1. Sci. Adv.:火星上的CO2電還原
火星上有機碳的來源和性質一直是廣大科學家津津樂道的話題,經報道,火星隕石中均含有大分子碳組分,那么這些有機碳是怎么來的呢?卡耐基科學研究所的A. Steele研究員等認為,尖晶石類礦物、硫化物和鹽水之間的相互作用能夠促進水溶液中的CO2電還原為有機分子。
Steele A, Benning L G, Wirth R, et al. Organic synthesis on Mars by electrochemical reduction of CO2[J].ScienceAdvances, 2018.
DOI: 10.1126/sciadv.aat5118
http://advances.sciencemag.org/content/4/10/eaat5118.full
2. Nat. Commun.:用線性金屬有機配體自組裝超分子
配位鍵導向的自組裝作為一種自下而上的方法,在過去幾十年中見證了建造超結構的快速增長。然而,從簡單構建塊的高效率和復雜性來看,超結構的構建仍然存在挑戰。受DNA和蛋白質各自具有特異序列特征的啟發,本文通過三吡啶配體與Ru(II)的配位,設計了一系列具有特異序列的線性構建塊。通過與Cd(II)、Fe(II)或Zn(II)的自組裝,獲得了復雜度不斷增加的不同世代的多環超分子(C1~C5)。通過多維質譜分析和多維多核磁共振(1H,COSY,NOESY)分析對組裝結構進行了表征。此外,最大的兩個循環C4和C5基于其精確控制的形狀和尺寸以高形狀持久性在石墨上分層組裝成有序納米結構。
Song B, Kandapal S, Gu J, et al. Self-assembly of polycyclic supramolecules using linear metal-organic ligands[J]. Nature Communications,2018.
DOI:10.1038/s41467-018-07045-9
https://www.nature.com/articles/s41467-018-07045-9
3. 樓雄文JACS:不需助催化劑,光催化產氫速率6250 μmol h-1 g-1
南洋理工大學樓雄文教授課題組成功合成出了Co9S8@ZnIn2S4籠狀多級結構,并用于光催化產氫。研究發現,這種中空的籠狀多級層狀結構可以有效增強光誘導電荷分離和轉移,該材料無需額外的助催化劑,且具有優良穩定性,其產氫速率可達6250 μmol h-1 g-1。
Wang S,Guan B Y, Lou D, et al. Formation of Hierarchical Co9S8@ZnIn2S4 Heterostructured Cages as An Efficient Photocatalyst for Hydrogen Evolution[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.
DOI:10.1021/jacs.8b07721
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.8b07721
4. Angew.:19F MRI納米探針用于體內多色成像
在生物體內進行多色成像是監測生物分子和細胞過程的重要手段。19F核磁共振成像(MRI)是一種新興的體內成像技術,它可以在沒有內生背景信號的情況下進行非侵入性成像,也對多色成像的19F MRI探針有較高的需求。Akazawa等人報告了五種類型的全氟碳封裝的二氧化硅納米粒子,它們分別具有不同的19F核磁共振峰化學位移。實驗選擇了3種納米粒子作為探針,并證明了這些納米探針在一只老鼠身上可以呈現出三種顏色的19F MRI信號。這一體內多色成像系統可用于評估表面官能團對小鼠肝臟攝取材料的影響。這種新型的多色成像技術也將成為利用19F MRI闡明體內生物分子作用的有效工具。
Akazawa K,Sugihara F, et al. Perfluoro carbon-based 19F MRI Nanoprobes for In Vivo Multicolor Imaging[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.
DOI:10.1002/anie.201810363
http://dx.doi.org/10.1002/anie.201810363
5. ACS Nano:利用納米粒子的氟磁共振成像技術對單個細胞群進行追蹤
表面缺乏特定的靶向結構以及缺乏特定表面表位的細胞是成像研究所面臨的一個重要問題。Temme等人將內化貨物受體(CIRs)用于通過1H/19F磁共振成像(MRI)追蹤單個細胞群。實驗利用綠色熒光蛋白納米體(GFP) 耦合全氟碳納米乳(PFCs)來作為細胞表面表達的CIRs。熒光顯微鏡和流式細胞術證實其具有高度特異性結合和內化貨物的能力。并且GFP-PFCs結合和內化貨物不會改變細胞的生理狀況。這種方法通過使用特異性的CIRs構建了一個多功能的體內成像平臺,可用于對單個細胞群的示蹤。
Temme S, Baran P, et al. A Synthetic Cargo Internalization Receptor System for Nanoparticle Tracking of Individual Cell Populations by Fluorine Magnetic Resonance Imaging[J]. ACS Nano, 2018.
DOI: 10.1021/acsnano.8b05698
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b05698
6. ACS Nano:加速芬頓反應的磁性納米顆粒用于治療原位腦腫瘤
癌癥是世界上發病率和死亡率最高的疾病之一,因此需要更多的治療方法來對現有的治療方案進行補充。鐵死亡療法(FT)是癌癥治療的一種新形式。Shen等人通過同時增加癌細胞中反應物(Fe2+,Fe3+,H2O2)的濃度來加速芬頓反應,發現可以顯著提高FT的療效。實驗利用負載有順鉑(CDDP)的Fe3O4/Gd2O3復合納米顆粒結合乳鐵蛋白(LF)和RGD二聚體(RGD2)制備的FeGd-HN@Pt@LF/RGD2對原位腦腫瘤進行FT。FeGd-HN@Pt@LF/RGD2納米顆粒由于尺寸小和LF受體的介導作用,其能夠通過血腦屏障(BBB)。材料被癌細胞內吞后產生的Fe2+、Fe3+可直接參與芬頓反應,而CDDP可間接產生H2O2,進一步加速芬頓反應并且產生活性氧,誘導癌細胞死亡,對腫瘤生長有顯著抑制作用。并且利用納米粒子的磁共振成像(MRI)能力可以評估和監測腫瘤對FT的反應效果。
Shen Z,Liu T, et al. Fenton-Reaction-Accelerable Magnetic Nanoparticles for Ferroptosis Therapy of Orthotopic Brain Tumors[J]. ACS Nano, 2018.
DOI:10.1021/acsnano.8b06201
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b06201
7. ACS Nano:三維Ti3C2Tx MXene/rGO混合氣凝膠用于電磁干擾屏蔽
具有優異導電性和親水性的二維過渡金屬碳化物/碳氮化物(MXenes)有望用于制造多功能納米材料和納米復合材料。但由于MXene板材弱的凝膠力,尚未實現具有優異導電性和機械性能的3D輕質MXene宏觀組件。研究人員通過GO輔助水熱,然后定向冷凍干燥,將Ti3C2Tx板組裝成高導電性3D Ti3C2Tx多孔結構。得到的MXene/rGO混合氣凝膠顯示出整齊的核-殼微結構,其中石墨烯片用作內骨架,而緊密連接的Ti3C2Tx片作為殼。多孔和高導電結構(高達1085 S m-1)賦予環氧樹脂納米復合材料695.9 S m-1的高導電率和在Ti3C2Tx體積含量低為0.74 %的X波段中超過50 dB的電磁干擾(EMI)屏蔽效率,這是迄今為止具有相似MXene負載量的聚合物納米復合材料的最佳結果。
Zhao S,Zhang H, Luo J, et al. Highly Electrically Conductive Three-Dimensional Ti3C2Tx MXene/Reduced Graphene Oxide Hybrid Aerogels with Excellent Electromagnetic Interference Shielding Performances[J]. ACS Nano, 2018.
DOI:10.1021/acsnano.8b05739
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b05739
8. AEM:鋰離子電池在低溫水系電解液中的優異性能
水溶液鋰離子電池可以作為低溫下電池應用的理想候選。與傳統的誤解不同的是,當采用超濃電解質時,水溶液鋰離子電池能夠在低于冰點幾十度的超低溫下正常工作。本文發現嵌入型正極在水溶液電解質中的性能相比普通有機電解液要優異,甚至能在-40攝氏度下工作。本工作對三種低成本鹽類水溶液電解質及相應的電池體系進行了研究,發現在低溫下電荷轉移阻抗是最大的阻抗來源。然而,層狀正極材料在水溶液電解質中接近凝固點時并不會表現出電荷轉移阻抗的顯著增加或充電容量的減少。這種不同的電化學行為為鋰離子電池在水溶液體系中的優異電化學性能提供了基礎。
Ramanujapuram A,et al. Understanding the Exceptional Performance of Lithium-Ion Battery Cathodes in Aqueous Electrolytesat Subzero Temperatures[J]. Advanced Energy Materials, 2018.
DOI: 10.1002/aenm.201802624
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.201802624?af=R