1.Chem. Rev.：還原和氫化反應中的鐵催化作用
過去二十年來，鐵作為一種價廉的過渡金屬用于均相催化中已經(jīng)取得了顯著的進步，它有效地用于催化有機合成轉(zhuǎn)化，特別是不飽和鍵的還原。本綜述總結(jié)了鐵催化劑促進的烯烴，炔烴，羰基和羧酸衍生物，亞胺和硝基化合物選擇性還原的最新進展，還報道了局部的借氫反應和不飽和化合物的硼氫化。該綜述概述了鐵催化技術(shù)的最新發(fā)展水平，促進了未來優(yōu)質(zhì)綠色催化系統(tǒng)的發(fā)展。
Wei D & Darcel C. Iron Catalysis inReduction and Hydrometalation Reactions[J]. Chemical Reviews, 2018.
DOI: 10.1021/acs.chemrev.8b00372
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.8b00372
2.Chem. Soc. Rev.：聚合物刷在可持續(xù)能源中的實際應用：構(gòu)建界面納米結(jié)構(gòu)
能源領(lǐng)域中新方法，新材料和新制造工藝的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展迫使越來越多的人認識到這是當代科研的主要挑戰(zhàn)。能量裝置的性能和壽命主要取決于納米級界面現(xiàn)象。從材料設計的角度來看，現(xiàn)有技術(shù)的改進不可避免地依賴于對不同材料之間復雜界面的控制。具有聚合物刷的界面納米構(gòu)造由于具有克服能量存儲和轉(zhuǎn)換裝置許多局限性的潛力，已經(jīng)引起了越來越多的關(guān)注。聚合物刷提供了廣泛的資源來操縱界面性質(zhì)并獲得對材料的協(xié)同組合的分子控制。最近的許多實例表明，聚合物刷在混合納米結(jié)構(gòu)中的合理集成極大地改善了能量裝置在功率密度，壽命和穩(wěn)定性方面的性能。因此，聚合物刷提供了一個新的視角，可以從中考慮具有改進功能的混合材料和設備的發(fā)展。本綜述的目的是關(guān)注聚合物刷基溶液可以提供什么，并展示表面接枝聚合物層的實際應用-如何提高燃料電池，鋰離子電池，有機基電池，超級電容器，光電化學電池和光伏器件。
Giussi J M, Cortez M L, Marmisollé W A, et al. Practical use of polymer brushes in sustainable energyapplications: interfacial nanoarchitectonics for high-efficiency devices[J].Chemical Society Reviews, 2019.
DOI: 10.1039/C8CS00705E
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/cs/c8cs00705e#!divAbstract
3.JACS：新的元素電負性標度--基于基態(tài)平均價電子結(jié)合能
電負性是最重要的化學描述符之一，它代表分子中原子吸引電子的傾向程度，能夠在無數(shù)場合中有效地用于指導分子和材料設計。大多數(shù)電負性標度，僅覆蓋部分周期表，通常省略重元素。Martin Rahm團隊引入了一種新的原子電負性標度，涵蓋了從氫到鋦這96種元素，始終基于價電子的基態(tài)能量。電負性-χ在此定義為基態(tài)（T→0 K）中價電子的平均結(jié)合能。基本與之前的電負性變化一致，但一些值得注意的差異是鎘現(xiàn)在是d區(qū)中最具電負性的原子，其次是Zn，Hg，Ni，Mn，Ag，Co，Tc和Au。相對于第13-15族中較重的p-區(qū)原子，幾個d-區(qū)原子的電負性增強表明合金顯示出d-原子還原和p-原子氧化的可能性。此外，該團隊使用量子力學計算已經(jīng)獲得了所缺失的幾種放射性元素和大多數(shù)錒系和鑭系元素基態(tài)電負性所需的電離電位。新的電負性為新的合金/化合物設計提供了線索，并建立了一個框架來分析電負性變化可能無法控制反應中的能量變化。該定義不僅限于原子，適用于更大的系統(tǒng)，例如具有擴展電子結(jié)構(gòu)的分子和凝聚相材料。
Rahm M, Zeng T & Hoffmann R.Electronegativity Seen as the Ground-State Average Valence Electron Binding Energy[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.
DOI: 10.1021/jacs.8b10246
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b10246
4.JACS：具有高空穴遷移率和非飽和巨磁電阻的新型二維金屬NaCu4Se4
Mercouri G. Kanatzidis課題組通過在熔融的聚硒化鋁熔劑中與CuO和Cu反應制備了新的化合物NaCu4Se4，CuO的存在對其合成具有出乎意料的關(guān)鍵性。該化合物具有層狀六方結(jié)構(gòu)（空間群P63/mmc，由Na+分隔的無限2D [Cu4Se4]-板組成。XPS表明NaCu4Se4具有混合價態(tài)，形式為(Na+)(Cu+)4(Se2-)(Se-)(Se2)2-。NaCu4Se4是p型金屬，其載流密度為~1021 cm-3，通過電子傳輸測量，在2 K下具有~808 cm2 V-1s-1的高空穴遷移率。第一性原理計算表明，費米能級周圍的態(tài)密度由Cu-d和Se-p軌道組成。在2 K時，觀察到非常大的橫向磁阻~1400％，對場的非飽和，線性依賴性高達9 T。該結(jié)果表明，使用金屬氧化物化學前體可以打開通向新的低維化合物的反應路徑。
Chen H, Rodrigues J N B, Rettie A J E, et al.High Hole Mobility and Nonsaturating Giant Magnetoresistance in the New 2DMetal NaCu4Se4 Synthesized by a Unique Pathway[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.
DOI: 10.1021/jacs.8b11911
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b11911
5.復旦大學周永寧JACS：Na位點Mg替代--調(diào)整P2結(jié)構(gòu)正極材料用于鈉離子電池
大多數(shù)P2型層狀氧化物具有多個電壓平臺，這是由于傳統(tǒng)層狀結(jié)構(gòu)中Na-Na靜電作用和過渡金屬層中有序電荷之間的強相互作用引起有序Na+/空位結(jié)構(gòu)的形成。復旦大學周永寧課題組將Mg離子摻入P2型Na0.7[Mn0.6Ni0.4]O2中，并將該材料作為鈉離子電池正極材料。其中，Mg離子除了引入到常規(guī)過渡金屬位點外，還被成功地引入到Na位點。三角形棱柱Na夾層中的Mg離子可以作為穩(wěn)定層狀結(jié)構(gòu)的“支柱”，以抑制高壓充電和高倍率循環(huán)時c軸方向上的結(jié)構(gòu)坍塌。同時過渡金屬層中的Mg離子能夠破壞Mn/Ni的有序電荷和有序Na+/空位。此外，在鈉層和過渡金屬層中占據(jù)的Mg離子將能夠在層狀結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生“Na-O-Mg”和“Mg-O-Mg”構(gòu)型，導致O 2p離子特征，其分配這些O 2p通過O價帶與過渡金屬相互作用，從而促進可逆的氧化還原。這種創(chuàng)新設計有助于實現(xiàn)平滑的電壓分布和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。Na0.7Mg0.05[Mn0.6Ni0.2Mg0.15]O2表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學性能，特別是在高截止電壓（4.2 V）高電流密度下仍具有良好的容量保持率，在充電后形成新的P2相，而不是未取代材料的O2相。此外，在高倍率充電期間觀察到多個中間相，Na離子傳輸動力學主要受元素相關(guān)的氧化還原電對和結(jié)構(gòu)重組的影響。
Wang Q-C, Meng J-K, Yue X-Y, et al. Tuning P2-Structured Cathode Material by Na-Site Mg Substitution for Na-Ion Batteries[J].Journal of the American Chemical Society, 2018.
DOI: 10.1021/jacs.8b08638
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b08638
6.Angew.：仿生光控分子馬達用于跨膜物質(zhì)傳遞！
中國科學院理化技術(shù)研究所仿生智能界面科學中心研究人員設計并構(gòu)筑了人工分子馬達體系，該體系能夠在光驅(qū)動下使特定分子在人工納米孔道中實現(xiàn)選擇性傳遞。研究人員在聚合物納米孔孔壁修飾上偶氮苯衍生物分子，發(fā)現(xiàn)該體系在紫外光（UV, 365 nm）和可見光（430 nm）同時照射下可以實現(xiàn)將環(huán)糊精衍生物選擇性地從膜的一側(cè)傳遞到另外一側(cè)。傳遞速率能夠達到9.5×106±5.21×105個/秒，超過了大部分生物離子通道（>106個/秒）和分子傳遞載體（~102個/秒）。在該傳遞過程中，偶氮苯分子的疏水性、可逆光反應以及光驅(qū)動翻轉(zhuǎn)-旋轉(zhuǎn)運動在該體系中扮演了過濾器、攪拌器以及傳送帶的作用，使得環(huán)糊精分子能夠選擇性地在孔道中進行快速傳遞。該體系有望應用到藥物傳遞或者分離提純領(lǐng)域。
Wen L, et al.Bacteriorhodopsin‐Inspired Light‐Driven Artificial Molecule Motors for Transmembrane Mass Transportation[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.
DOI: 10.1002/anie.201809627
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201809627
7.Angew.：雙靶向分子支架用于診斷和治療神經(jīng)母細胞瘤
開發(fā)可以選擇性地靶向腫瘤細胞的診療試劑是納米醫(yī)學領(lǐng)域最重要的挑戰(zhàn)之一。納米載體的細胞選擇性靶向通常是通過表面修飾來實現(xiàn)的，即其目標分子能夠以特定的方式識別這些癌細胞。神經(jīng)母細胞瘤(NB)是最常見的顱外腫瘤，在晚期幾乎無法治愈。間碘苯胍(MIBG)因其與腫瘤細胞細胞膜上過表達的去甲腎上腺素轉(zhuǎn)運體(NET)具有很強的親和力而被廣泛應用于NB的診斷。基于此，Villaverde等人合成了一系列完整的新型Y型支架，并在Y型結(jié)構(gòu)的兩端共價鍵連接有MIBG類似物來構(gòu)建雙靶向配體。該雙靶向配體具有增強的細胞吸收，可以在體內(nèi)外產(chǎn)生一個特定的人字形結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在腫瘤組織的積累顯著高于只帶有一個靶向配體的結(jié)構(gòu)，從而為NB的診療提供了一個新的有力工具。
Villaverde G, Alfranca A, et al. Moleculars caffolds as double targeting agents for the diagnosis and treatment of Neuroblastoma[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.
DOI: 10.1002/anie.201811691
http://dx.doi.org/10.1002/anie.201811691
8.AM：在近紅外I區(qū)和II區(qū)實現(xiàn)光熱增強的腫瘤特異性納米催化治療
腫瘤微環(huán)境(TME)已被越來越多的人認為是腫瘤發(fā)生的關(guān)鍵因素。基于利用TME來實現(xiàn)腫瘤特異性靶向的技術(shù)，F(xiàn)eng等人提出了一種新穎的近紅外I區(qū)和II區(qū)光熱增強的納米催化治療的概念，創(chuàng)新地改變了催化芬頓反應產(chǎn)生高效羥基自由基(?OH)的條件，從而有效抑制腫瘤生長。實驗利用葡萄糖氧化酶(GOD)將葡萄糖氧化成葡萄糖酸和H2O2的作用，構(gòu)建了一種基于Fe3O4/GOD功能化的聚吡啶(PPy)復合納米催化劑，它可以實現(xiàn)診斷圖像指導的、光熱增強和TME特異性的納米催化劑用于治療腫瘤。GOD對瘤內(nèi)葡萄糖的消耗會導致H2O2水平的升高，隨后Fe3O4會催化H2O2形成高毒性?OH來有效誘導癌細胞死亡。重要的是，其具有的在近紅外I區(qū)和II區(qū)的高光熱轉(zhuǎn)化效率可以提升腫瘤內(nèi)納米催化劑的治療效率，成功地實現(xiàn)了顯著的協(xié)同抗癌的效果并大大降低了治療副作用。
Feng W, Han X G, et al.Nanocatalysts-Augmented and Photothermal-Enhanced Tumor-Specifc Sequential Nanocatalytic Therapy in Both NIR-I and NIR-II Biowindows[J]. Advanced Materials, 2018.
DOI: 10.1002/adma.201805919
https://doi.org/10.1002/adma.201805919
9.AM封面：鋰離子電池中SnSe2單晶電化學可逆相變的原子尺度觀察
2D材料中的錫基硫?qū)僭鼗镆鹆藦V泛的關(guān)注，因為鋰插入可以通過三種類型的反應（嵌入、轉(zhuǎn)化和合金化）引入相變，但是在這些過程中相應的結(jié)構(gòu)變化以及它們是否是可逆的，尚未完全得知。Kai He和Vinayak P. Dravid團隊使用原位高分辨率透射電子顯微鏡和第一性原理計算，報道了在SnSe2單晶的鋰化和脫鋰期間可逆相變的第一次實時和原子級觀察。鋰化依次通過嵌入，轉(zhuǎn)化和合金化反應（SnSe2→LixSnSe2→Li2Se + Sn→Li2Se + Li17Sn4）以保持結(jié)構(gòu)和晶體完整性的方式進行，而脫鋰通過均相去轉(zhuǎn)化過程形成許多良好排列的SnSe2納米域，但在隨后的循環(huán)中逐漸失去連貫的方向。此外，合金化和脫合金反應引起顯著的結(jié)構(gòu)重組，從而降低結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和電化學循環(huán)性，這意味著應避免Sn硫?qū)倩镫姌O的深度放電。
Kim S, Yao Z, Lim J-M, et al. Lithium‐Ion Batteries: Atomic‐Scale Observation of Electrochemically Reversible Phase Transformations in SnSe2 Single Crystals[J].Advanced Materials, 2018.
DOI: 10.1002/adma.201804925
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201804925
10.AM綜述：用于儲能系統(tǒng)的納米纖維素：超越合成材料的極限
對高性能儲能系統(tǒng)的需求不斷激增，激發(fā)了對先進材料和結(jié)構(gòu)的不懈追求。能量存儲系統(tǒng)的組件通常基于無機/金屬化合物，含碳物質(zhì)和石油衍生的烴化學品，但這些傳統(tǒng)材料可能難以滿足不斷增長的能量存儲系統(tǒng)的要求。納米纖維素作為特殊的一維結(jié)構(gòu)因其天然豐富性、環(huán)境友好性、可回收性、結(jié)構(gòu)獨特性、易改性和穩(wěn)定性而備受關(guān)注。納米纖維素通常分為纖維素納米纖維（CNF），纖維素納米晶體（CNC）和細菌纖維素（BC）。本篇綜述介紹了納米纖維素作為儲能系統(tǒng)綠色材料的最新進展和未來展望，重點介紹了其在超級電容器，鋰離子電池（LIB）和后LIB中的應用。納米纖維素的獨特一維結(jié)構(gòu)和化學功能為儲能材料的制備和性能帶來了前所未有的好處，遠遠超出了傳統(tǒng)合成材料所能達到的效果。
Kim J-H, Lee D, Lee Y-H, et al. Nanocellulose for Energy Storage Systems: Beyond the Limits of Synthetic Materials[J].Advanced Materials, 2018.
DOI: 10.1002/adma.201804826
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201804826
11. 付明來團隊Carbon：石墨烯氣凝膠高選擇性去除水體中有機污染物！
中國科學院城市環(huán)境研究所納米環(huán)境功能材料研究組（付明來研究組）基于已有石墨烯研究基礎(chǔ)，通過調(diào)控納米片層上含氧結(jié)構(gòu)的分布，破壞片層表面原本穩(wěn)定的氫鍵網(wǎng)絡，使納米片層能在簡單的水溶液中發(fā)生褶皺，實現(xiàn)片層的自我堆垛抑制，同時研究發(fā)現(xiàn)采用該片層構(gòu)建的氣凝膠具有更優(yōu)異的機械彈性和疏水性。該氣凝膠對常見油類和有機溶劑的吸附容量可達154-325 g/g，相對于常規(guī)氣凝膠的吸附容量提高了224%-406%，可應用在水體中有機污染物的高效選擇去除。
Chen X, Fu M-L, et al. Tuning oxygen clusters on graphene oxide to synthesize graphene aerogels with crumpled nanosheets for effective removal oforganic pollutants[J]. Carbon, 2019.
DOI: 10.1016/j.carbon.2018.12.006
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008622318311254?via%3Dihub#!
12. Biomaterials：腫瘤微環(huán)境響應磁共振納米診療劑！
納米診療一體化是當前研究腫瘤個性化治療的主要研究方向之一，但是現(xiàn)有的納米診療體系對病灶組織識別度差，對腫瘤微環(huán)境響應不足，使納米診療劑難以精確觀察和高效治療腫瘤組織。中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院技術(shù)生物與農(nóng)業(yè)工程研究所研究員吳正巖課題組與上海交通大學醫(yī)學院教授鄒多宏團隊合作，利用磁性氧化鐵與硅酸錳納米復合物制備出一種對腫瘤微環(huán)境響應的納米磁共振造影劑和藥物遞送系統(tǒng)。研究團隊基于腫瘤微環(huán)境低pH值和谷胱甘肽高表達的特性，合成了對腫瘤組織pH和谷胱甘肽敏感的硅酸錳多孔納米球，在其表面沉積磁性氧化鐵納米顆粒，制備出磁性氧化鐵與硅酸錳的納米復合物。該納米復合物在正常組織和血液中，不會發(fā)揮造影功能，而一旦進入腫瘤組織，即可釋放出錳離子，發(fā)揮高效腫瘤T1磁共振造影功能。同時，該納米復合物裝載的抗癌藥物順鉑也釋放出來，與錳離子和磁性氧化鐵協(xié)同殺死癌細胞，達到腫瘤協(xié)同治療效果。
Sun X, Zou D, Wu Z, et al. A biodegradable MnSiO3@Fe3O4nanoplatform for dual-mode magnetic resonance imaging guided combinatorial cancer therapy[J]. Biomaterials, 2018.
DOI: 10.1016/j.biomaterials.2018.12.004
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961218308263
