,1.2-1.3 eV帶隙的(Pb,Sn)混合鈣鈦礦是單結太陽能電池的理想選擇。然而,Sn(II)的不穩定性導致電池性能較差。Zong, Y.等人采用SnF2·3FACl添加劑,制備出晶粒大且均一的鈣鈦礦薄膜。并利用SnF2穩定鈣鈦礦的晶界,電池性能有大幅提升。
Zong Y, Zhou Z, Chen M, et al. Lewis-Adduct Mediated Grain-Boundary Functionalization for Efficient Ideal-Bandgap Perovskite Solar Cells with Superior Stability[J]. Advanced Energy Materials, 2018.
DOI: 10.1002/aenm.201800997
https://doi.org/10.1002/aenm.201800997
12. AEM:端基調制的非富勒烯受體用于高效有機太陽能電池
Chen, Y.等人采用相同的供體單元和不同的端基,合成出三種低帶隙小分子受體。基于PBDB-T:IXIC-2Cl的單氯取代的性能最優,可以獲得12.2%效率,這是基于低帶隙非富勒烯有機太陽能電池的最高效率之一。
Chen Y, Liu T, et al. Modulation of End Groups for Low-Bandgap Nonfullerene Acceptors Enabling High-Performance Organic Solar Cells[J]. Advanced Energy Materials, 2018.
DOI: 10.1002/aenm.201801203
https://doi.org/10.1002/aenm.201801203