1. Sci. Adv.：用于離子傳輸?shù)囊壕?氧化石墨烯凝膠纖維的動(dòng)態(tài)組裝
具有結(jié)晶性的膠態(tài)分散體在制備超結(jié)構(gòu)方面具有很大的應(yīng)用前景。例如，當(dāng)氧化石墨烯(GO)片以液晶態(tài)組裝時(shí)，它們可以通過(guò)濕法紡絲過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)镚O的有序宏觀形式，例如纖維。在此，T. H. Han等報(bào)告了，通過(guò)加強(qiáng)層間相互作用，也靜態(tài)氧化石墨烯（LCs）轉(zhuǎn)變成機(jī)械強(qiáng)度強(qiáng)的水凝膠，可以很容易地制成高度規(guī)整取向的纖維結(jié)構(gòu)。高度取向（取向因子, f = 0.71）的GO水凝膠薄膜比低度取向（取向因子, f = 0.01）的離子電導(dǎo)率高2倍。
Park H, Lee K H, Kim Y B, et al. Dynamic assembly of liquid crystalline graphene oxide gel fibers for ion transport[J]. Science Advances, 2018.
DOI: 10.1126/sciadv.aau2104
http://advances.sciencemag.org/content/4/11/eaau2104
2. 武漢理工黃福志NC：無(wú)滯后高效柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池槽模印刷SnO2的通用鈍化策略
鈣鈦礦太陽(yáng)能電池（PSC）已經(jīng)達(dá)到了令人印象深刻的超過(guò)23%的效率。它的一個(gè)具有前途的特點(diǎn)是低成本可印刷性，特別是對(duì)于柔性太陽(yáng)能電池。然而，在粗糙和柔軟的塑料襯底上大面積均勻的印刷電子傳輸層仍然面臨很大的挑戰(zhàn)。黃福志課題組發(fā)展了槽型印刷高效柔性SnO2薄膜太陽(yáng)能鈣鈦礦電池。忽略制備方法，用通用的鉀界面鈍化抑制氧化錫層引起的固有滯后現(xiàn)象。結(jié)果表明，鉀離子，而不是陰離子，有利于鈣鈦礦顆粒的生長(zhǎng)，鈍化界面，并有助于提高效率和穩(wěn)定性。小尺寸的PSC效率高達(dá)17.18%，大尺寸（5 × 6 cm2）柔性模塊的效率超過(guò)了15%。這種鈍化策略顯示了追求高性能大面積柔性PSC的巨大希望。
Bu T, Li J, Zheng F, et al. Universal passivation strategy to slot-dieprinted SnO2 for hysteresis-free efficient flexible perovskite solarmodule[J]. Nature Communications, 2018.
DOI: 10.1038/s41467-018-07099-9
https://www.nature.com/articles/s41467-018-07099-9
3. 武大付磊JACS：液態(tài)金屬上生長(zhǎng)2D GaN單晶
2D氮化鎵（GaN）因其量子限制效應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)深紫外發(fā)射，激子效應(yīng)和電子傳輸性質(zhì)而備受關(guān)注。然而，目前獲得的2D GaN僅可以作為原子級(jí)薄量子阱或納米級(jí)島的嵌入層存在，限制了其固有特性進(jìn)一步探索。武漢大學(xué)付磊課題組首次報(bào)道了2D GaN單晶的成功生長(zhǎng)，并研究了GaN單晶在2D極限下的性能。使用尿素作為氮源，通過(guò)CVD的表面限制氮化反應(yīng)（SCNR）在液態(tài)金屬Ga上進(jìn)行生長(zhǎng)微米級(jí)2DGaN單晶，并證明2D GaN具有均勻增量晶格，獨(dú)特的聲子模式，藍(lán)移光致發(fā)光發(fā)射和提高內(nèi)部量子效率，為以前的理論預(yù)測(cè)提供直接證據(jù)。生長(zhǎng)的2D GaN表現(xiàn)出160 cm2 V-1 s-1的電子遷移率。這些發(fā)現(xiàn)為2D GaN單晶的潛在光電應(yīng)用鋪平了道路。
Chen Y,Liu K, Liu J, et al. Growth of 2D GaN Single Crystals on Liquid Metals[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.
DOI:10.1021/jacs.8b08351
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b08351
4. JACS：高離子電導(dǎo)率的金剛石 Li6+xP1-xGexS5I用于全固態(tài)電池
具有無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)的全固態(tài)電池是目前提高鋰電技術(shù)安全性的最佳候選者，但需要具有更高離子電導(dǎo)率的固體電解質(zhì)，其中納米金剛石吸引了很多人的興趣。Wolfgang G. Zeier課題組系統(tǒng)地探討了使用X射線和中子衍射以及阻抗和核磁共振相結(jié)合的方法研究了Li6+xP1-xGexS5I中異價(jià)取代的影響。隨著Ge含量的增加，誘導(dǎo)了陰離子紊亂。結(jié)構(gòu)變化和增加的晶格體積致使打開(kāi)了瓶頸，核磁共振表明籠間跳躍更容易發(fā)生。在弧形結(jié)構(gòu)中面心立方晶格的相互滲透意味著只需要很低程度的無(wú)序就能達(dá)到滲透閾值。由于這些結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致的活化勢(shì)壘下降，導(dǎo)致目前金剛石在冷壓狀態(tài)下最快的離子電導(dǎo)率可達(dá)5.4±0.8 mS cm-1，燒結(jié)后為18.4±2.7 mS cm-1。這些高離子電導(dǎo)率能夠在厚電極固態(tài)電池內(nèi)成功實(shí)施，該全固態(tài)電池在150個(gè)循環(huán)中顯示出可忽略的容量衰減。
Kraft M A,Ohno S, Zinkevich T, et al. Inducing high ionic conductivity in the lithiumsuperionic argyrodites Li6+xP1-xGexS5I for all-solid-state batteries[J]. Journalof the American Chemical Society, 2018.
DOI: 10.1021/jacs.8b10282
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b10282
5. JACS：不定碳在二氧化鈦光催化固氮中的作用
常壓條件下，二氧化鈦光催化固氮已經(jīng)被研究了幾十年，然而常壓條件下吸附惰性N2分子的活性位點(diǎn)和室溫條件下解離氮氮三鍵的機(jī)理還不清楚。該工作采用近常壓X射線光電子能譜和密度泛函理論計(jì)算金紅石（110）表面的活性狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，只有存在不定型表面碳，才能觀察到在光子驅(qū)動(dòng)下的N2和TiO2的相互作用，并且計(jì)算結(jié)果表明，N2和作為表面結(jié)合碳自由基的碳置換位點(diǎn)（C*）之間存在著強(qiáng)相互作用。提出了碳助氮還原機(jī)理，并證明它是熱力學(xué)可行的。這一發(fā)現(xiàn)為T(mén)iO2光催化固氮長(zhǎng)期存在的神秘性提供了分子尺度的解釋。結(jié)果表明，控制和表征碳基活性中心可為設(shè)計(jì)更有效的光電催化劑和提高實(shí)驗(yàn)重現(xiàn)性提供一條途徑。
Comer B M, Liu Y, Dixit M B, et al. The Role of AdventitiousCarbon in Photo-catalytic Nitrogen Fixation by Titania[J]. Journal of the American Chemical Society,2018.
DOI: 10.1021/jacs.8b08464
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b08464
6. 大連理工彭孝軍JACS：基于結(jié)構(gòu)固有靶向性去設(shè)計(jì)光敏劑增強(qiáng)腫瘤治療
具有結(jié)構(gòu)固有靶向性(SIT)的試劑在臨床精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)中非常重要。然而，可以同時(shí)進(jìn)行癌癥診斷和靶向光動(dòng)力治療(PDT)的SIT光診療材料還很少。Li等人首次提出利用福斯特共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)機(jī)制構(gòu)建一種全能的SIT光診療系統(tǒng)。這種方法不僅可以使傳統(tǒng)的光敏劑具有高效的靶向腫瘤的作用，同時(shí)還可以提高其光敏活性，從而顯著提高治療效果。得益于FRET的效果，材料的采光能力和1O2的產(chǎn)量得到了明顯提高。并且其他有利的特性，，包括特異性靶向線粒體，增強(qiáng)的細(xì)胞攝取以及理想的生物相容性也都得到了實(shí)現(xiàn)。這種SIT平臺(tái)也將為未來(lái)的癌癥精準(zhǔn)治療提供一個(gè)新的思路。
Li M, LongS, et al. De Novo Design of Phototheranostic Sensitizers based on “Structure-inherent Targeting” for Enhanced Cancer Ablation[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.
DOI: 10.1021/jacs.8b09117
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b09117
7. 中國(guó)工程物理研究院AM：介孔CuGaO2層提高倒置鈦礦太陽(yáng)能電池性能
Liu等人開(kāi)發(fā)出一種能帶梯度漸變和雙層無(wú)機(jī)空穴傳輸層（HTM）（即，致密層NiOx，介孔層CuGaO2）。由于鈣鈦礦/HTM的接觸面積增加，介孔CuGaO2層可以有效地從鈣鈦礦中提取空穴。NiOx，CuGaO2和鈣鈦礦中構(gòu)建的分級(jí)能量梯度排列可以促進(jìn)載流子轉(zhuǎn)移和抑制電荷復(fù)合。因此，基于新介觀倒置電池效率為20％。另外，未封裝的電池在氮?dú)鈿夥罩性?5 ℃下熱老化1000小時(shí)，仍保持其原始效率的80％以上，證明了電池的優(yōu)異熱穩(wěn)定性。
Chen Y, Yang Z, et al. Design of an Inorganic Mesoporous Hole-Transporting Layer for Highly Efficient and Stable Inverted Perovskite Solar Cells[J]. Advanced Materials, 2018.
DOI: 10.1002/adma.201805660
https://doi.org/10.1002/adma.201805660
8. AM綜述：碳基抗菌納米材料
細(xì)菌對(duì)抗生素產(chǎn)生的耐藥性使得開(kāi)發(fā)新的替代抗菌劑非常重要。近年來(lái)，將納米材料作為抗菌劑的應(yīng)用研究表明，其在防治感染性疾病的方面具有巨大的潛力。在抗菌納米材料中，碳基納米材料因其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)和較高的生物安全性而備受關(guān)注。Xin等人從抗菌性碳納米管（CNMs）的物理化學(xué)特性入手，綜述了近年來(lái)抗菌性CNMs的研究進(jìn)展，并且詳細(xì)介紹了這些材料的抗菌活性機(jī)制，包括物理/機(jī)械損傷、氧化應(yīng)激、光熱/光催化作用、抑制細(xì)菌代謝以及CNMs與其他抗菌材料聯(lián)合使用時(shí)的協(xié)同作用；總結(jié)了CNMs的理化性質(zhì)對(duì)其抗菌活性的影響；最后也討論了目前抗菌性CNMs存在的問(wèn)題，并對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行了展望。
Xin Q, Shah H, et al. Antibacterial Carbon-Based Nanomaterials[J]. Advanced Materials, 2018.
DOI: 10.1002/adma.201804838
https://doi.org/10.1002/adma.201804838
9. 昆士蘭大學(xué)ACS Nano：用于研究納米材料外滲和腫瘤積累的芯片
納米顆粒在腫瘤的積累依賴(lài)于一個(gè)重要的機(jī)制，即增強(qiáng)的滲透性和保留(EPR)效應(yīng)。但要深刻理解EPR效應(yīng)仍然是一個(gè)不小的難題。Wang等人報(bào)道了利用微流體腫瘤血管芯片 (TVOC)來(lái)研究了納米顆粒在腫瘤組織滲出和積累的情況。TVOC模擬了兩個(gè)重要的生物屏障，即腫瘤血管和具有致密胞外基質(zhì)(ECM)的三維腫瘤組織。完整的三維腫瘤脈管系統(tǒng)可選擇性通過(guò)小分子(20 kDa)的，并且利用細(xì)胞因子的刺激進(jìn)一步調(diào)節(jié)了腫瘤的通透性。這種TVOC模型與致密的ECM中的腫瘤球形體相結(jié)合，能夠預(yù)測(cè)納米顆粒在體內(nèi)腫瘤積累情況，從而為評(píng)價(jià)納米顆粒提供了一個(gè)強(qiáng)大的平臺(tái)。
Wang H,Ran R, et al. Tumor-Vasculature-on-a-Chip for Investigating Nanoparticle Extravasation and Tumor Accumulation[J]. ACS Nano, 2018.
DOI:10.1021/acsnano.8b06846
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b06846
10. ACS Nano：碳納米管在小鼠胸膜炎癥模型中的致病閾值
定性和定量地評(píng)價(jià)與納米材料的致病性相關(guān)的物理化學(xué)參數(shù)對(duì)于綜合調(diào)控和設(shè)計(jì)安全的材料具有重要意義。Lee等人報(bào)告了納米材料的剛性與其體內(nèi)外毒性之間的關(guān)系數(shù)據(jù)。在體外實(shí)驗(yàn)中，研究者利用分化的THP-1細(xì)胞發(fā)現(xiàn)只有高度剛性的多壁碳納米管(MWCNTs)和石棉纖維才會(huì)導(dǎo)致穿孔和細(xì)胞吞噬作用失敗。因此實(shí)驗(yàn)認(rèn)為可以將彎曲比為0.97，靜態(tài)彎曲持續(xù)長(zhǎng)度為1.08作為石棉樣致病性的剛性閾值。這一研究對(duì)于基于MWCNTs的綜合安全性調(diào)控設(shè)計(jì)是大有幫助的。
Lee D K, Jeon S, et al. Threshold Rigidity Values for the Asbestos-Like Pathogenicity of High Aspect Ratio Carbon Nanotubes in aMouse Pleural Inflammation Model[J]. ACS Nano, 2018.
DOI: 10.1021/acsnano.8b03604
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b03604
