1. Joule：利用臭氧增強(qiáng)成核改善金屬鹵化物鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中氧化錫的阻擋性能
金屬鹵化物鈣鈦礦太陽(yáng)能電池越來(lái)越收到人們的關(guān)注。近日，美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)Axel F. Palmstrom研究了在P-I-N金屬鹵化物鈣鈦礦（MHP）太陽(yáng)能電池中，通過(guò)原子層沉積（ALD）在富勒烯（C60）上生長(zhǎng)氧化錫，以用于C60/氧化物雙層電子選擇性接觸。1) 作者在ALD SnOx工藝中加入原位臭氧功能化步驟以抑制亞表面生長(zhǎng)，從而提高在富勒烯表面上生長(zhǎng)的ALD SnOx薄膜的內(nèi)部阻擋性能。作者表明，這種方法將C60/ALD-SnOx的水蒸氣透過(guò)率降低了一個(gè)數(shù)量級(jí)，并提高了對(duì)氣體、溶劑和鹵化物遷移的阻擋性能。2) 此外，臭氧處理的SnOx可以在不影響效率的情況下縮小光伏性能分布。作者證明了這種方法在寬間隙、中間隙和低間隙鈣鈦礦系統(tǒng)中的普遍性，并進(jìn)一步證明了ALD阻擋層的增強(qiáng)對(duì)于提高全鈣鈦礦串聯(lián)太陽(yáng)能電池的產(chǎn)量至關(guān)重要。因此，結(jié)合臭氧成核的雙端全鈣鈦礦串聯(lián)太陽(yáng)能電池的光伏轉(zhuǎn)換效率超過(guò)24%。
Samuel A. Johnson, et al. Improving the barrier properties of tin oxide in metal halide perovskite solar cells using ozone to enhance nucleation. Joule 2023DOI: 10.1016/j.joule.2023.10.009https://doi.org/10.1016/j.joule.2023.10.009
2. AM綜述：有機(jī)聲動(dòng)力材料用于腫瘤免疫聯(lián)合治療
南洋理工大學(xué)浦侃裔教授對(duì)用于腫瘤免疫聯(lián)合治療的有機(jī)聲動(dòng)力材料相關(guān)研究進(jìn)行了綜述。1）由于超聲(US)具有良好的組織穿透性和時(shí)空可控性，因此聲動(dòng)力治療(SDT)逐漸發(fā)展成為一種重要的治療深部腫瘤的非侵入性治療方法。然而，較低的聲動(dòng)力活性和潛在的副作用等問(wèn)題仍會(huì)嚴(yán)重限制SDT的臨床轉(zhuǎn)化前景。癌癥免疫治療策略能夠利用免疫系統(tǒng)對(duì)抗癌癥，其具有與SDT相協(xié)同的巨大應(yīng)用潛力，可高效、安全地治療癌癥。2）作者在文中對(duì)于將SDT與腫瘤免疫治療相結(jié)合以發(fā)揮它們的自身優(yōu)勢(shì)和突破腫瘤聲-免疫聯(lián)合治療的局限性的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，重點(diǎn)討論了如何開(kāi)發(fā)和構(gòu)建具有高聲動(dòng)力活性和免疫治療效率的有機(jī)材料。這些有機(jī)材料不僅能夠通過(guò)SDT誘導(dǎo)免疫原性細(xì)胞死亡來(lái)提高腫瘤免疫原性，還可以通過(guò)腫瘤免疫藥物介導(dǎo)的免疫通路調(diào)節(jié)來(lái)激活抗腫瘤免疫。此外，作者也對(duì)多種腫瘤免疫藥物與有機(jī)聲敏劑的聯(lián)合應(yīng)用進(jìn)行了分類(lèi)和討論，并對(duì)其臨床轉(zhuǎn)化前景和面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行了展望和討論。
Chi Zhang. et al. Organic Sonodynamic Materials for Combination Cancer Immunotherapy. Advanced Materials. 2023DOI: 10.1002/adma.202303059https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202303059
3. Angew：基于DNA折紙的基因編輯系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)體內(nèi)的高效基因治
DNA納米結(jié)構(gòu)在開(kāi)發(fā)新型藥物遞送系統(tǒng)方面能夠發(fā)揮重要作用。鄭州大學(xué)/國(guó)家納米科學(xué)中心丁寶全研究員和國(guó)家納米科學(xué)中心劉建兵副研究員構(gòu)建了一種基于DNA折紙的CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng)，并將其用于實(shí)現(xiàn)有效的體內(nèi)基因治療。1）在DNA折紙表面精準(zhǔn)形成的富含PAM區(qū)域可以通過(guò)PAM引導(dǎo)的組裝和預(yù)先設(shè)計(jì)的DNA/RNA雜交來(lái)募集和負(fù)載sgRNA/Cas9復(fù)合體。在負(fù)載sgRNA/Cas9復(fù)合物后，該DNA折紙可以被帶有二硫鍵的鎖鏈進(jìn)一步卷起。2）研究發(fā)現(xiàn)，與核酸適配體和流感病毒血凝素(HA)肽結(jié)合后，該載藥的DNA折紙能夠?qū)崿F(xiàn)靶向遞送和有效的內(nèi)體逃逸。被GSH還原后，打開(kāi)的DNA折紙可以通過(guò)RNase H的切割來(lái)釋放sgRNA/Cas9復(fù)合體，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤相關(guān)基因的有效編輯，以用于體內(nèi)的基因治療。綜上所述，該研究開(kāi)發(fā)的基于DNA折紙的基因編輯系統(tǒng)能夠?yàn)橥苿?dòng)基因治療的發(fā)展開(kāi)辟新的途徑。
Wantao Tang. et al. A DNA Origami-Based Gene Editing System for Efficient Gene Therapy in Vivo. Angewandte Chemie International Edition. 2023DOI: 10.1002/anie.202315093https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202315093
4. AEM：香草醛作為提高ZnCl2電解液中鋅金屬陽(yáng)極壽命的有效添加劑
設(shè)計(jì)水性電解質(zhì)以確保鋅金屬陽(yáng)極的完全可逆性仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。鹽電解質(zhì)中的濃水，例如30 m ZnCl2，是解決鋅金屬陽(yáng)極挑戰(zhàn)的有效材料。然而，純30 m ZnCl2電解質(zhì)不能提供光滑的表面形態(tài)和高效的庫(kù)侖效率。在此，俄勒岡州立大學(xué)紀(jì)秀磊、加利福尼亞大學(xué)P. Alex Greaney將香草醛作為提高ZnCl2電解液中鋅金屬陽(yáng)極壽命的有效添加劑。1) 作者向30 m ZnCl2中加入低濃度（5 mg mLwater?1）的香草醛，并通過(guò)消除枝晶、降低酸度和形成有效的固體電解質(zhì)界面，改變了鋅金屬陽(yáng)極的可逆性。電解液中香草醛的存在使鋅金屬陽(yáng)極在0.2 mA cm?2的低電流密度下表現(xiàn)出99.34%的高庫(kù)侖效率。2) 在0.2 mA cm?2的電流密度下，析氫反應(yīng)的影響得以發(fā)揮。通過(guò)使用該電解質(zhì)，陽(yáng)極/陰極容量（N/P）比為2:1的全電池鋅金屬電池在800次循環(huán)中沒(méi)有表現(xiàn)出容量衰減。
David Hoang, et al. Vanillin: An Effective Additive to Improve the Longevity of Zn Metal Anode in a 30 m ZnCl2 Electrolyte. Adv. Energy Mater. 2023DOI: 10.1002/aenm.202301712https://doi.org/10.1002/aenm.202301712
5. AEM：用于鈉和鉀離子電池的高容量硬質(zhì)碳的新模板合成
硬質(zhì)碳（HC）是一種極具潛力的鈉離子電池負(fù)極材料，HC電化學(xué)存儲(chǔ)Na+離子，而非化學(xué)計(jì)量的化學(xué)組成取決于它們的納米級(jí)結(jié)構(gòu)，包括碳骨架和間隙孔。因此，通過(guò)改變合成條件來(lái)優(yōu)化這些儲(chǔ)鈉結(jié)構(gòu)可以提高鈉離子電池的容量。近日，東京理科大學(xué)Shinichi Komaba系統(tǒng)研究了使用MgO、ZnO和CaCO3作為納米孔模板的HC，并發(fā)現(xiàn)ZnO模板特別有效。1) 通過(guò)優(yōu)化嵌入碳基質(zhì)中的ZnO濃度，作者利用葡萄糖酸鋅和乙酸鋅的混合物作為起始材料，最佳ZnO模板HC表現(xiàn)出464 mAh g?1的可逆容量，具有91.7%的高初始庫(kù)侖效率和0.18 V的低平均電勢(shì)。2) 因此，由Na5/6Ni1/3Fe1/6Mn1/6Ti1/3O2和優(yōu)化的ZnO模板HC組成的鈉離子電池顯示出312 Wh kg?1的能量密度，與具有LiFePO4和石墨的鋰離子電池相當(dāng)。此外，半電池中的ZnO模板HC也顯示出381 mAh g?1的容量。
Daisuke Igarashi, et al. New Template Synthesis of Anomalously Large Capacity Hard Carbon for Na- and K-Ion Batteries. Adv. Energy Mater. 2023DOI: 10.1002/aenm.202302647https://doi.org/10.1002/aenm.202302647
6. AEM：一種基于鋰離子雙模轉(zhuǎn)移的成核期親鋰位點(diǎn)保護(hù)途徑
與鋰具有高結(jié)合能的親鋰位點(diǎn)對(duì)誘導(dǎo)Li沉積具有重要作用。然而，鋰離子在親鋰位點(diǎn)上的飽和沉積導(dǎo)致親鋰性的喪失。近日，東華大學(xué)Liu Qian、Luo Wei、Zou Rujia提出了成核過(guò)程中親鋰位點(diǎn)的保護(hù)途徑。1) 所設(shè)計(jì)的異質(zhì)界面具有定向的內(nèi)置電場(chǎng)和親鋰勢(shì)阱，空間場(chǎng)中的Li離子可以通過(guò)電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)模式和化學(xué)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)模式穿過(guò)金屬基親鋰位點(diǎn)，并在半導(dǎo)體側(cè)成核。基于鋰離子的高效雙模轉(zhuǎn)移途徑可確保親鋰位點(diǎn)連續(xù)暴露于電場(chǎng)中，并在成核期間最大限度地發(fā)揮其積極作用。2) 在1C下，使用LiFePO4陰極的全電池經(jīng)過(guò)200多次循環(huán)時(shí)具有穩(wěn)定的低極化電壓分布，這證明了親鋰位點(diǎn)持續(xù)作用的重要性。該工作為鋰金屬電池中親鋰位點(diǎn)的設(shè)計(jì)提供了一個(gè)新的方向，從而可以將其推廣到其他堿金屬電池中。
Jinqi Zhu, et al. A Protection Route Based on the Dual-Mode Transfer of Lithium Ions for Lithiophilic Site during the Nucleation Period. Adv. Energy Mater. 2023DOI: 10.1002/aenm.202302687 https://doi.org/10.1002/aenm.202302687
7. AEM：B摻雜誘導(dǎo)的穩(wěn)定界面化學(xué)實(shí)現(xiàn)了快速、穩(wěn)定的鈉儲(chǔ)存
在電極-電解質(zhì)界面構(gòu)建穩(wěn)定的固體電解質(zhì)界面（SEI）有助于優(yōu)化電池性能。然而，與界面化學(xué)相關(guān)的研究主要關(guān)注電解質(zhì)，而忽略了調(diào)節(jié)電極材料。近日，山東大學(xué)Xi Baojuan、Song Kepeng報(bào)道了B摻雜的Bi互連納米顆粒（B─Bi），其可以通過(guò)簡(jiǎn)單有效的化學(xué)還原反應(yīng)制備。1) B摻雜有助于催化電解質(zhì)分解和在電極表面形成更多的NaF，這有助于形成具有機(jī)械穩(wěn)定性的穩(wěn)定、均勻SEI。這種穩(wěn)定的SEI層可以抑制電解質(zhì)的進(jìn)一步分解并促進(jìn)界面Na+轉(zhuǎn)移。2) B─Bi在1.0 A g?1時(shí)具有403.1 mAh g?1的可逆容量，在80 A g-1時(shí)具有203 mAh g–1的高速率容量。該研究展示了一種將界面化學(xué)工程化為穩(wěn)定的SEI和優(yōu)異性能的新策略。
Yazhan Liang, et al. Robust Interfacial Chemistry Induced by B-Doping Enables Rapid, Stable Sodium Storage. Adv. Energy Mater. 2023DOI: 10.1002/aenm.202302825https://doi.org/10.1002/aenm.202302825
8. Nano Letters：疏水性氮化碳納米層可實(shí)現(xiàn)高通量油水分離并具有光催化防污能力
高效的油水分離解決了漏油、排油場(chǎng)合的各種問(wèn)題，如環(huán)境污染、油的回收、節(jié)約用水等。在此，江西師范大學(xué)Guiming Peng設(shè)計(jì)并合成了一種涂覆在碳纖維網(wǎng)絡(luò)上的致密超疏水/超親油石墨氮化碳納米層（CNBA/CF），用于有效的重力驅(qū)動(dòng)油/水分離。 1）CNBA/CF表現(xiàn)出優(yōu)異的吸油性和令人印象深刻的油/水過(guò)濾分離性能。二氯甲烷通量達(dá)到4.29×105 L/m2/h的最新值，分離效率高達(dá)99%。2）連續(xù)的吸油測(cè)試、長(zhǎng)期的過(guò)濾分離和惡劣條件實(shí)驗(yàn)證實(shí)了CNBA/CF過(guò)濾器卓越的分離效果和化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。3）此外，由于擴(kuò)展的可見(jiàn)光吸收和改善的電荷分離，CNBA/CF表現(xiàn)出良好的光催化防污能力。這項(xiàng)工作將材料表面潤(rùn)濕性調(diào)節(jié)與光催化自清潔特性結(jié)合起來(lái)，制造高效的油/水分離材料，同時(shí)克服過(guò)濾器污染問(wèn)題。
Mao He, et al, Hydrophobic Carbon Nitride Nanolayer Enables High-Flux Oil/Water Separation with Photocatalytic Antifouling Ability, Nano Lett., 2023DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c03482 https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c03482
9. Nano Letters：氧化還原液流電池電解質(zhì)膜中離子選擇性納米屏障的自組裝結(jié)構(gòu)
具有高選擇性的離子導(dǎo)電膜（ICM）是氧化還原液流電池的重要組成部分。然而，打破離子電導(dǎo)率和離子選擇性之間的平衡仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)，這可以通過(guò)調(diào)節(jié)其納米結(jié)構(gòu)來(lái)解決。在這里，吉林大學(xué)Haolong Li報(bào)道了多金屬氧酸鹽（POM）雜化嵌段共聚物（BCP）被用作自組裝添加劑，在ICM基質(zhì)中構(gòu)建質(zhì)子選擇性納米屏障，以改善ICM的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性能。1）受益于 BCP 和 POM 的共組裝行為以及它們與聚合物基體的協(xié)同非共價(jià)相互作用，在磺化聚醚醚酮中構(gòu)建了具有疏水性釩屏蔽核和親水性質(zhì)子傳導(dǎo)殼基質(zhì)的約 50 nm 橢球功能納米組件，從而全面增強(qiáng)質(zhì)子傳導(dǎo)性、質(zhì)子選擇性和電池性能。這些結(jié)果提出了一種構(gòu)建功能納米結(jié)構(gòu)的自組裝途徑，用于對(duì)聚合物電解質(zhì)膜進(jìn)行改性以適應(yīng)新興能源技術(shù)。
Liang Zhai, et al, Self-Assembled Construction of Ion-Selective Nanobarriers in Electrolyte Membranes for Redox Flow Batteries, Nano Lett., 2023DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c03064https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c03064
10. Nano Letters：用于高性能鋰?硫電池的離子屏蔽材料
鋰-硫電池（LiSBs）因其低成本和高理論能量密度而成為有前途的下一代電池。盡管幾十年來(lái)取得了顯著的進(jìn)步，但電池循環(huán)過(guò)程中的多硫化物 (PS) 穿梭仍然是商業(yè) LiSBs 開(kāi)發(fā)中的一個(gè)挑戰(zhàn)，并且在實(shí)際條件下會(huì)加速。在此，成均館大學(xué)Youngkwan Lee報(bào)道了電極之間的選擇性滲透離子屏蔽，它阻止 PS 穿梭并將鋰離子傳遞到高性能 LiSBs。1）該屏蔽層很容易通過(guò)功能聚合物的離子絡(luò)合和分子間鍵合構(gòu)建在隔膜上，從而提高電池性能和安全性。2）具有開(kāi)發(fā)的屏蔽的LiSBs在2 C下循環(huán)1000次后可提供917 mAh g?1的顯著放電容量。3）此外還研究了LiSB在可實(shí)現(xiàn)高能量密度的實(shí)際條件下的行為，以在這方面實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最佳平衡。因此，這項(xiàng)研究為實(shí)用 LiSB 隔膜的即將開(kāi)發(fā)提供了新的見(jiàn)解。
Soochan Kim, et al, Permselective Ionic-Shield for High-Performance Lithium?Sulfur Batteries, Nano Lett., 2023DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c03021https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c03021
11. Nano Letters：使用納米多孔纖維設(shè)計(jì)有效且可擴(kuò)展的防紫外線冷卻紡織品
雖然輻射冷卻概念通過(guò)最大限度地分散人體或建筑物的太陽(yáng)輻射和散熱來(lái)確保減少空調(diào)能耗，但由于制造工藝、材料和設(shè)計(jì)需要徹底適應(yīng)，大規(guī)模實(shí)施是具有挑戰(zhàn)性的。近日，康奈爾大學(xué)Kyuin Park報(bào)道了一種極薄且輕質(zhì)的納米多孔微纖維層，以回答什么樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將表現(xiàn)出被動(dòng)冷卻特性，以應(yīng)對(duì)當(dāng)前的挑戰(zhàn)：要求最小限度地使用材料，并避免工藝中的破壞性/根本性變化。1）在光纖中創(chuàng)建了層次化結(jié)構(gòu)，使Mie共振散射最大化。除了模擬之外，這是一項(xiàng)新的實(shí)驗(yàn)成果，證明了在使用最少材料的情況下散射的有效性。2）為了量化精確度，該制備方法側(cè)重于(1)在微纖維上產(chǎn)生納米級(jí)的氣孔，以及(2)為可行的光譜和熱分析而制造的纖維墊的一致性和穩(wěn)定性。3）這項(xiàng)研究不局限于一種特定的材料，也不需要任何額外的材料或任何高科技工藝，旨在通過(guò)展示最少量的多孔纖維(0?10 GMT，grams/meter2)作為潛在的與傳統(tǒng)紡織品紡紗或針織的添加劑纖維的光學(xué)和熱效應(yīng)，來(lái)應(yīng)對(duì)當(dāng)前在成本、可制造性和穿著方面的挑戰(zhàn)。
Kyuin Park, et al, Designing an Effective and Scalable UV-Protective Cooling Textile with Nanoporous Fibers, Nano Lett., 2023DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c03055https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c03055
12. ACS Nano：超聲誘導(dǎo)的非生物和生物界面電子傳遞以實(shí)現(xiàn)有效的細(xì)菌感染治療
電子傳遞會(huì)在多種催化反應(yīng)和生理活動(dòng)中發(fā)揮重要作用。電子傳遞過(guò)程的改變會(huì)影響催化效率，進(jìn)而干擾生理代謝過(guò)程。有鑒于此，華中科技大學(xué)譚磊研究員、北京大學(xué)吳水林教授和湖北大學(xué)劉想梅教授設(shè)計(jì)了一種超聲(US)激活的壓電響應(yīng)性異質(zhì)結(jié)(PCN-222-BTO，PCN：多孔配位網(wǎng)絡(luò))，該異質(zhì)結(jié)可以在US刺激下改變非生物和非生物-生物界面的電子傳遞路徑，從而產(chǎn)生快速(15 min)、高效的（99.96%）殺菌效果。 1）US能夠誘導(dǎo)BTO發(fā)生極化以產(chǎn)生內(nèi)置電場(chǎng)，從而促進(jìn)在PCN-222-BTO界面上激發(fā)的從PCN-222到BTO的電子轉(zhuǎn)移，以提高活性氧(ROS)的產(chǎn)生水平。研究發(fā)現(xiàn)，在MRSA-BTO界面上，從細(xì)菌膜到BTO的生物電子傳遞也會(huì)被有效激活。2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該抗菌模式會(huì)導(dǎo)致MRSA中核糖體、DNA和ATP合成相關(guān)基因發(fā)生下調(diào)，而細(xì)胞膜和離子轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)基因則會(huì)由于ROS的協(xié)同損傷作用和細(xì)菌電子傳遞鏈紊亂發(fā)生上調(diào)。綜上所述，該研究構(gòu)建的US響應(yīng)性雙界面系統(tǒng)能夠?qū)RSA感染的骨髓炎模型表現(xiàn)出良好的治療效果，其性能也優(yōu)于臨床萬(wàn)古霉素治療。
Yi Yu. et al. Ultrasound-Induced Abiotic and Biotic Interfacial Electron Transfer for Efficient Treatment of Bacterial Infection. ACS Nano. 2023DOI: 10.1021/acsnano.3c03858https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c03858
