1. 崔屹Joule:揭示電池中SEI的原子結構
SEI是在所有鋰電池負極上形成的關鍵界面,但其在原子尺度上的精確機械功能仍不清楚。崔屹團隊使用低溫電子顯微鏡(cryo-EM)揭示電池材料中SEI的原子結構,發現兩種不同的SEI納米結構(即馬賽克和多層)的功能,并將其與電池性能相關聯,得出SEI的納米結構是決定最終電池性能的關鍵因素。
Li Y, et al. Correlating Structure and Function of Battery Interphases at Atomic Resolution Using Cryoelectron Microscopy[J]. Joule, 2018.
DOI: 10.1016/j.joule.2018.08.004
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435118303842
2. 陳永勝JACS: 15%,二維鈣鈦礦太陽能電池最高效率
南開大學陳永勝團隊開發一種使用2-噻吩甲基銨(ThMA+)作為插層陽離子的新型二維鈣鈦礦。并結合甲基氯化銨(MACl)輔助成膜工藝,得到高取向的二維鈣鈦礦薄膜,大大提高了電池性能。效率突破15%,也是二維鈣鈦礦太陽能電池的最高效率。
Lai H, et al. Two-dimensional Ruddlesden-Popper Perovskite with Nanorod-like Morphology for Solar Cells with Efficiency Exceeding 15%[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.
DOI: 10.1021/jacs.8b04604
https://doi.org/10.1021/jacs.8b04604
3. UC伯克利AFM:生物材料幫助緩解帕金森病
細胞替代療法(CRT)是一種很有前途的治療退行性疾病的方法,如帕金森病(PD)。然而,CRT通常受到移植物存活率低、細胞分散受限以及治療效果延遲等因素的阻礙。Adil等人證明了生物活性因子可以提高人類的中腦多巴胺能(mDA)神經元存活和分散,而這些神經元是PD患者缺少的主要細胞。實驗將mDA神經元與生存和分散因子共同移植于保護性透明質酸水凝膠中,通過優化因子釋放和細胞擴散,可以減輕PD大鼠模型的疾病癥狀。這一工作證明經過優化設計的指導細胞移植平臺有望提高PD患者的CRT治療效果,并可用于其他退行性疾病。
Adil M M, Rao A T, et al. Dopaminergic Neurons Transplanted Using Cell-Instructive Biomaterials Alleviate Parkinsonism in Rodents[J]. Advanced Functional Materials, 2018.
DOI: 10.1002/adfm.201804144
https://doi.org/10.1002/adfm.201804144
4. 彭慧勝AFM:傳感纖維實時健康監測
可穿戴傳感技術已獲得相當大的興趣,并有希望用于實時監測健康狀況。彭慧勝團隊開發出一種從傳感光纖單元制造電化學織物的方法。傳感光纖可以有效地檢測各種生理信號,如葡萄糖,Na+,K+,Ca2+和pH。電化學織物具有高度的柔韌性和優異的抗撓折性,并可以實時監控能力人體健康狀況,療效高。
Wang L, et al. Weaving Sensing Fibers into Electrochemical Fabric for Real-Time Health Monitoring[J]. Advanced Functional Materials, 2018.
DOI: 10.1002/adfm.201804456
https://doi.org/10.1002/adfm.201804456
5. Nat. Commun.:CRAFT框架發現并證明Csf1R可作為抗癲癇藥物靶點
藥物的靶向識別遞送是非常具有挑戰性的,特別是針對于腦部疾病。Srivastava等人開發并實驗驗證了一個通用的藥物靶標發現計算框架CRAFT,該框架將基因調控信息與因果推理相結合。利用系統遺傳學方法并從目標組織的基因表達數據出發,CRAFT提供了一個預測框架,用于識別對疾病相關基因表達譜有特定影響的細胞膜受體。實驗將CRAFT應用于癲癇,并預測了酪氨酸激酶受體Csf1R是一種潛在的治療靶點。隨后在三個臨床癲癇模型中驗證了Csf1R阻斷劑抑制癲癇發作的效果,證明了預測的準確性。這一工作說明阻斷Csf1R可以作為一種新的癲癇治療策略;而CRAFT作為系統層面的靶點發現框架,也適用于癲癇以外的疾病。
Srivastava P K, Eyll J V, et al. A systems-level framework for drug discovery identifies Csf1R as an anti-epileptic drug target[J]. Nature Communication, 2018.
DOI: 10.1038/s41467-018-06008-4
https://www.nature.com/articles/s41467-018-06008-4
6. Angew.: 二維鹵化鈣鈦礦的最高電導率
二維鹵化鈣鈦礦由于穩定性和加工性迅速引起廣泛關注,然而有機陽離子的絕緣性和光的弱吸收限制其整體性能。Ortiz-Cervantes等人首次證明在混合二維鈣鈦礦中摻入共軛二炔,熱處理后形成聚二乙炔。氧氣或碘摻雜可以在材料內形成穩定的自由基并伴明顯的帶隙變化(從3.0變化到1.4 eV)和面內電導率急劇增加到三個數量級,這是二維鹵化鈣鈦礦的最高電導率。
Ortiz-Cervantes C, Román-Román P I, Vazquez-Chavez J, et al. Thousand-fold Conductivity Increase in 2D Perovskites by Polydiacetylene Incorporation and Doping[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.
DOI: 10.1002/anie.201809028
https://doi.org/10.1002/anie.201809028
7. 南京工業大學AFM:“蠟封”的診療平臺用于余輝成像指導的光熱激發的PDT
Liu等人利用持久發光的納米粒子(PLNPs)和光敏劑相結合實現高特異性及不需要連續照射的癌癥診療。具體來說,ZnGa1.996O4:Cr0.004 (PLNPs)和IR780(光敏劑)被油酸和十六醇組成的溫度響應的蠟封系統包裹的。這種密封包裹可以防止發光猝滅和過早地開始光動力療法(PDT),直到它被熱刺激熔化才啟動治療。在光熱激活后,PLNPs提供的近紅外余輝為成像提供了高的信號背景比,同時也可以連續激發光敏劑產生活性氧。這一工作為設計多模態成像引導的腫瘤PDT的診療平臺提供了新的思路。
Liu G, Zhang S, et al. “Wax-Sealed” Theranostic Nanoplatform for Enhanced Afterglow Imaging-Guided Photothermal-Triggered Photodynamic Therapy[J]. Advanced Functional Materials, 2018.
DOI: 10.1002/adfm.201804317
https://doi.org/10.1002/adfm.201804
8. 中南大學ACS AMI:飛秒激光加工Janus多孔膜用于水滴定向運輸與霧水收集
水是生命之源,但水資源的短缺已嚴重影響到了人類的生存。研究表明大氣中的水含量達到了地球上水資源總量的10%左右,因而發展一種有效的霧水收集材料并獲取空氣中的水份是解決水資源危機的有效途徑之一。而目前制備霧水收集材料所遇到的難題是大面積制備效率低、制造過程繁瑣等,因此發展一種快速制備高效率霧水收集材料具有重要的意義。中南大學青年教師銀愷博士(第一作者),段吉安教授和何軍教授(共同通訊)等研究人員通過飛秒激光直寫技術在泡沫銅上快速制備了大面積的微納結構,所制備的材料表現出Janus的浸潤特性,并具有水滴的定向通過能力。同時,該材料表現出較好的霧水收集能力。為干旱地區緩解水資源危機提供了了一種有效途徑。
Yin K, Yang S, Dong X, et al. Ultrafast Achievement of a Superhydrophilic/Hydrophobic Janus Foam by Femtosecond Laser Ablation for Directional Water Transport and Efficient Fog Harvesting[J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 2018.
DOI: 10.1021/acsami.8b11894