1. Nature Commun.:醚類電解質鈉離子電池中電化學界面的演化
醚類電解質由于能夠使鈉離子電池具備更優異的電化學性能因而成為了傳統碳酸酯電解質的替代物。然而,這種電化學性能改善的原因至今尚不明確。在本文中,研究人員發現二氧化鈦或者其他負極材料在二甘醇二甲醚電解質中確實比在傳統碳酸酯電解質中具有更高的效率和可逆比容量。更重要的是,這種電解質依賴性導致的性能差異來源于不同嵌鈉深度引起的結構演化。一些列表征結果發現電極與電解質界面處電荷轉移的能壘是引起界面特征差異和儲能性能差異的關鍵因素。本文作者提出了一個可靠的參數用來評估鈉離子電池中復雜的鈉離子動力學并可為新一代可充電池用非質子性電解質的設計提供指導。
Li K, et al. Evolution of the electrochemical interface in sodium ion batteries with ether electrolytes. Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-08506-5
https://www.nature.com/articles/s41467-019-08506-5
2. Nature Commun.:NADP+可用于抑制DNA損傷修復和腫瘤生長
ADP-核糖基化是一種獨特的翻譯后修飾,它由聚(ADP-核糖)聚合酶(PARPs)進行催化,并且使用NAD+作為ADP-核糖供體。因此PARP在DNA損傷修復中發揮著不可或缺的作用,而小分子PARP抑制劑也已成為一種有效的抗癌藥物。然而,迄今為止,PARP抑制劑治療僅限于一些與BRCA1/2突變相關的乳腺癌和卵巢癌,而將PARP抑制劑治療擴展到其他癌癥類型的主要挑戰是如何找到可預測的生物標志物。Bian 等人證明了NADP+(一種NAD+衍生物)水平較高的卵巢癌細胞對PARP抑制劑往往更為敏感。實驗證明NADP+在體外和體內都起著負調控和抑制ADP-核糖化的作用。NADP+會損害對ADP-核糖化依賴的DNA損傷的修復,使得腫瘤細胞對抑制劑治療更加敏感。
Bian C J, Zhang C, et al. NADP+ is an endogenousPARP inhibitor in DNA damage response and tumor suppression. Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-08530-5
https://doi.org/10.1038/s41467-019-08530-5
3. Nature Commun.:發現膀胱癌血管生成的驅動因素
膀胱癌是一種常見的和高度血管化的癌癥。為了更好地了解其基因組結構和潛在病因,Wu等人對泌尿上皮性膀胱癌(UBCs)進行全基因組測序和靶向測序。實驗發現ADGRG6增強子突變和FRS2的復制與腫瘤中較高的蛋白表達和較差的預后有關。進一步分析表明,UBC細胞中的ADGRG6和FRS2表達的缺失損害了其募集內皮細胞和誘導血管生成的能力。通路評估則揭示了多個血管生成相關基因的周期性改變。這些結果展示并強調了UBC腫瘤發生中的非編碼突變和結構變異,充分證明了ADGRG6和FRS2是兩種新的病理血管生成調節因子,該結果對于促進和改善對UBC的血管靶向治療具有重要的意義。
Wu S, Ou T, et al. Whole-genome sequencing identifies ADGRG6enhancer mutations and FRS2 duplications as angiogenesis-related drivers inbladder cancer. Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-08576-5
https://doi.org/10.1038/s41467-019-08576-5
4. Nature Commun.:抑制混合鹵素鈣鈦礦的相分離!
近年來鈣鈦礦在光電領域有著顯著的應用前景,但是混合鹵素鈣鈦礦因其較差的穩定性(光誘導引起相分離),成為阻礙鈣鈦礦光電器件商業化進程的一大因素。佛羅里達州立大學的Hanwei Gao課題組發現通過在外延生長的Cs4Pb(BrxI1-x)6基質中嵌入混合鹵素鈣鈦礦納米晶CsPb(BrxI1-x)3可以抑制這種相分離。在極強的照明條件下,混合鹵素鈣鈦礦的帶隙仍然非常穩定。實驗結果和成核模型之間的一致性表明,納米晶的尺寸和主-客體界面對于光穩定性是至關重要的。
Gao H, et al. Suppressed phase separationof mixed-halide perovskites confined in endotaxial matrices. Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-08610-6
https://www.nature.com/articles/s41467-019-08610-6
5. UCLA楊陽AM綜述:鈣鈦礦光電器件的界面與缺陷工程
基于鈣鈦礦的太陽能電池和發光二極管(LED)已經取得了極大突破。界面和缺陷對鈣鈦礦光電器件的性能和操作穩定性具有關鍵影響。因此,界面和缺陷工程對于控制電荷載體的行為和生長高質量,無缺陷的鈣鈦礦晶體至關重要。UCLA楊陽課題組總結了面向太陽能電池和LED應用的金屬鹵化物鈣鈦礦中用于界面調控,控制晶體生長,理解缺陷物理學的諸多策略。最后,提出了些觀點和討論了鈣鈦礦未來可能的發展方向。
Han T-H, et al. Interface and Defect Engineering for Metal Halide Perovskite Optoelectronic Devices. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201803515
https://doi.org/10.1002/adma.201803515
6. AM進展報告:為可靠鋁離子電池正極材料的發展鋪平道路
鋁金屬是一種低成本的高能量密度載體,因此可充電鋁電池有潛力成為一種廉價高效的電化學裝置,以滿足日益增長的儲能和轉換需求。盡管鋁離子電池在成本和能量密度等方面有著誘人的吸引力,但其電極可逆程度較差嚴重限制了可充鋁電池的發展。幸運的是,離子液體電解質能夠在室溫下實現金屬鋁可逆的沉積與剝離,因此奠定了可充鋁電池發展的基礎。為了實現與金屬鋁負極的結合,有關正極材料的選擇就顯得十分重要,但就目前而言鋁電池正極材料的發展仍不盡如人意。可靠的正極材料的不足之處在于Al3+固有的高電荷密度會限制內部的離子擴散過程。本文主要介紹了可用于鋁離子電池的嵌入式正極材料在近年來的研究進展和優化方法。最后,文章對未來可能的研究方向進行了展望。
Wu F, et al. Paving thePath toward Reliable Cathode Materials for Aluminum‐Ion Batteries. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201806510
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201806510
7. 河北工業大學 Adv. Sci.: 基于MOF的納米管通過蛋白質誘導的軟模板途徑形成中空納米球
MOF材料由于具有多種拓撲結構和高比表面積,優良性能,適合于分子的固定化和傳遞。通過調控蛋白參與MOF的形成,成功構建了蛋白誘導法構建中空MOF及復合催化劑的方法。利用蛋白分子對金屬-NaDC凝膠的影響,通過改變蛋白的加入量,實現了由納米管向中空納米球的一步轉化,闡釋了蛋白誘導的空殼MOFs集成催化劑構建機理。該方法拓展了空殼MOF材料構建的方法和MOF材料的應用領域,可廣泛應用于生物催化,生物大分子及藥物分子的載送。
8. AEM:Sn交聯的超薄MoO3納米帶實現高性能Li-S電池
在Li-S電池中,異質原子摻雜策略常常被用于調節作為硫正極載體的二維材料的電導率與極性以提升其電化學性能。然而,性能的進一步提升受到摻雜不均勻性以及摻雜量較低的限制。在本文中,研究人員發展了一種嵌入式方法來提升二維層狀α-MoO3納米帶的電導率和極性,從而提升了其作為硫正極載體時的倍率性能和循環性能。第一性原理計算發現在Sn嵌入后MoO3與多硫化鋰、硫化鋰以及正極硫的結合能都得到了顯著提高。這種Sn0.063MoO3-S正極材料在0.1C的電流密度下首周放電容量高達1390.3 mAh/g且首周庫倫效率高達99.7%,在1C下循環500周后的容量保持率高達79.6%。
Yang W, et al. Tin Intercalated Ultrathin MoO3 Nanoribbons for Advanced Lithium–SulfurBatteries. Advanced Energy Materials, 2019.
DOI: 10.1002/aenm.201803137
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.201803137
9. 戚亞冰AEM:無鉛浪費,規模化制備鈣鈦礦太陽能組件的技術問世!
戚亞冰團隊報道了一種結合光柵超聲噴涂和化學氣相沉積的可膨脹鈣鈦礦薄膜沉積方法。該方法克服了現有固定噴霧,單程噴霧和旋涂方法的涂層尺寸限制。與旋涂法(> 90%Pb廢料)相比,PbI2沉積過程中可忽略不計的Pb浪費使該方法更加環保。通過大面積兼容表征方法,證實了整個5 cm×5 cm區域的鈣鈦礦具有出色薄膜均勻性。通過這種方法沉積的FAPb(I0.85Br0.15)3鈣鈦礦層,有效面積12.0 cm2的組件顯示出14.7%的效率和出色的穩定性。
Jiang Y, et al. Negligible-Pb-Waste and Upscalable Perovskite Deposition Technology for High-Operational-Stability Perovskite Solar Modules. Advanced Energy Materials, 2019.
DOI: 10.1002/aenm.201803047
https://doi.org/10.1002/aenm.201803047
10.香港城市大學AFM:四氟硼酸根改善鈣鈦礦薄膜性質
香港城市大學的Zonglong Zhu和 Alex K.-Y. Jen采用四氟硼酸根(BF4-)部分取代(FAPbI3)0.83(MAPbBr3)0.17的陰離子,以改善鈣鈦礦膜的性質。研究表明,BF4-可以結合到鈣鈦礦晶體框架中,使得薄膜具有更長的發光壽命,更高的復合電阻和低的陷阱密度。基于此,制備的鈣鈦礦太陽能電池(PVSC)的效率從17.55%提高20.16%。這項工作為進一步探索鈣鈦礦中的陰離子取代提供了見解,以提高PVSC和其他光電器件的性能。
Zhang J, Wu S, Liu T, et al. Boosting Photovoltaic Performance for Lead Halide Perovskites Solar Cells with BF4? Anion Substitutions. Advanced Functional Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adfm.201808833
https://doi.org/10.1002/adfm.201808833