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納米前沿頂刊日報20190124

納米人納米人 2019-01-23

1.埃因霍芬理工大學JACS：用合成性水凝膠模擬活性生物聚合物網絡

在生物系統中，由內應力產生的硬化過程是非常重要的，這也是許多生物力學過程的基礎。例如，細胞會通過拉伸膠原蛋白和纖維蛋白纖維使周圍的基質變硬。在亞細胞水平上，分子馬達會促進流化并通過向相反方向滑動極性肌動蛋白絲來主動強化細胞骨架。Fernández-Casta?o等人表明纖維矩陣與熱響應的半彈性聚合物聚(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) 進行化學交聯后會通過線團-球體轉變產生內部壓力導致宏觀硬化。PNIPAM坍縮所產生的力足以在幾分鐘內將流體材料驅入堅硬的凝膠中。這一概念為合理設計在體溫下迅速硬化、在機械和結構上與細胞和組織類似的水凝膠材料提供了新的策略。

Fernández-Casta?o Romera M, G?stl R, etal. Mimicking Active Biopolymer Networks with a Synthetic Hydrogel[J]. Journal of the American Chemical Society, 2019.

DOI: 10.1021/jacs.8b10659

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b10659

2.莫納什大學Angew.：可視化混合鹵化物鈣鈦礦單晶中的相分離

在光照下，混合有機鹵化物鈣鈦礦分離成富含碘的區域，這對其在光伏和發光器件中的應用極其不利，相關的研究表明相分離的區域位于晶界。Mao 等人采用MAPb(BrxI_1-x)₃單晶深入研究相分離的過程。研究發現，在整個晶體中的生長中，納米團簇狀富I區域的直接可視化揭示了這種轉變不需要晶界。窄帶熒光成像和時間分辨光譜提供了對相分離域的性質和對光電性質影響的新見解。

Mao W, et al. VisualizingPhase Segregation in Mixed-Halide Perovskite Single Crystals[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2019.

DOI: 10.1002/anie.201810193

https://doi.org/10.1002/anie.201810193

3.ACS Nano：MnO六方片中形成氧空位用于高容量超長壽命鋰離子電池

（001）纖鋅礦結構的MnO的極性表面具有顯著的靜電不穩定性，其在鋰化/脫鋰過程中促進纖鋅礦至類石墨烯結構的轉變，這種轉變導致電池的低效和循環不穩定性。鑒于此，研究人員通過在Ar/H₂氣下熱解和還原MnCO₃HS來合成具有豐富氧空位缺陷（MnO-Vo HSs）的MnO六方片（HS）。氧空位（Vos）在還原過程中產生，并使用一系列技術進行表征：XANES，電子自旋共振，Artemis建模和R空間Feff建模。分析結果表明，在每個O原子層內引入一個Vos可以將電荷密度降低為3.2×10^-19 C，平衡內部非零偶極矩并使纖鋅礦結構更穩定，從而抑制變成類石墨烯結構。DFT計算表明，Vos的存在，顯著改善了Li原子周圍的電荷積累并增加了Li+吸附能（-2.720 eV）。當用作鋰離子電池負極材料時，MnO-Vo HS具有極高的比容量（0.1 A g^-1時1228.3 mAh g^-1）和優異的電池循環穩定性（1.0 A g^-1下1000次連續充放電后容量保持率約為88.1％）。

Zou Y, Zhang W, Chen N, et al. GeneratingOxygen Vacancies in MnO Hexagonal Sheets for Ultralong Life Lithium Storagewith High Capacity[J]. ACS Nano, 2019.

DOI: 10.1021/acsnano.8b08608

https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acsnano.8b08608

4.AFM：水化層狀釩氧化物用于可充水溶液鋅離子電池的高度可逆正極材料

可充水溶液鋅離子電池評憑借其低成本和高安全性等優勢而備受矚目，但是其又面臨著循環穩定性差和能量密度低等問題。在本文中，研究人員報道了利用簡單的電化學沉積技術制備的高性能V₂O₅·6H₂O納米帶正極材料。他們發現水合的釩氧化物正極能夠實現高度可逆和超快的Zn²⁺脫嵌。這種無粘結劑V₂O₅正極能夠在500 mA/g的電流密度下保持354.8 mAh/g的可逆比容量，同時保持高達99.5%的庫倫效率，循環1000周后容量保持率高達94%。

Zhang N, al. Hydrated Layered Vanadium Oxide as a Highly Reversible Cathode for Rechargeable Aqueous Zinc Batteries[J]. Advanced Functional Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adfm.201807331

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201807331

5.華中科大Adv. Sci.：來談一談氯在二維非鉛鈣鈦礦中的角色

Wang等人報道了一種一鍋法合成具有不同Cl摻雜濃度的二維非鉛鈣鈦礦BA₂SnI₄的策略。并研究了Cl摻入如何影響鈣鈦礦的形態變化，光致發光，相變和電荷傳輸。研究表明，Cl元素成功地摻入鈣鈦礦材料中的晶格中。變溫光致發光研究表明，BA₂SnI_4-xCl_x中的發射性質和相變行為可以通過改變Cl摻入濃度來調節。Cl摻雜濃度也可以極大地改變電荷傳輸行為，并且在較高的Cl摻入濃度下可以顯著改善電導率。

Wang J, et al. The Role of Chloride Incorporation in Lead-Free 2D Perovskite (BA)₂SnI₄:Morphology, Photoluminescence, Phase Transition, and Charge Transport[J].Advanced Science, 2019.

DOI: 10.1002/advs.201802019

https://doi.org/10.1002/advs.201802019

6.Adv. Sci：納/微米方法用于癌癥免疫治療

關于腫瘤免疫治療的研究在嵌合抗原受體-T細胞(CAR-T)治療、免疫檢查點阻斷(ICB)治療、新抗原疫苗制備等方面取得了顯著的臨床效果。然而，腫瘤免疫治療的應用也一直受到耐受率低和免疫相關不良事件的影響。近十年來，納/微米技術的快速發展為提高癌癥免疫治療效果提供了有效的策略。納/微米粒子的尺寸大小、高表面體積比和可修飾的表面使其可以用于對特定細胞類型的精確靶向等方面，進而用于癌癥疫苗的設計和免疫調節劑的遞送。Mi等人綜述了納/微米技術在癌癥疫苗、免疫檢查點阻斷和間接免疫治療中的應用；探討了納/微米粒子提高這些治療效果的免疫機制以及在加速腫瘤免疫治療的臨床轉化方面的應用。

Mi Y, Hagan IV C T, et al. Emerging Nano-/Microapproaches for Cancer Immunotherapy[J]. Advanced Science, 2019.

DOI: 10.1002/advs.201801847

https://doi.org/10.1002/advs.201801847

7.Small：在植物和動物體內對銅粒子進行化學選擇性光聲成像

檢測植物和動物體內的Cu²⁺對環境監測和疾病診斷具有重要意義。Zeng等人制備了近紅外(光NIR)開啟的光聲(PA)探針(LET-2)，用于豆芽和小鼠等活體對象體內的Cu²⁺檢測。LET-2與Cu²⁺相互作用后，其吸收峰會由625 nm變為715 nm，并且在715 nm處產生強PA信號(PA715)輸出。PA715值也隨著Cu²⁺濃度的增加而增加，檢測限為10.8 x10^-9 M。對豆芽和小鼠的體內外研究表明，LET-2PA探針對Cu²⁺的檢測具有較高的靈敏度和選擇性。

Zeng L L, Ma G C, et al. In Vivo Chemoselective Photoacoustic Imaging of Copper(II) in Plant and Animal Subjects[J].Small, 2019.

DOI: 10.1002/smll.201803866

https://doi.org/10.1002/smll.201803866

8.Small：機械化學法制備具有優異儲鋰性能的γ石墨烯

γ石墨烯由于具有獨特的大共軛環結構因而具有高理論儲鋰容量，這使其有望成為一類新型碳納米負極材料。在本文中，研究人員報道了基于實驗方法的γ石墨烯高容量鋰離子電池。文中所用γ石墨烯是通過機械化學以及后續CaC₂和C₆Br₆燒結過程制備的。這種電極材料在100 mA/g的電流密度下可逆儲鋰容量高達1104.5 mAh/g，其倍率性能表現為在5 A/g的電流密度下容量為435.1 mAh/g。優異的電化學性能歸功于γ石墨烯的介孔結構、大共軛環以及增大的內平面間距。