1.彭孝軍JACS:超氧化物自由基光電發生器用于克服光動力腫瘤治療的致命弱點
高氧依賴性、腫瘤靶向性差、治療深度有限被認為是光動力療法(PDT)臨床應用面臨的致命弱點。Li提出了一種新穎的策略,即利用光子引發的具有0 + 1 > 1放大效應的雙陽離子過氧化物自由基(O2??)發生器(ENBOS)來克服這些缺點。研究利用福斯特共振能量轉移理論、能量供體成功增強了ENBOS近紅外吸收和光子效用,進而導致ENBOS更容易在深層組織被激活并產生更多的O2??,因此大大提高PDT對乏氧腫瘤的治療效果。ENBOS具有良好的靶向腫瘤的能力,在靜脈注射48 h后信號背景比高達25.2,為精確成像指導的腫瘤治療提供了良好的基礎。同時,ENBOS的瘤內積累和保留性能也顯著提高(> 120 h)。基于這些獨特的性能,ENBOS在低光劑量照射下可以高效地抑制腫瘤生長。
Li M L, Xiong T, et al.Superoxide Radical Photogenerator with Amplification Effect: Surmounting the Achilles’ heels of Photodynamic Oncotherapy. Journal of the American Chemical Society, 2019.
DOI: 10.1021/jacs.8b13141
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.8b13141
2.瑞典隆德大學JACS:鈣鈦礦納米晶中陽離子依賴的熱載流子冷卻
Chen等人通過Cs+,MA+ 和FA+研究了鈣鈦礦納米晶(LHP NCs)中熱載流子(HC)的弛豫動力學。LHP NCs顯示激發強度和激發能量依賴性HC冷卻。研究了具有低激發強度的三種不同激發能量下CsPbBr3,MAPbBr3和FAPbBr3中HC冷卻的細節。在相同的激發能量(350 nm,3.54 eV)下,所有三個LHP NC都顯示出快速的HC弛豫(<0.4 ps),冷卻時間和速率按以下順序:CsPbBr3> MAPbBr3> FAPbBr3。陽離子依賴性可以通過有機陽離子比Cs+與Pb-Br骨架的相互作用更強的來解釋。
Chen J, Messing M E,Zheng K, et al. Cation Dependent Hot Carrier Cooling in Halide Perovskite Nanocrystals. Journal of the American Chemical Society, 2019.
DOI: 10.1021/jacs.8b11867
https://doi.org/10.1021/jacs.8b11867
3.韓克利Angew.:雙鈣鈦礦納米晶體Cs2AgSb1?yBiyX6的膠體合成和載流子動力學
韓克利課題組開發出一系列無鉛雙鈣鈦礦納米晶(NCs): Cs2AgSb1?yBiyX6 (X: Br, Cl; 0≤y≤1)。Cs2AgSbBr6 NCs是一種全新的雙鈣鈦礦材料。與Ag-Bi或Ag-Sb體系的NCs相比,混合Ag-Sb/Bi NCs在膠體溶液中表現出增強的穩定性。研究表明,在載流子弛豫中存在兩個突出的快速捕獲過程。其一,由巨大的激子-偶發耦合引起的內部自陷;其二,表面缺陷俘獲(約50 μs)。同時,在高泵通量下觀察到緩慢的熱載流子弛豫,并且還討論了緩慢的熱載流子弛豫的可能機制。
Yang B, Hong F, et al. Colloidal Synthesisand Charge-Carrier Dynamics of Cs2AgSb1?yBiyX6 (X:Br, Cl; 0≤y≤1) Double Perovskite Nanocrystals. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201811610
https://doi.org/10.1002/anie.201811610
4.Angew.:具有超高體積電容性能的異質摻雜多孔碳材料
設計具有高質量密度和大孔隙率的碳基材料能夠滿足新一代電容器及其他儲能器件的需要。在本文中,研究人員報道了一類能夠被用作水溶液超級電容器材料的新型異質摻雜多孔碳材料。該材料是通過共軛二烯與含氮親核試劑的原位脫鹵反應而制備的。所獲得的碳材料由多種異質原子摻雜形成,具有高密度、豐富孔道和杰出的體積電容性能。
Jin H, et al. Heteroatom-Doped Porous Carbon Materials with Unprecedented High Volumetric Capacitive Performance. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/ange.201813686
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ange.201813686
5.上海交大Angew.:基于磷酸三乙酯電解液的高安全性Zn電池
金屬鋅是新一代儲能器件中備受矚目的材料。然而,枝晶生長與循環過程中的低庫倫效率嚴重限制了金屬鋅負極的大規模商業化應用。在本文中,研究人員發現將磷酸三乙酯(TEP)作為電解液溶劑或與水溶液組成共溶劑能夠獲得高穩定性且無枝晶的金屬鋅負極。研究人員實現了超過3000 h的金屬鋅穩定的沉積與剝離,同時伴隨著超過99.68%的高庫倫效率。該電解液與金屬鋅負極以及用作鋅離子電池正極的普魯士藍鉀具有良好的兼容性。全電池表現出超長的循環穩定性和優異的倍率性能。
Yang H, et al. Highly Reversible and Rechargeable Safe Zn Batteries Based on a Triethyl Phosphate Electrolyte. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/ange.201813223
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ange.201813223
6.Angew.:活性氧增強金屬鋰在超薄層狀雙氫氧化物上的均勻成核
安全金屬鋰負極的發展是實現新一代可充二次電池的關鍵。為了對金屬鋰進行穩定,在親鋰基底上預植入鋰成核位點是調控初始成核階段的有效策略。在本文中,研究人員首次報道了活化的層狀雙氫氧化物能夠作為親鋰二維材料來實現鋰金屬的均勻沉積。實驗研究和理論計算均發現超薄層狀雙氫氧化物表面能夠為金屬鋰沉積提供豐富的原子級別的活性位點。此外,活性氧的親鋰特性也與其配位環境相關。該工作為精細調控金屬鋰的沉積行為提供了借鑒。
Li Z, et al. Active oxygen enhanced homogeneous nucleation of Li‐metal onultrathin layered double hydroxide. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/ange.201814705
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.201814705?af=R
7.南策文AM:PVDF基固體電解質的全固態鋰金屬電池中鋰枝晶的自抑制
基于聚合物的電解質由于其離子導電性,柔韌性和易于組裝特性在全固態Li金屬電池中引起了關注。但有效阻止Li枝晶生長并改善基于聚合物電解質的全固態電池的長期循環穩定性仍然是關鍵挑戰。南策文與Liangliang Li團隊通過系統實驗結合第一性原理計算,探討了新型聚偏二氟乙烯(PVDF)基固體電解質與Li負極之間的界面,發現原位形成的納米級界面層具有穩定性。均勻的鑲嵌結構可以抑制Li枝晶的生長。
與大多數研究的聚(環氧乙烷)體系中經常發生的典型短路不同,基于PVDF的體系中的該界面層在高電流密度下引起開路的特征,從而避免了過電流的風險。在PVDF-LiN(SO2F)2(LiFSI)中觀察到的Li枝晶具有有效的自抑制,能夠在0.1 mA cm-2下重復Li電鍍/剝離超過2000 h的循環,并且在全固態下具有出色的循環性能。全固態LiCoO2||Li電池在0.15 mA cm-2、20 ℃下循環200次后幾乎沒有容量衰減。
Zhang X, Wang S, Xue C, et al. Self‐Suppression of Lithium Dendrite in All‐Solid‐State Lithium Metal Batteries with Poly(vinylidene difluoride)‐Based Solid Electrolytes. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201806082
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201806082
8.AEM:三功能電極添加劑助力高活性物質含量和高體積鋰離子電極密度
粘結劑與導電劑等電極添加劑的使用不僅增加了電極內部的孔體積,同時也會導致電池電極體積能量密度的降低。在本文中,研究人員發現聚糠醇添加劑的使用能夠代替PVDF粘結劑和導電添加劑的作用,同時保持電極具有較低孔隙率。這種聚糠醇添加劑有著長程有序的共軛二烯結構,這保證了電極具有較高的電子電導率而無需使用導電添加劑。聚糠醇中的氧原子降低了鋰離子的擴散勢壘,使得電解液浸潤所需孔體積降低并因此提高了電極的體積密度。這種三功能添加劑使得LiFePO4正極的密度高達2.65 g/cm3并使電池能量密度提升至1551 Wh/L。使用聚糠醇添加劑的LiFePo4電極在循環500周后保持著80%的容量保持率且庫倫效率高達99.9%。
Liu T, etal. Trifunctional Electrode Additive for High Active Material Content and Volumetric Lithium‐Ion Electrode Densities. Advanced Energy Materials, 2019.
DOI: 10.1002/aenm.201803390
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm
9.四川大學AFM:氧自供給的納米復合材料用于增強成像指導的腫瘤光動力治療
光動力療法(PDT)由于水溶性差、腫瘤選擇性低、光敏劑的非特異性激活以及腫瘤乏氧等原因嚴重阻礙了其在臨床上的廣泛應用。Hu等人利用可還原的二硫鍵(HSC)合成了二氫卟酚e6 (Ce6)共軛的透明質酸(HA),并將全氟己烷(PFH)包裹在納米顆粒(PFH@HSC)內,開發了一種靶向腫瘤、氧化還原激活和氧自供給的診療納米顆粒。
在水環境中,PFH@HSC納米顆粒的熒光和光毒性會由于自猝滅效應而受到抑制。而在通過被動和主動靶向在腫瘤積累后,PFH@HSC可以通過氧化還原反應破壞載體結構而激活光活性。另外,PFH@ HSC在血液循環過程中會在肺內實現氧負載,并隨后在腫瘤內緩慢釋放氧氣并擴散至整個腫瘤,因此可以顯著緩解腫瘤乏氧來提高PDT療效。實驗也證明將PFH@HSC靜脈注射入荷瘤小鼠體內后可通過熒光和光聲成像進一步監測其腫瘤積聚和治療的情況。
Hu D R, Zhong L, et al. Pefluorocarbon-Loadedand Redox-Activatable Photosensitizing Agent with Oxygen Supply for Enhancementof Fluorescence/Photoacoustic Imaging Guided Tumor Photodynamic Therapy. Advanced Functional Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adfm.201806199
https://doi.org/10.1002/adfm.201806199
10.廈門大學Adv. Sci.:聚合誘導的增強近紅外II吸收用于對腦膠質瘤的光聲成像
對腦膠質瘤邊緣的精確成像和靶向治療仍是目前的一大難題挑戰,主要原因在于是顱骨的強光衰減和高背景干擾。近紅外II區(NIR II)光聲(PA)成像(PAI)具有較深的穿透力和較高的靈敏度,因此對腦膠質瘤成像具有很大的應用潛力。Liu等人設計并合成了一種Arg-Gly-Asp修飾的乙肝病毒核蛋白(RGD-HBc)包裹的染料A1094用于對腦膠質瘤NIR II PAI。該探針具有聚合誘導的增強吸收的機制。研究表明,A1094@RGD-HBc在近紅外II吸收增強后,其體內的PA信號增強了9倍,可以在5.9 mm的深度精確地對腦膠質瘤進行PAI。實驗應用該探針可以獲得高分辨率的PAI和超靈敏單光子發射計算機斷層圖像,從而對腦膠質瘤進行準確的共定位。
Liu Y J, Liu H H, et al. Aggregation-Induced Absorption Enhancement for Deep Near-Infrared II Photoacoustic Imaging of Brain Gliomas In Vivo. Advanced Science, 2019.
DOI: 10.1002/advs.201801615
https://doi.org/10.1002/advs.201801615