1.Nature Commun.:基于MAPbBr3鈣鈦礦LED性能的記錄性突破!
溶液法制備的鈣鈦礦LED作為下一代平板高清的新選擇之一,引起了學術界和工業(yè)界的高度關注。在過去短短5年里,鈣鈦礦LED取得了飛躍式發(fā)展,目前器件效率已經(jīng)達到理論極限效率20%。器件性能的突破主要圍繞對鈣鈦礦活性層以及電荷傳輸層優(yōu)化的結果。但是,很多時候,我們常常忽略了這樣一個問題——整個LED器件中,不同功能層材料間較大的折射率差異限制了光的全部提取,一定程度上限制了LED器件的性能。
近日,香港科技大學的Zhiyong Fan教授課題組在納米光子基底上制備出了高效的MAPbBr3鈣鈦礦LED,其最高效率達到17.5%,是對比器件(無納米光子基底)的2倍多。光學建模顯示器件的光抽取效率高達73.6%,這主要得益于納米光子基底的兩步光提取過程(納米穹罩用作光耦合器將光聚焦到納米線陣列光子晶體中,然后光子晶體用作光學天線釋放受限的能量)。作者指出,如果能在器件效率20%的基礎上,通過光提取技術來進一步優(yōu)化LED器件,將很有希望再次提升鈣鈦礦LED的性能!
Fan Z, etal. Efficient metal halide perovskite light-emitting diodes with significantlyimproved light extraction on nanophotonic substrates. NatureCommunications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-08561-y
https://www.nature.com/articles/s41467-019-08561-y
2.張強Science Advances:摻雜碳材料親鋰性化學誘導鋰金屬均勻形核
不可控的枝晶生長嚴重限制了鋰金屬電池的實際應用,多種親鋰導電框架尤其是碳載體被用來調控金屬鋰的均勻成核,從而催生了各種無枝晶的復合負極。然而,對這些碳載體的親鋰特性的理解尚處于初級階段。近日,清華大學的張強教授團隊基于第一性原理計算與實驗表征相結合的方法,提出親鋰性設計準則:摻雜原子電負性、摻雜位點“局部偶極”和鋰形核過程中電荷轉移。
具體來講,雜原子與碳原子之間的電負性差異有利于形成負電中心以吸附鋰離子;“局部偶極”的形成有利于進一步增強鋰離子與形核位點之間的離子–偶極作用;電荷轉移則是降低鋰形核能壘的必要條件之一?;诖朔椒A測,氧摻雜在單摻雜體系中具有最好的親鋰性,并得到了鋰金屬形核實驗證實;相比于單摻雜體系,預測了O–B/P等雙摻雜體系具有更優(yōu)的親鋰性。
Chen X, et al. Lithiophilicity chemistry of heteroatom-doped carbon to guide uniform lithium nucleation inlithium metal anodes. Science Advances, 2019.
DOI:10.1126/sciadv.aau7728
http://advances.sciencemag.org/content/5/2/eaau7728?rss=1
3. Angew.:果斷收藏!一種簡單通用制備高熒光量子產(chǎn)率CsPbX3(X=Cl、Br、I)納米晶的方法
近日,印度技術研究中心的Narayan Pradhan教授課題組以鹵化烷基銨鹽作為鹵源和配體,成功制備了量子產(chǎn)率接近100%的CsPbX3(X=Cl、Br、I)納米晶。該工作為制備高熒光量子產(chǎn)率的鈣鈦礦納米晶提供了一種切實可行且有效的新方法,具有潛在的應用價值。
Pradhan N, et al. Near-Unity Photoluminescence Quantum Efficiency for All CsPbX3 (X= Cl, Br and I) Perovskite Nanocrystals: A Generic Synthesis Approach. Angewandte Chemie International Edition,2019.
DOI: 10.1002/anie.201900374
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201900374
4.秦嶺&邊黎明ACS Cent. Sci.:可細胞浸潤的水凝膠作為載體用于治療骨缺損
生物高分子水凝膠作為治療性細胞和藥物的載體已廣泛應用于生物醫(yī)學領域。然而,大多數(shù)常規(guī)的水凝膠由于其網(wǎng)狀結構的靜態(tài)特性,使其不能在凝膠化后注射,也不支持細胞的浸潤。Feng等人開發(fā)了一種獨特的細胞可浸潤的注射型(Ci-I水凝膠。實驗通過動態(tài)的宿主客體絡合物進行物理交聯(lián),再利用有限的化學交聯(lián)來進一步增強其穩(wěn)定性,從而使得Ci-I水凝膠具有十分優(yōu)異的性能。
研究結果表明,Ci-I水凝膠可以實現(xiàn)小分子疏水藥物(如伊卡林)的持續(xù)釋放,促進干細胞分化,同時也能避免高劑量藥物所造成的副作用。注入Ci-I水凝膠封裝間的充質干細胞和藥物可以有效地預防骨密度的減少,從而促進了激素性骨壞死模型動物的原位骨再生。這一研究也是首次通過微創(chuàng)手術將可注射水凝膠作為治療性貨物的載體,為治療深部和封閉的解剖部位的功能障礙提供了一種新的方法。
Feng Q, Xu J K, et al. Dynamic and Cell-Infiltratable Hydrogels as Injectable Carrier of Therapeutic Cells and Drugs for Treating Challenging Bone Defects. ACS Central Science, 2019.
DOI: 10.1021/acscentsci.8b00764
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acscentsci.8b00764
5. 高建青&凌代舜ACS Cent. Sci.:納米酶增強的自保護水凝膠促進氧化性糖尿病創(chuàng)面微環(huán)境的血管生成
糖尿病的創(chuàng)面愈合是亟待解決的臨床問題,如何在受傷組織中進行血管再生工程則是實現(xiàn)傷口成功愈合的關鍵。然而,由于在氧化性糖尿病創(chuàng)面微環(huán)境中生物大分子血管生成劑會發(fā)生氧化損傷和變性,這使得糖尿病創(chuàng)面血管生成仍是目前一個巨大的挑戰(zhàn)。
Wu等人提出了一種獨特的“種子和土壤”的策略,即同時將氧化損傷微環(huán)境重塑為再生微環(huán)境(土壤)和利用氧化還原調節(jié)氧化鈰納米酶增強的自保護水凝膠(PCN-miR/Col)提供促血管生成miRNA (種子)來解決這一問題。這樣PCN-miR/Col不僅對惡性氧化損傷微環(huán)境進行了改造,而且也在氧化微環(huán)境中保證了被包裹的促血管生成miRNA的結構完整性。結果證明,利用PCN-miR/Col處理糖尿病創(chuàng)面,可以實現(xiàn)膠原纖維高度有序地排列,功能新生血管生長進而使得創(chuàng)面愈合速度明顯加快。
Wu H B, Li F Y, et al. Promoting Angiogenesis in Oxidative Diabetic Wound Microenvironment Using a Nanozyme-Reinforced Self-Protecting Hydrogel.ACS Central Science, 2019.
DOI: 10.1021/acscentsci.8b00850
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acscentsci.8b00850
6. 陳義旺&李耀文Adv. Sci.:11.5%效率,高效全柔性聚合物太陽能電池
無機傳輸層的破裂和層間粘合不足是實現(xiàn)高效的柔性太陽能電池的挑戰(zhàn)之一。Tan等人將聚多巴胺(PDA)改性的可彎曲和厚度不敏感的Al摻雜ZnO(AZO)作為聚合物太陽能電池的電子傳輸層(ETL)。研究表明,該ETL具有特殊的延展性和對活性層的優(yōu)異粘附性,以改善器件的機械耐久性?;贏ZO:1.5%PDA的ETL和PBDB-T-2FI:T-4F活性層,非富勒烯太陽能電池的最佳效率可達12.7%。更重要的是,基于Ag網(wǎng)柔性電極的完全柔性器件達到了接近11.5%效率,并且該裝置在彎曲1500次循環(huán)后保持其初始效率的91%以上。
Tan L, Wang Y, et al. Highly Efficient Flexible Polymer SolarCells with Robust Mechanical Stability. Advanced Science, 2019.
DOI: 10.1002/advs.201801180.
https://doi.org/10.1002/advs.201801180
7.Nano Energy:熱誘導的中間層缺陷工程助力超高性能鈉離子電容器
鈦基化合物憑借其可靠的安全性和穩(wěn)定性而成為鈉離子電容器中最具吸引力的負極材料。然而,在鈦基化合物中實現(xiàn)更多的嵌鈉位點和更快的動力學仍然是個巨大的挑戰(zhàn)。在本文中,研究人員發(fā)展了一種熱誘導的中間層缺陷工程對H-鈦酸鹽的電子結構和鈉離子擴散動力學進行了調控從而顯著改善了其電化學性能。
在鈉離子半電池中,具有豐富層間缺陷的定向畸變的準層狀H-Titanate(Q-LT)具有超快和穩(wěn)定的循環(huán)性能(在25 ℃下10000個循環(huán)后的容量保持率為97%)。當將其用作高壓鈉離子電容器的負極材料時,能夠實現(xiàn)高達124 Wh/kg的高能量密度和優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。第一原理密度泛函理論計算表明,Q-LT具有較低的配位Ti-O多面體、較高的離域Ti-O環(huán)境、較窄的帶隙和較低的Na+遷移能;鍵價和圖揭示了Q-LT層間連續(xù)的Na+擴散路徑。
Que L, et al. Thermal-induced interlayer defect engineering toward super high-performance sodium ioncapacitors. Nano Energy, 2019.
DOI: 10.1016/j.nanoen.2019.02.030
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519301430?dgcid=rss_sd_all
8. JMCA:氧空穴增強Pt/WO3催化劑HER活性
發(fā)展高活性、高穩(wěn)定性、低成本的HER催化劑是近年來的研究熱點。將Pt基HER催化劑Pt的利用率最大化,將大大降低催化劑成本。有鑒于此,作者制備了Pt原子團簇高分散在WO3@CFC(碳紙)上的催化劑,該催化劑在酸性條件下具有高的HER活性,在0.5 M H2SO4中,10 mA/cm2電流密度時,過電位僅42 mV。該催化劑高的HER活性和穩(wěn)定性歸因于Pt原子團簇和富含氧空穴的WO3納米片的協(xié)同作用。
Tian H, Cui X, Shi J, et al. Oxygen vacancy assisted hydrogen evolution reaction of Pt/WO3 electrocatalyst. Journalof Materials Chemistry A, 2019.
DOI: 10.1039/C8TA12219A
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/ta/c8ta12219a#!divAbstract
9.杜克大學Small:通過與白蛋白結合肽的結合來改善阿霉素的療效
小分子化療藥物的主要缺點是循環(huán)時間短和靶向性差。為了克服這些缺點,Yousefpour等人開發(fā)了一種化療藥物與內源性白蛋白特異性結合的白蛋白結合肽偶聯(lián)物,利用其良好的藥代動力學特點來將藥物高效遞送到腫瘤。
實驗利用對pH敏感的連接劑將蛋白結合域(ABD)與阿霉素(Dox)結合生成ABD-Dox。由于ABD-Dox偶聯(lián)物和人白蛋白以及小鼠白蛋白具有納米級親緣關系,其在給藥后在小鼠血漿內的半衰期為29.4 h,與小鼠白蛋白相近。此外,在給藥后2小時,ABD-Dox在腫瘤中的濃度也約為游離Dox的4倍。同時游離的Dox會從腫瘤中迅速被清除,而ABD-Dox在腫瘤中可以保持穩(wěn)定的濃度至少72 h, 其在72 h內的相對積累量是游離Dox的120倍。由于ABD-Dox具有明顯改善的藥代動力學和生物分布特點,其在治療C26結腸癌和MIA PaCa-2異種移植胰腺腫瘤時具有非常好的效果。
Yousefpour P, Ahn L, et al. Conjugate of Doxorubicin to Albumin-Binding Peptide Outperforms Aldoxorubicin. Small, 2019.
DOI: 10.1002/smll.201804452
https://doi.org/10.1002/smll.201804452
10. JMCC:卵磷脂(lecithin)添加劑提升鈣鈦礦發(fā)光二極管器件性能!
近日,蘇州大學的馮敏強教授課題組通過在CsPbBr3前驅體里面添加卵磷脂(lecithin)構筑高性能CsPbBr3鈣鈦礦發(fā)光二極管,其最高效率達到6.5%。添加卵磷脂有助于制備小晶粒,覆蓋良好的全無機鈣鈦礦薄膜,并且基于卵磷脂的薄膜顯示出了更優(yōu)異的光學性能。
Fung M-K, et al. Influence of a lecithin additive on the performance of all-inorganic perovskite light-emitting diodes. Journalof Materials Chemistry C, 2019.
DOI: 10.1039/C8TC06365F
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/tc/c8tc06365f#!divAbstract