1. Chem. Rev.：3d過渡金屬分子催化計算方法的挑戰與機遇
基于3d過渡金屬系統的通用反應性和特殊電子結構效應引入了額外的復雜性，這對標準計算方法帶來了挑戰。在這篇綜述中，研究人員討論了現代電子結構方法在研究3d過渡金屬分子催化劑反應機理的挑戰和機遇。特別關注解決電子結構計算中多配置問題的方法，并討論了旨在解決過渡金屬密度泛函的發展，特別強調考慮溶劑化效應的方法和實際催化體系的多組分性質，概述了最近的通過基于3d金屬分子催化劑解決催化過程機械復雜性的計算研究，還介紹了涉及無害配體，多組分反應體系，金屬配體和金屬-金屬協同性以及模擬復雜催化體系。作者指出，催化機制的計算研究在很大程度上取決于研究人員的化學直覺和專家意見，那么用于分析反應路徑的先進自動化方法有望消除計算催化研究中的這種人為偏差。
Vogiatzis KD, Polynski M V, Kirkland J K, et al. Computational Approach to Molecular Catalysis by 3d Transition Metals: Challenges and Opportunities[J]. Chemical Reviews, 2018.
DOI: 10.1021/acs.chemrev.8b00361
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.8b00361
2. Chem：重構用于快速K+擴散的正交晶系V2O5多面體
鉀離子電池由于其原料來源豐富、成本低廉等優勢而有望成為鋰離子電池的替代品。然而，K+巨大的離子半徑不可避免地會破壞材料的晶體結構，造成緩慢的擴散動力學。本文通過重構正交晶系V2O5中的V-O多面體設計了具有較大內層結構和優化的生長取向的K0.5V2O5（KVOs）納米帶材料來降低K+的嵌入能壘和擴散勢壘。KVOs表現出高工作電壓、高放電比容量和優異的倍率性能。通過結合電化學實驗和理論計算，研究人員發現這種優異的K+脫嵌性能歸功于較大的內層結構和獨特的1D形貌。
Zhu Y,Zhang Q, et al. Reconstructed Orthorhombic V2O5 Polyhedrafor Fast Ion Diffusion in K-Ion Batteries[J]. Chem, 2018.
DOI: 10.1016/j.chempr.2018.10.004
https://www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(18)30484-4?rss=yes
3. Nat. Commun.：理論指導的表面保護減輕富鋰層狀氧化物的氧釋放
富鋰層狀氧化物正極材料首次循環的表面氧釋放導致表面陽離子致密化和結構重建，嚴重阻礙離子的傳輸和增加阻抗。研究人員使用DFT系統地篩選最佳陽離子摻雜劑，以改善表面含氧量。初始摻雜劑組包括所有過渡金屬，后過渡金屬和準金屬元素，最終將Os，Sb，Ru，Ir和Ta鑒定為高級摻雜劑，并且提出了基于最佳候選者合理化的電子結構。進一步為了驗證，合成了Ta摻雜的Li1.3Nb0.3Mn0.4O2正極材料，與原始的未摻雜的體系相比，顯示出改善的電化學性能以及減輕的氧釋放。
Shin Y,Kan W H, Aykol M, et al. Alleviating oxygen evolution from Li-excess oxidematerials through theory-guided surface protection[J]. Nature Communications,2018.
DOI:10.1038/s41467-018-07080-6
https://www.nature.com/articles/s41467-018-07080-6
4. Nat. Commun.：黑磷/CNT復合纖維用于柔性超級電容器
柔性超級電容器的制造，依然是一項重大挑戰。研究人員將1D CNT納米線通過P-C鍵與2DBP納米片化學橋接，開發了一種基于黑磷（BP）-碳納米管（CNT）異質結構的新型柔性電極。經過高溫處理后，CNT嵌入BP薄片中，促進了層狀電子傳導，增強了機械穩定性，減輕了BP納米薄片的層堆積，BP顯示出類似石墨烯的導電性。進一步，研究人員使用微流體紡絲技術，將混合BP-CNT組裝成非織造纖維，用于超級電容器電極材料。由于BP-CNT的開放二維結構，豐富的通道（孔<1 nm），增強的傳導和機械穩定性以及快速的離子傳輸，柔性電極展示出優異的電化學性能：高能量密度（96.5 mW h cm-3），大體積電容（308.7 F cm-3），長循環穩定性和高柔韌性。
Wu X, Xu Y,Hu Y, et al. Microfluidic-spinning construction of black-phosphorus-hybridmicrofibres for non-woven fabrics toward a high energy density flexible supercapacitor[J]. Nature Communications, 2018.
DOI:10.1038/s41467-018-06914-7
https://www.nature.com/articles/s41467-018-06914-7
5. Nat. Commun.：蛋白冠層屏蔽納米粒子用于靶向給藥
通過納米顆粒進行靶向給藥可以減少藥物的副作用并提高療效。然而，由于納米顆粒與生物系統之間的界面上相互作用難以調節，以納米顆粒為基礎的藥物遞送系統的臨床轉化仍然十分困難。Oh等人提出了一種將納米顆粒的靶向策略與超分子重組融合蛋白結合的方法。一旦吸附的融合蛋白在納米顆粒上達到熱力學穩態，它就會減少與血清蛋白的相互作用，以防止巨噬細胞清除納米顆粒，也可同時確保藥物遞送系統的靶向功能不受影響。這一研究通過調控納米粒子與生物系統之間的界面，對超分子結構蛋白冠層作為靶向劑的應用前景進行了深入探討。
Oh J Y, KimH S, et al. Cloaking nanoparticles with protein corona shield for targeted drug delivery[J]. Nature Communications, 2018.
DOI:10.1038/s41467-018-06979-4
https://www.nature.com/articles/s41467-018-06979-4
6. Nat. Commun.：激光誘導的納米氣泡改善細菌生物膜中的藥物擴散和藥效
阻礙抗生素滲透生物膜是細菌對抗生素產生耐藥性的原因之一。Teirlinck等人研究了激光誘導的納米氣泡(VNBs)在干擾生物膜完整性和改善抗生素擴散方面的應用。結果表明，革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性的生物膜均可負載70 nm的金納米顆粒，隨后利用激光照射可在生物膜內形成VNBs。VNBs的形成會使得生物膜局部被破壞，從而將妥布霉素的療效提高1-3個數量級。這種利用激光誘導的VNBs來破壞生物膜從而改善抗生素的擴散和療效將為克服細菌耐藥性提供新的思路。
Teirlinck E, Xiong R H, et al. Laser-induced vapournanobubbles improve drug diffusion and efficiency in bacterial biofilms[J]. Nature Communications, 2018.
DOI: 10.1038/s41467-018-06884-w
https://www.nature.com/articles/s41467-018-06884-w
7. JACS：CO再也不是異相催化劑的毒藥
CO很容易與貴金屬配位，從而毒化催化劑活性位點，催化界一直對其避而遠之。來自韓國的Hyungjun Kim和Chang Hyuck Choi教授團隊報道了CO保護的原子級分散的Pt納米催化劑，在HER中表現出超高穩定性和活性。研究發現，相較于純Pt催化劑，CO非但沒有毒化催化劑，反而起到了促進催化活性的功能。
Kwon H C, Kim M, Kim H, et al. Carbon Monoxide as a Promoter of Atomically Dispersed Platinum Catalyst in Electrochemical Hydrogen Evolution Reaction[J]. Journalof the American Chemical Society, 2018.
DOI:10.1021/jacs.8b09211
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.8b09211
8. 金松&潘安練JACS：一種會發多色光的鈣鈦礦！
金松聯合潘安練課題組通過溶液法外延生長，制備垂直堆疊的二維雙異質和多層異質結構鈣鈦礦((PEA)2(MA)n-1PbnI3n + 1)。這些異質結構呈現原子級清晰的界面并顯示出不同的特征光致發光。研究結果表明，由于自然I型帶對齊，更高能帶隙的內部能量轉移（更低的n值）到更低帶隙（更高的n值）鈣鈦礦層。利用表面結合的配體作為空間障礙防止異質結內離子遷移。這為制造鈣鈦礦-鈣鈦礦異質結提供了新的策略。這些高光譜純度，多色發射的異質結有望用于發光應用。
Fu Y, et al. Multicolor Heterostructures of Two-Dimensional Layered Halide Perovskites that Show Interlayer Energy Transfer[J]. Journal of the American Chemical Society,2018.
DOI: 10.1021/jacs.8b07843
https://doi.org/10.1021/jacs.8b07843
9. Angew.：無標記顯示活菌中的碳青霉烯酶活性
在生物醫學研究中，對細胞內酶活性進行評估是一個重要的研究領域。Zhang等人報道了一種無標記的實時監測活性細菌中A類、B類和D類的碳青霉烯酶催化活性的方法。這一方法也為檢測OXA-48類物質提供了一種新的途徑。這種方法與常規方法相比，其具有的高靈敏度(97%)和特異性(100%)均表現更好，因此也更有潛力應用于廣泛和多樣的細胞及生理過程。
Zhang Y,Lei J, et al. Label-Free Visualization of Carbapenemase Activity in Living Bacteria[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.
DOI:10.1002/anie.201810834
http://dx.doi.org/10.1002/anie.201810834
10. 宋延林AM：21.06%效率，又是一篇超穩2D/3D鈣鈦礦太陽能電池
宋延林課題組通過將2D C6H18N2O2PbI4（EDBEPbI4）微晶引入前體溶液中，沉積的3D鈣鈦礦膜的晶界垂直鈍化，具有相純的2D鈣鈦礦。純相（無機層數n = 1）2D鈣鈦礦可以使低維鈣鈦礦中的限域光生電荷載流子最小化，主導垂直對準不影響電荷載流子提取。因此，2D-3D混相三元的太陽能電池效率高達21.06％，并表現出超穩定性（在空氣中3000小時后保持90％的初始效率）。
[注：EDBE 代表2,2-(ethylenedioxy)bis(ethylammonium)]
Li P, Zhang Y, et al. Phase Pure 2D Perovskite for High-Performance 2D–3D Heterostructured Perovskite Solar Cells[J]. Advanced Materials,2018.
DOI: 10.1002/adma.201805323
https://doi.org/10.1002/adma.201805323
11. 劉生忠EES：20.62%效率，分子鈍化二維/FAPbI3鈣鈦礦光伏器件
劉生忠團隊首先構筑二維（RP結構）/三維（FAPbI3）結構，并通過分子半導體對其進行鈍化。RP結構和分子半導體可以提高FAPbI3薄膜的質量，協同地解決了FAPbI3的長期不穩定性。組裝的鈣鈦礦太陽能電池效率高達20.62%，在t80環境下，未封裝的電池穩定2880小時。
Niu T, Lu J, Tang M, et al. High performanceambient-air-stable FAPbI3 perovskite solar cells with molecule-passivated Ruddlesden-Popper/3D heterostructured film[J]. Energy &Environmental Science, 2018.
DOI: 10.1039/c8ee02542h
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/ee/c8ee02542h#!divAbstract
12. 吳長征AccountsChem. Res.：電催化電極材料的表界面工程
吳長征團隊概述了在電催化領域里，無機低維電極材料的表界面修飾策略的最新進展。并總結了幾個重要的規定尺寸約束、結合、表面重構、界面調控和缺陷工程的策略。重點關注無機低維電極材料，選擇合適的表面和界面改性策略將有效地調節其電催化活性，這將有助于開發該類材料的潛在應用，例如電催化水分解，可充電金屬電池和燃料電池等領域。總而言之，表面和界面調控工程可以為無機電極材料的設計提供新的認識，便于快速推進電極材料的電催化性能。
Chen P,Tong Y, Wu C, et al. Surface/Interfacial Engineering of InorganicLow-Dimensional Electrode Materials for Electrocatalysis[J]. Accounts of Chemical Research, 2018.
DOI: 10.1021/acs.accounts.8b00266
https://doi.org/10.1021/acs.accounts.8b00266
