1.中科大Angew.:在活細胞中動態操縱可重構的核酸納米平臺用于亞細胞成像
在自然界中,蛛絲纖維的形成始于降低pH值后對絲蛋白(spidroins) 中pH敏感的N端結構域進行二聚。受到這一行為的啟發,Peng等人在亞細胞水平上模擬了絲蛋白組裝的初始步驟。實驗利用兩個具有不同分叉頂點的四面體DNA納米結構(TDNs)去攜帶一個雙分子i-motif和一個裂解ATP適配體,進而設計了一個骨架型核酸(FNA)納米平臺。TDNs一旦進入活細胞內的酸性溶酶體就會組裝成一個異二聚體結構,從而形成一個更大的骨架,同時對內源性ATP做出反應進行亞細胞成像,而這種成像可以通過外部藥物刺激調節細胞內pH和ATP水平來進行動態操縱。
Peng P, Du Y, et al.Reconfigurable Bioinspired Framework Nucleic Acid Nanoplatform Dynamically Manipulated in Living Cells for Subcellular Imaging[J]. Angewandte ChemieInternational Edition, 2018.
DOI:10.1002/anie.201811117
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201811117
2. Angew.:本征阻燃有機電解液實現安全Li-S電池
安全問題為Li-S電池的大規模應用提出了嚴峻的挑戰,因為傳統的易燃有機電解液和鋰枝晶生長均會造成嚴重的安全隱患。在本文中,研究人員提出了一種本征阻燃的有機電解液并將其用于Li-S電池中,這種電解液以LiTFSI為溶質,溶劑為阻燃的磷酸三乙酯和高沸點的氟代碳酸酯組成。
Yang H, Guo C, et al. An Intrinsic Flame‐Retardant Organic Electrolyte for Safe Lithium‐Sulfur Batteries[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.
DOI: 10.1002/ange.201811291
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ange.201811291
3.Nano Lett.:羥基氟化物在OER過程中的表面自重構
OER目前主要使用的是典型的高成本和稀缺的貴金屬氧化物(RuO2/IrO2)進行催化,而且過高的過電勢(η)驅動OER反應不僅降低能量轉換效率而且不利于設備的實際應用。近日,美國愛荷華州立大學胡珊 (通訊作者) 課題組和哈佛大學汪淏田 (現萊斯大學)課題組報道了羥基氟化鐵鎳納米片陣列在OER條件下可自重構,進而誘發催化劑表面化學成分及相演變。在OER條件下,F從NiFe-OH-F表面析出,催化劑晶態表面轉變為介孔狀和非晶態NiFe羥基氧化物層。表面重構后的催化劑(NiFe-OH-F-SR)在1 M KOH中所表現出的催化活性相比于直接合成的催化劑提高了58倍(@ 220 mV過電位): 在10 mAcm-2 OER電流密度下,過電勢僅176 mV。
Zhang B, Jiang K, Wang H, et al. Fluoride-Induced Dynamic Surface Self-Reconstruction Produces Unexpectedly Efficient Oxygen-Evolution Catalyst[J]. Nano Letters, 2018.
DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b04466
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021%2Facs.nanolett.8b04466
4. 周豪慎AEM:高濃三鹽電解液實現高度可逆金屬鋰電池
金屬鋰負極相比當前商品化的負極材料能夠釋放出更高的可逆比容量。然而,由于金屬鋰負極的可逆性較差,因此在鋰金屬電池中常常需要投放大量過量的鋰來保證電池正常工作,但這樣會造成成本增加和能量密度的下降。在本文中,南京大學周豪慎教授課題組通過引入LiTFSI-LiNO3-LiFSI三元鹽類電解液體系,在少量鋰過量的情況下實現了高度穩定的金屬鋰全電池。LiNO3-LiFSI有助于形成富含穩定的LiF和Li2O的SEI層,而LiTFSI有助于高濃體系下電解液的穩定。
Qiu F, Li X, et al. A Concentrated Ternary‐Salts Electrolyte for High Reversible Li Metal Battery with Slight Excess Li[J]. Advanced Energy Materials, 2018.
DOI: 10.1002/aenm.201803372
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.201803372
5.周歡萍AEM:雙大陽離子制備高效穩定的二維鈣鈦礦
二維(2D)鈣鈦礦的間隙存在更大的疏水性有機陽離子,為優異的穩定性提供保障。北京大學周歡萍等人首次結合三氟乙基胺(F3EA+)和正丁胺離子(BA+)用于鈣鈦礦太陽能電池,其特征為[(BA)1–x(F3EA)x]2(MA)3Pb4I13。研究表明,BA+保證二維鈣鈦礦薄膜的生長;F3EA+抑制薄膜內的非輻射復合,并促進光生載流子對的分離。基于雙大陽離子的二維鈣鈦礦器件的穩態效率為12.08%,穩定性大幅度提升。這為穩定的鈣鈦礦材料的設計開辟了一條新的途徑。
Tan S, et al. Effect of High Dipole Moment Cation on Layered 2D Organic–Inorganic Halide Perovskite Solar Cells[J]. Advanced Energy Materials, 2018.
DOI: 10.1002/aenm.201803024
https://doi.org/10.1002/aenm.201803024
6.黃維團隊AFM:迅速結晶制備高效二維鈣鈦礦太陽能電池
黃維院士團隊提出了一種由溶劑調控快速結晶,實現高質量2D鈣鈦礦薄膜制備的策略。研究發現,溶劑,例如,二甲基乙酰胺(DMAC),DMF和DMSO具有不同的極性和沸點,對晶體結構和相分布幾乎沒有影響,但顯著影響結晶動力學,晶體生長取向和2D鈣鈦礦結晶度。DMAC銨鹽具有低極性和合適的沸點,與鉛的配位弱,易于逃逸,其能夠加速2DRP鈣鈦礦。基于DMAC制備的電池獲得12.15%效率。
Qiu J, et al. Rapid Crystallization for Efficient 2D Ruddlesden–Popper (2DRP) Perovskite Solar Cells[J]. Advanced Functional Materials, 2018.
DOI: 10.1002/adfm.201806831
https://doi.org/10.1002/adfm.201806831
7.清華大學Chem. Mater.:超薄鎢青銅納米線具有高效的光熱轉換性能
Zhang等人介紹了一種簡單的一步溶劑熱制備超薄鎢青銅納米線(QTBNWs)的方法。而只需改變堿碳酸鹽和鎢酸鹽的起始類型,就可以制備出一系列堿金屬摻雜的QTBNWs。這種合成的QTBNWs具有強的近紅外(NIR)吸收能力、較高的可見光透射能力和好的光熱轉換性能,其性能優于鎢青銅納米棒和三元TBNWs。其優異的光熱性能應歸功于表面等離子體共振(SPR)效應。
Zhang S M, Shi Y A, et al. Ultrathin tungstenbronze nanowires with efficient photo-to-thermal conversion behavior[J]. Chemistry of Materials, 2018.
DOI: 10.1021/acs.chemmater.8b04437
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.8b04437
8.加州大學圣地亞哥分校Chem. Mater.:釓摻雜增強黑色素納米顆粒的光聲信號
Lemaster等人展示了負載釓的黑色素納米顆粒(Gd(III)-SMNPs)相對于單獨的黑色素納米顆粒具有更高(40倍)光聲信號強度,并且也高于其他金屬螯合的SMNPs。由于Gd(III)-SMNPs還具有磁共振成像(MRI)造影劑的特性,因此這些材料可用作雙模式造影劑。實驗使用這中納米顆粒來標記人類間充質干細胞(hMSCs),并證實了細胞對其的攝取情況。Gd(III)-SMNP標記的干細胞仍會表達干細胞表面的標志物CD73、CD90和CD105,并繼續增殖。隨后將標記的干細胞注射到小鼠心肌后通過光聲和MR成像觀察組織。結果發現光聲信號會隨著細胞數量的增加而增加,說明這種方法可以在體外檢測來用于區分干細胞群體。
Lemaster J E, Wang Z, et al. Gadolinium Doping Enhances the Photoacoustic Signal of Synthetic Melanin Nanoparticles: A Dual Modality Contrast Agent for Stem Cell Imaging[J]. Chemistry of Materials, 2018.
DOI: 10.1021/acs.chemmater.8b04333
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.8b04333