1. Joule評述：鈣鈦礦藍色LED！
隨著全球能源消費的日益增多，藍色發光二極管（LED）的發現和開發對節能白光LED具有深遠的意義。基于外延InGaN的商用藍光LED目前處于主導地位。開發替代材料可能會對照明行業和抑制氣候變化產生巨大影響。最近，Congreve在Joule期刊發表最新研究成果，通過Mn摻雜金屬鹵化物鈣鈦礦納米晶，能夠制備出低成本、高效和光亮的藍色LED。
Hou S, Gangishetty M K, Quan Q,et al. Efficient Blue and White Perovskite Light-Emitting Diodes via Manganese Doping[J]. Joule, 2018.
DOI: 10.1016/j.joule.2018.08.005
https://doi.org/10.1016/j.joule.2018.08.005
2. Joule綜述：掩模對太陽能電池的Voc和FF因子的影響
對于小面積器件的研究，各種類型的邊緣效應進而會高估短路電流密度。因此，常見的策略是采用掩膜版規范器件的活性面積。Kiermasch等人通過實驗和理論分析該策略。這種常見做法會影響Voc開路電壓和FF填充因子，并對短路電流密度產生影響。雖然引起了錯誤通過使用掩模的電壓和填充因子通常小于誤差范圍，但另一方面，在不使用掩膜版的情況下，電流很難正確真實地被描述。
Kiermasch D, Gil-Escrig L,Bolink H J, et al. Effects of Masking on Open-Circuit Voltage and Fill Factorin Solar Cells[J]. Joule, 2018.
DOI: 10.1016/j.joule.2018.10.016.
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435118305075
3. 鞏金龍Angew.封面：CO2制甲醇，最高法拉第效率53.6%
界面活性位在催化反應中具有極其重要的作用，但是針對CO2光電催化還原反應中界面活性位的本質還不甚了解。有鑒于此，天津大學化工學院鞏金龍教授課題組通過在Cu2O薄膜表面沉積金屬態Cu，成功構建了Cu/Cu2O界面，并用于CO2還原的機理研究。該催化劑將CO2高效還原為甲醇，最高法拉第效率可達53.6%。后續研究表明，Cu/Cu2O調節了H* 和CO*中間態的吸附能力，提高了產物的選擇性。
Chang X, Wang T, Gong J, et al. Tuning Cu/Cu2O Interfaces for the Reduction of Carbon Dioxide to Methanol in Aqueous Solutions[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.
DOI: 10.1002/anie.201805256
https://doi.org/10.1002/anie.201805256
4. 華南理工李國強AM：夾在石墨烯和Si襯底之間的二維AlN層
2D材料在下一代光電器件中具有巨大的應用潛力，但III族氮化物半導體2D AlN的合成仍然具有挑戰性。華南理工大學李國強課題組通過金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)在Si襯底上物理轉移石墨烯方式外延生長2D AlN層，通過電鏡確認夾在石墨烯和Si襯底之間的2D AlN層。在生長過程中，石墨烯/ Si異質結構與H2的氫化保證了2D AlN層的形成。在沒有氫化的情況下，石墨烯和Si襯底之間沒有發現中間層。研究人員進一步研究了二維AlN層的形成機理和氫化對二維AlN層形成的影響，結果表明，氫化在2D AlN的形成中非常重要。它打破了石墨烯的結構，鈍化了石墨烯和Si襯底之間的懸空鍵，打開了AlN前體原子進入中間層的路徑。通過理論和實驗進一步預測和確定了2D AlN層的Eg值。這種超寬帶隙半導體在深紫外光電應用中具有很大的前景。
Wang W,Zheng Y, Li X, et al. 2D AlN Layers Sandwiched Between Graphene and Si Substrates[J]. Advanced Materials, 2018.
DOI: 10.1002/adma.201803448
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201803448
5. AM：用于捕獲碳的MXene
沸石和MOF已經成為捕獲CO2有希望的候選材料。然而，由于有限的CO2/N2選擇性和長期穩定性，挑戰仍然存在。在碳捕獲（CC）領域，預計MXene可以高效捕獲CO2，但MXene表面被認為是無終止的，考慮到目前MXene的濕化學制備路線，實驗上是不切實際的。為了解開MXene非相干終止或吸附其他分子（如CO2）的潛力，Per O. ?. Persson課題組用一種新方法將MXene原型Ti3C2Tx 進行處理。使用原位環境透射電子顯微鏡（ETEM），對單個Ti3C2Tx片材進行初始高溫處理以解吸F，隨后進行H2暴露以從表面除去持久性O終止，然后將終止耗盡的MXene暴露于CO2氣體，發現了第一個MXene被非相干分子終止，有效吸附CO2氣體（≈12 mol kg-1）。此外，表面終止耗盡的MXene暴露于N2氣體，沒有觀察到N吸附，這也與第一性原理計算一致。吸附效率與CO2/N2選擇性以及化學和熱穩定性相結合，確定了Ti3C2 MXene作為碳捕獲（CC）應用的新材料。
Persson I,Halim J, Lind H, et al. 2D Transition Metal Carbides (MXenes) for Carbon Capture[J]. Advanced Materials, 2018.
DOI:10.1002/adma.201805472
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201805472
6. 蘇大李彥光AM：共軛鈷酞菁作為柔性Li-CO2電池的可再加工催化劑
Li-CO2電池實際可行性的關鍵取決于用于可逆形成和分解Li2CO3的有效且低成本的正極催化劑。蘇州大學李彥光課題組通過簡便的微波加熱方法制備了共軛鈷聚酞菁(CoPPc)，具體是由1,2,4,5-四氰基苯（TCNB）和Co2+以2：1的化學計量比進行微波制備。該材料具有彈性，可以再加工以緊密涂覆在碳布集流體。電化學測試表明，CoPPc對可逆的Li2CO3形成和分解表現出高催化活性。其催化活性和彈性使得能夠制造具有小的充放電極化和優異循環穩定性的易熔Li-CO2電池。此外，聚合物催化劑的彈性和可再加工性可以制造柔性Li-CO2電池。
Chen J, Zou K, Ding P, et al. Conjugated Cobalt Polyphthalocyanine as the Elastic and Reprocessable Catalyst for Flexible Li-CO2 Batteries[J]. Advanced Materials, 2018.
DOI: 10.1002/adma.201805484
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201805484
7. 郭少軍/陳人杰AM：褶皺Ir納米片完全覆蓋多孔碳納米纖維用于Li-CO2電池
非質子Li-CO2電池是一種新型綠色能源儲存轉換系統，但由于放電產物Li2CO3的絕緣和不溶性，使電池具有高極化和差循環性，因此設計在充放電過程中降低Li-CO2電池過電位的高效正極催化劑非常重要。北大郭少軍與北理陳人杰課題組報道了將超薄高密度褶皺Ir納米片完全錨定在N摻雜碳納米纖維表面上（Ir NS-CNF），作為Li-CO2電池正極材料。三點作用：1#超薄的2D褶皺Ir納米片可以在電化學反應中暴露足夠的活性位點；2#因為在充放電過程中產生的自由基物種易于腐蝕碳材料以形成副產物，而Ir納米片的完全涂層結構可以有效地保護碳基質免受腐蝕；3#Ir納米片催化劑可以使不溶性放電產物在充電過程中容易分解。這些重要特性使IrNS-CNF作為正極具有迄今為止報道的最小電荷過電位。非原位分析表明，放電過程中，Ir NS-CNF可以極大地穩定無定形中間體（可能是Li2C2O4）并延遲其進一步轉變為Li2CO3，充電過程中，可以使Li2CO3易于完全分解，這是提高Li-CO2電池性能的關鍵。
Xing Y,Yang Y, Li D, et al. Crumpled Ir Nanosheets Fully Covered on Porous Carbon Nanofibers for Long‐Life Rechargeable Lithium–CO2Batteries[J]. Advanced Materials, 2018.
DOI:10.1002/adma.201803124
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201803124
8. 復旦大學AM：NIR-II區上轉換納米材料在體內進行組裝和分解以改善生物成像
用于生物成像的造影劑往往在病灶處積累較低，而在網狀內皮系統(RES)中的攝取較高。通過在體內組裝納米顆粒則可以改善其在腫瘤和炎癥區域的富集。然而，由于納米粒子在RES中被攝取，這種組裝也會發生在肝臟和脾臟，這就會導致更高的生物成像背景和更嚴重的健康危害，進一步阻礙臨床應用。Zhao等人提出了一種近紅外(NIR)控制的超分子工程策略，實現了鑭系上轉換納米粒子與NIR-II區納米材料在體內的組裝和分解，從而實現了對腫瘤的精確生物成像。這一策略也可用于設計其他納米微尺度造影劑，以提高生物成像信噪比并降低其長期的細胞毒性。
Zhao M, Li B, et al. Supramolecularly Engineered NIR-II and Upconversion Nanoparticles In Vivo Assembly and Disassembly to Improve Bioimaging[J]. Advanced Materials, 2018.
DOI: 10.1002/adma.201804982
https://doi.org/10.1002/adma.201804982
9. ACS Nano：對石墨烯基材料的安全評估
石墨烯及其衍生物被譽為奇跡般的材料，其在儲能、生物醫藥等眾多領域有著廣泛的應用。隨著石墨烯基材料(GBMs)被不斷開發，人們需要全面評估這些材料對人類健康和環境的潛在影響。Fadeel等人從GBMs的合成和表征出發，討論了GBMs在體外和體內模型系統中對人體和環境的危害評估，目的是為了說明并不是所有的GBMs生物學效應都是一樣的，對于這類材料的構效關系還需進一步研究。
Fadeel B, Bussy C, et al. Safety Assessment of Graphene-Based Materials: Focus on Human Health and the Environment[J]. ACS Nano, 2018.
DOI: 10.1021/acsnano.8b04758
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b04758
10. ACS Nano：用于定制電子設備的水性鋅離子電池
無線電子設備需要具有可以快速設計和定制形狀，以實現形狀一致集成的小型可充電電池。研究人員結合靜電紡絲，激光微機械加工和3D打印技術，創建定制幾何形狀的高功率水性鋅離子電池（ZIB），電池是由聚苯胺（PANI）涂層碳纖維（PANI/CF）正極，激光微機械鋅（Zn）負極和多孔隔膜構成，3D打印幾何形狀包裝，包括矩形，圓柱形，H形和環形。利用立體光刻（SLA）來創建自定義，使用激光微機械加工來生產電池組件的必要形狀，用于填充SLA印刷包裝。PANI/CF正極具有高表面積和導電性，產生高倍率（~600 C）性能。由于Zn-PANI電池對氧氣和水分的出色穩定性，它們在電解質水溶液中表現出優異的循環穩定性。研究人員展示了具有可調電壓和容量的可充電電池組，其使用堆疊電極，通過將環形電池組與電子元件共形地集成來展示可穿戴光電傳感器，以突出該方法所提供的設計靈活性。
Kim C, Ahn B Y, Wei T, et al.High Power Aqueous Zinc-Ion Batteries for Customized Electronic Devices[J]. ACS Nano, 2018.
DOI: 10.1021/acsnano.8b02744
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b02744
