1.Nat. Mater.:冠醚包覆石墨烯構建高機械敏感離子通道!
調控離子在納米尺度孔道中的透過性,在納流體計算和藥物輸運等領域具有重要作用。美國國家標準與技術研究所A. Smolyanitsky團隊基于冠醚包覆的石墨烯材料,首次實現了一種對晶格應力具有指數級別敏感度的固態(tài)離子通道,并進行了大量的室溫分子動力學模擬予以驗證。
Fang A, Smolyanitsky A, et al. Highly mechanosensitive ion channels from graphene-embedded crown ethers[J]. Nature Materials, 2018.
DOI: 10.1038/s41563-018-0220-4
https://www.nature.com/articles/s41563-018-0220-4
2.Nat. Nanotechnol.:納米尺度焦耳熱實現MTJ微波放大器!
在納米尺度機器中,大量熱損耗導致熱驅動的引擎很難實現。日本大阪大學Yoshishige Suzuki團隊利用納米MTJ(磁遂穿結)中的焦耳熱產生了巨大的自旋力矩。研究人員認為,焦耳熱增強了自由層中電壓控制的磁各向異性。基于這種熱-自旋轉化,研究人員實現了1997年提出的基于MTJ的微波放大器。
Goto M, Suzuki Y, et al. Microwave amplification in a magnetic tunnel junction induced by heat-to-spin conversionat the nanoscale[J]. Nature Nanotechnology, 2018.
DOI: 10.1038/s41565-018-0306-9
https://www.nature.com/articles/s41565-018-0306-9
3.Nat. Nanotech.:無溶劑,無添加劑的規(guī)模化生產鈣鈦礦薄膜的技術問世
Turkevych等人首次采用多碘化物熔體,用于無溶劑和無添加劑的鈣鈦礦薄膜制造。并在大面積上具有明顯的優(yōu)勢。該方法依次采用化學計量的CH3NH3I(MAI)或混合的CsI / MAI / NH2CHNH2I(FAI)涂覆在納米級金屬Pb層,隨后暴露于碘蒸氣中反應。瞬間形成的MAI3(L)或Cs(MA,FA)I3(L)多碘化物液體在接近室溫下將Pb層轉化為純相鈣鈦礦膜而沒有副產物或未反應的組分。例如在FTO上的100 cm2和PET/ITO基板上的600 cm2,均可以獲得高度均勻和相對大面積的MAPbI3鈣鈦礦薄膜。制備的平板型電池效率為16.12%,和17.18%(介孔型)。
Turkevych I, et al. Strategic advantages of reactive polyiodide melts for scalable perovskite photovoltaics[J]. Nature Nanotechnology, 2018.
DOI: 10.1038/s41565-018-0304-y
https://doi.org/10.1038/s41565-018-0304-y
4.鄢炎發(fā)Nat. Energy:21%效率,雙結疊層鈣鈦礦太陽能電池
多結全鈣鈦礦串聯太陽能電池是高效率和低制造成本的下一代太陽能電池的最佳選擇。然而,缺乏高質量的低帶隙鈣鈦礦吸收層嚴重阻礙了高效穩(wěn)定的全鈣鈦礦串聯太陽能電池的發(fā)展。鄢炎發(fā)課題組報道一種通過摻入氯,增加混合錫-鉛低帶隙(~1.25 eV)鈣鈦礦晶粒和減少電子無序的鈍化策略。這使得厚吸收層(~750 nm)可以制造高效的低帶隙鈣鈦礦太陽能電池,這是高效串聯太陽能電池的必要條件。這種改進使得能夠制造雙端全鈣鈦礦串聯太陽能電池,其效率高達21%,穩(wěn)態(tài)效率為20.7%。在連續(xù)照明下操作80小時后,效率保持在其初始性能的85%。
Zhao D, Chen C, et al.Efficient two-terminal all-perovskite tandem solar cells enabled byhigh-quality low-band gap absorber layers[J]. Nature Energy, 2018.
DOI: 10.1038/s41560-018-0278-x
https://doi.org/10.1038/s41560-018-0278-x
5.Nat. Commun.:高效且長壽命的藍色OLED!
提高藍色OLED的壽命和效率,困難重重!德國Denis Andrienko和Robert Lovrincic團隊發(fā)展了一種單色磷光敏化的熒光策略,實現了高效且穩(wěn)定的天藍色OLED,輻射衰減時間達到亞微秒區(qū)間。通過改變熒光輻射源的濃度,研究人員發(fā)現,壽命和輻射衰減時間的減少成比例關系,操作穩(wěn)定性可以達到320 h(80%衰減,起始亮度1000cd/m2)。
Heimel P, Andrienko D, Lovrincic R, et al.Unicolored phosphor-sensitized fluorescence for efficient and stable blue OLEDs[J].Nature Communications, 2018.
DOI: 10.1038/s41467-018-07432-2
https://www.nature.com/articles/s41467-018-07432-2
6.Nat. Commun.:等離激元金屬/半導體光催化CO2還原的界面研究!
光催化CO2還原過程中,光誘導的電荷轉移過程及其對光催化性能的影響,至今尚不明細。西班牙Laura Collado等人利用原位的時間分辨光譜結合理論計算,揭示了Ag/TiO2光催化CO2還原的界面電荷動力學效應。研究表明,等離激元/半導體界面可引入協(xié)同的光學和電子效應,從而改性界面電荷的產生和電子傳遞動力學,驅動CO2光還原生成更需要電子的產物。
Collado L, Reynal A, Serrano D P, et al.Unravelling the effect of charge dynamics at the plasmonic metal/semiconductor interface for CO2 photoreduction[J]. Nature Communications,2018.
DOI: 10.1038/s41467-018-07397-2
https://www.nature.com/articles/s41467-018-07397-2
7.兩幅圖一篇Nat. Commun.:預測高熵材料!
高熵材料具有更優(yōu)異的性能和功能,理論預測配合實驗,不失為尋找更多高熵材料的有效辦法。美國杜克大學Stefano Curtarolo和加州大學圣地亞哥分校Kenneth S.Vecchio團隊合作,提出了一種理論預測高熵材料是否可以實現的熵形成指標。基于該指標的理論指導和實驗嘗試,研究團隊成功發(fā)展了一種無序的高熵高硬度五金屬碳化物。
Sarker P, Harrington T, Vecchio K S, et al. High-entropy high-hardness metal carbides discovered by entropy descriptors[J]. Nature Communications, 2018.
DOI: 10.1038/s41467-018-07160-7
https://www.nature.com/articles/s41467-018-07160-7
8.Nat. Commun.:炎癥小體對I型干擾素信號通路和抗瘧疾免疫反應的調節(jié)
炎癥小體在炎癥和對病原體的免疫反應中具有關鍵性作用。然而,人們對于激活的炎癥小體是否或如何在瘧疾感染中調節(jié)I型干擾素(IFN-I)的信號通路仍不清楚。Yu等人證明了缺少了感應炎癥小體的AIM2、NLRP3或Caspase-1的小鼠會產生高水平的IFN-I細胞因子,并由此對致命的yoelii YM瘧原蟲感染產生耐藥性。而失活的炎癥小體信號會使得白介素(IL)1β減少,而增加IFN-I。這一研究確定了之前被忽視的激活的炎癥小體在負調控IFN-I信號通路中的的作用,并從而為開發(fā)有效的瘧疾疫苗提供了潛在靶點。
Yu X, Du Y, et al.Inflammasome activation negatively regulates MyD88-IRF7 type I IFN signalingand anti-malaria immunity[J]. Nature Communications, 2018.
DOI:10.1038/s41467-018-07384-7
https://www.nature.com/articles/s41467-018-07384-7