1. 清華大學Nature Commun.:開發出了比銫摻雜OLED性能更好的器件
N-摻雜是提高有機半導體的電子傳導性并在有機電子器件中實現歐姆陰極接觸的有效方法之一。為了避免使用難以處理的高反應性n-摻雜劑,目前廣泛使用空氣穩定的前體,以分解方式釋放活性物質,然而在加工過程中總是含不必要的副產物。清華大學Lian Duan課題組研究了空氣穩定的金屬(如銅,銀和金)可以在螯合配體存在下容易釋放自由電子,這是因為金屬離子和配體之間的不可逆配位反應會推動金屬和金屬離子之間的平衡移動。通過采用具有強親核質量的多功能電子傳輸材料4,7-二甲氧基-1,10-菲咯啉(p-MeO-Phen),銀可以作為比銫強的n-摻雜劑,并且可以用于制造比銫摻雜控制器件更高性能的有機發光二極管(OLED)。
Bin Z, et al. Making silver a stronger n-dopant than cesium via in situ coordination reaction for organic electronics. Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-08821-x
https://doi.org/10.1038/s41467-019-08821-x
2. Nature Commun.:通過空穴傳輸層的表面改性,調控準二維鈣鈦礦薄膜的垂直相分布
垂直相的分布對于準二維鈣鈦礦太陽能電池至關重要,但到目前為止,關于垂直相分布的驅動力以及如何調控相的垂直分布尚未有文章報道。近日,華中科技大學Yinhua Zhou聯合香港中文大學Xinhui Lu報道了這一重要學術成果。酸的添加會使鈣鈦礦前驅體從膠體態轉變成溶液態,進而改變相的垂直分布。實驗結果進一步證明,PEDOT:PSS的表面酸性可以抑制垂直相的形成。通過對PEDOT:PSS進行表面改性,形成表面非酸性的PEDOT:PSS,可以有效調控垂直相的分布。
Zou Y, et al. Tailoring vertical phase distribution of quasi-twodimensional perovskite films via surface modification of hole-transporting layer. Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-08843-5
https://www.nature.com/articles/s41467-019-08843-5
3. Angew.:有意思!用作水傳感器的非鉛,銦基鈣鈦礦單晶
近年來,低維發光鹵化鉛鈣鈦礦以其優異的光電性能引起了學術界和工業界高度的關注。而其鉛的毒性被認為是一個嚴重的缺點。近日,中山大學Dai-Bin Kuang及Cheng-Yong Su報道了一種新型無鉛零維(0D)銦基鈣鈦礦Cs2InBr5?H2O單晶。Cs2InBr5?H2O單晶發紅光,量子產率高達33%。實驗和計算研究表明,因激發態結構變形,較強的PL可能源于自陷激子(STEs)。水合Cs2InBr5?H2O與脫水Cs2InBr5之間的原位轉化伴隨著變化的PL,利用這一特點,可將其作為濕度檢測中的PL水傳感器以及檢測有機溶劑中水的痕跡。
Zhou L, et al. Highly Red Emissive Lead-Free Indium-Based Perovskite Single Crystal for Sensitive Water Detection. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201814564
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201814564
4. Angew.:首次合成出PdCu雙金屬團簇
相比于單金屬團簇,雙金屬團簇通常具有更好的性能(如催化活性,量子產率等)和穩定性。Pt、Pd摻雜的Au、Ag團簇已有報道并被應用到催化領域,PdCu雙金屬團簇卻一直未見報道。有鑒于此,作者將Cu28H15團簇與10當量的苯乙炔,等當量的[Pd(PPh3)2Cl2]反應,成功制備出了PdCu雙金屬團簇([PdCu14H2(dtc/dtp)6(C≡CPh)6])。通過X-射線單晶衍射、中子衍射、NMR等進行表征發現,該團簇內核是Cu14包封著一個線性的PdH2單元。中心14配位的Pd原子是目前Pd的最高配位數。
Chakrahari K K, Saillard J-Y, Liu C W, et al. Synthesis of Bimetallic Copper-Rich Nanoclusters Encapsulating a Linear Palladium Dihydride Unit. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201814264
https://doi.org/10.1002/anie.201814264
5. AM:超薄氧化鈷層用作柔性鋅空電池的電催化劑
對于可充金屬-空氣電池來說,同時提高氧還原反應和氧析出反應的電子電導能力和催化活性十分重要。在本文中,研究人員將單納米尺度的超薄CoOX納米層組裝在導電基底上來實現其在ORR和OER中的雙官能活性以及在柔性Zn-空氣電池中的超高輸出功率。在原子尺度上,這種超薄CoOX層有效地加快了電子傳導并提供了豐富的活性位點。X射線吸收光譜發現金屬質的Co/N摻雜的石墨烯基底有助于向超薄CoOX納米層的電子傳輸,這有利于電催化過程。借助這種催化劑構建的柔性Zn-空氣電池表現出300 W/g的超高比功率,這對于便攜式設備十分重要。
Zhou T, et al. Ultrathin Cobalt Oxide Layers as Electrocatalysts for High‐Performance Flexible Zn–Air Batteries. Advanced Materials, 2019.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201807468
6. ACS Cent. Sci.:熒光小分子在阿爾茨海默病生物標志物研究中的前沿
阿爾茨海默病(AD)是癡呆癥中最常見的一種。該疾病的發病機理與聚合淀粉樣蛋白-β,過度磷酸化的tau蛋白,高水平的金屬離子,異常的酶活性和反應性星形膠質細胞等有關。Jun等人對熒光小分子靶向AD生物標志物進行體內外成像的應用研究進行了概述,并根據不同的生物標記物對這些化學成像探針進行了分類,也對其各自的優缺點進行了討論,最后也對設計新的傳感成像策略以及AD熒光成像的前景提出了指導性意見。
Jun Y W, Cho S W, et al. Frontiers in Probing Alzheimer′s Disease Biomarkers with Fluorescent Small Molecules. ACS Central Science, 2019.
DOI: 10.1021/acscentsci.8b00951
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acscentsci.8b00951
7. 王浩&李峻柏 Nano Lett.:脂質體包裹聚集誘導發光光敏劑用于光動力治療
光動力療法(PDT)作為一種非侵入性治療,是一種很有前途的腫瘤治療策略。然而,大多數經臨床批準的PSs還是會廣泛分布于正常組織中,尤其是在皮膚中,它們若暴露在光下也會產生光毒性。因此,在PDT期間或之后,患者必須在暗室中呆上幾個星期。
Yang等人提出了一種控制光敏化的方法,即將聚合誘導發射的PSs (AIE-PSs)包裹在脂質體中。當AIE-PSs包裹在脂質體中時,其光敏性將會喪失;而當脂質體攜帶AIE-PSs進入腫瘤組織后,隨著脂質體的分解,AIE-PSs會被釋放并立即重新聚集,這樣它們的光敏性可以被觸發并引起細胞毒性。實驗分別合成了兩種不同類型的AIE分子,并通過脂質體包裹驗證了其體外和體內對腫瘤的PDT效果。結果表明,該策略可以控制AIE-PS的光敏性,使得可以在正常工作條件下而不必在暗室中進行PDT治療。
Yang Y, Wang L, et al. Photodynamic therapy with liposomes encapsulating photosensitizers with aggregation-induced emission. Nano Letters, 2019.
DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b04875
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.nanolett.8b04875
8. 汪世龍&李昂Adv. Sci.:納米復合材料通過重塑免疫環境增強腫瘤免疫治療
檢查點阻斷免疫治療在治療各種惡性腫瘤中療效顯著。然而,這種方法的效果也會由于免疫抑制腫瘤微環境(ITM)的存在而受到抑制。Yang等人開發了一種負載了miR155的層狀雙氫氧化物(LDHs)納米材料(LDH@155)。LDH@155會被小鼠巨噬細胞攝取,并逃逸進入細胞質來對TAMs進行特異性遞送。與此同時,TAMs在接觸LDH@155后也會偏向M1亞型,從而明顯抑制骨髓衍生抑制細胞(MDSCs)的形成并刺激T淋巴細胞分泌更多的干擾素-γ(IFN-γ)細胞因子。
瘤內注射 LDH@155會減少TAMs和MDSCs,并且提高CD4 +和CD8 + T細胞的滲透和激活,從而促進α-PD-1抗體免疫療法的治療效率。此外,研究也發現LDH@155會大大降低磷酸化的STAT3和ERK1/2的表達水平以及激活NF-κB表達,這表明STAT3, ERK1/2, NF-κB信號通路參與了LDH@155誘導的巨噬細胞極化過程。這一研究表明,LDH@155納米顆粒有望成為一種免疫聯合治療癌癥的藥物。
Yang L N, Sun J, et al. Synergetic Functional Nanocomposites Enhance Immunotherapy in Solid Tumors by Remodeling the Immunoenvironment. Advanced Science, 2019.
DOI: 10.1002/advs.201802012
https://doi.org/10.1002/advs.201802012
9. AEM:高性能水溶液鋅離子電池的水化物插層
水溶液鋅離子電池正憑借其低成本以及安全性等優勢而吸引著研究人員的關注。然而,尋找合適的正極材料以及明確其電化學反應機理仍然是一個巨大的挑戰。在本文中,研究人員發展混合價態的釩氧化物V6O13可以在中等酸性水溶液電解質中作為鋅離子電池的正極材料。當與金屬鋅負極匹配時,該材料在200 mA/g的電流密度下放電比容量高達360 mAh/g且循環2000周容量保持率高達92%。實驗結果與理論計算發現水分子與鋅離子在放電過程中的共嵌入對于上述優異的電化學性能有著重要貢獻。這種嵌入機理使得鋅離子能夠借助靜電屏蔽和結構穩定性擴散穿過整個主體晶格。
Shin J, et al. Hydrated Intercalation for High‐Performance Aqueous Zinc Ion Batteries. Advanced Energy Materials, 2019.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.201900083
10. AFM:具有優異Li/Na親和性質的分層Co3O4納米纖維-碳片骨架助力高穩定性堿金屬電池
堿金屬負極中不可控的枝晶生長和無限的體積變化會導致高比能電池中嚴重的安全問題和循環壽命縮短。構建具有優異Li/Na親和性質的穩定骨架是實現商業化的先決條件。在本文中,研究人員發現金屬氧化物與堿金屬之間化學反應過程中較小的吉布斯自由能變化是實現堿金屬注入載體的關鍵。由此研究人員制備了對熔融態Na/Li具有良好親和性的分級式Co3O4納米纖維-碳片骨架(CS)。
三維碳薄片作為基礎框架能夠提供豐富的鋰成核位點并為快速電荷傳導提供足夠的電極-電解液接觸。Co/Li2O納米纖維的二次骨架提供了沉積鋰的物理限制,并進一步重新分布了每根碳纖維上的鋰離子通量,這一點已通過Comsol多物理模擬得到驗證。由于均勻的沉積行為和接近零的體積變化,改進的對稱Li/Li電池可以在20 mA cm-2的超高電流密度下工作超過120個周期。當與LiFePO4正極匹配時,Li/Co-CS全電池在2C下循環200周后顯示出低極化和88.4%的容量保持率。
Li S, et al. Hierarchical Co3O4 Nanofiber–Carbon Sheet Skeleton with Superior Na/Li-Philic Property Enabling Highly Stable Alkali Metal Batteries. Advanced Functional Materials, 2019.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201808847