1. 蔚山國(guó)家科技所&吉大AM: 乙醇在CaO低溫轉(zhuǎn)化成納米多孔石墨烯和H2
在較溫和的條件下將乙醇轉(zhuǎn)化成高價(jià)值的石墨烯和純的H2具有重大的挑戰(zhàn)。近日，韓國(guó)蔚山國(guó)家科學(xué)技術(shù)研究所Jong-BeomBaek教授與吉林大學(xué)蔣青教授團(tuán)隊(duì)合作發(fā)現(xiàn)，乙醇在CaO（從雞蛋殼獲得）上，500 ℃的條件下即可轉(zhuǎn)化成大面積的納米多孔石墨烯和純的H2(≈99%)。石墨烯可以沿著乙醇?xì)饬鞯姆较蛟诩{米多孔CaO上均勻地生長(zhǎng)1 m。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)和DFT計(jì)算表明，CaO表面在低溫條件下可以催化乙醇分子碳化，且生成的CO中間體可以促進(jìn)乙醇分解。
Han G-F, Jiang Q, Baek J-B, et al. Low-Temperature Conversion of Alcohols into Bulky Nanoporous Graphene and Pure Hydrogen with Robust Selectivity on CaO. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201807267
https://doi.org/ 10.1002/adma.201807267
2.中科大JACS：從塊體Pt合成原子分散的Pt位點(diǎn)的熱發(fā)射策略
開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)易可行的方法以獲取高活性單原子位點(diǎn)明確的催化劑，一直是單原子催化劑（SAC）研究的重點(diǎn)。近日，中科大吳宇恩團(tuán)隊(duì)及其合作者報(bào)道了一種熱發(fā)射策略，可以直接將塊狀Pt金屬轉(zhuǎn)化為原子分散的鉑。首先，通過(guò)熱解產(chǎn)生氨，與Pt原子發(fā)生強(qiáng)配位作用；然后，將揮發(fā)性Pt(NH3)x錨定在有缺陷的石墨烯表面。所制備的Pt SAs/DG對(duì)電化學(xué)析氫反應(yīng)和各種有機(jī)硅烷的選擇性氧化表現(xiàn)出高活性。這種熱發(fā)射策略也可以用于制備其他金屬單原子，例如金和鈀，為單原子催化劑應(yīng)用于重要工業(yè)反應(yīng)提供了一個(gè)有用的平臺(tái)。
Qu Y, et al. Thermalemitting strategy to synthesize atomically dispersed Pt metal sites from bulkPt metal. Journal of the American Chemical Society, 2019.
DOI: 10.1021/jacs.8b09834
https://doi.org/10.1021/jacs.8b09834
3.凌濤/喬世璋AM: 雙金屬摻雜CoO納米棒催化劑高效HER
推廣可再生能源技術(shù)需要發(fā)展比現(xiàn)有催化劑更高效、更耐用的催化劑，一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)就是發(fā)展一種可調(diào)控催化劑電子結(jié)構(gòu)的方法來(lái)提高催化劑性能。近日，天津大學(xué)凌濤教授和喬世璋教授團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種Ni、Zn雙金屬摻雜調(diào)控CoO納米棒電子結(jié)構(gòu)的方法提高催化性能。Ni、Zn摻雜的CoO納米棒催化劑具有高的HER性能，堿性條件下，10和20 mAcm?2電流密度對(duì)應(yīng)過(guò)電位為53和79 mV。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)和DFT計(jì)算表明，摻雜的Ni聚集在CoO納米棒表面氧空穴周?chē)?，提供了理想的表面電子結(jié)構(gòu)利于氫中間體結(jié)合、摻雜的Zn分布在CoO內(nèi)部調(diào)控整體電子結(jié)構(gòu)提高點(diǎn)傳導(dǎo)能力，二者協(xié)同作用提高催化劑性能。
Ling T, Zhang T, Qiao S-Z, et al. Well-Dispersed Nickel- and Zinc-Tailored Electronic Structure of aTransition Metal Oxide for Highly Active Alkaline Hydrogen Evolution Reaction. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201807771
https://doi.org/10.1002/adma.201807771
4.理化所張鐵銳AM: 調(diào)控超薄TiO2納米片氧空穴提高光催化固氮性能
發(fā)展溫和條件下具有固氮活性的催化劑是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)與難點(diǎn)。近日，理化所張鐵銳研究員等多團(tuán)隊(duì)合作，采用水熱合成法，Cu摻雜的策略合成了一種富含氧空穴和內(nèi)含壓縮應(yīng)變的超薄TiO2納米片催化劑。該催化劑在水相光催化N2還原制NH3反應(yīng)中具有高的活性和穩(wěn)定性，太陽(yáng)光下，6%-TiO2納米片制氨速率為78.9 μ mol g?1h?1，600和700 nm單色光下，制氨速率分別為1.54μ mol g?1h?1和0.72μmol g?1h?1。該催化劑豐富的氧空穴和強(qiáng)的張力作用利于N2和H2O吸附和活化，使得該催化劑具有高的性能。
Zhao Y, Zhang T, et al. Tuning Oxygen Vacancies in Ultrathin TiO2 Nanosheets to Boost Photocatalytic Nitrogen Fixation up to 700 nm. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201806482
https://doi.org/10.1002/adma.201806482
5.廈門(mén)大學(xué)AM：親油型鈉合金中間相促進(jìn)穩(wěn)定的Na電鍍和剝離
由于Na電鍍/剝離的可逆性，鈉金屬負(fù)極電化學(xué)性能不佳，在Cu集流體上形成親水性Au-Na合金中間相的策略，包括濺射的Au薄層，只能在一段時(shí)間內(nèi)維持有效的Na電鍍/剝離。廈門(mén)大學(xué)毛秉偉和董全峰團(tuán)隊(duì)通過(guò)使用原位形成的親油性鈉-金屬（金屬= Au，Sn，Sb）合金中間相，實(shí)現(xiàn)了更加穩(wěn)定的Na電鍍/剝離電化學(xué)行為。通過(guò)控制剝離截止電位，同時(shí)固定金屬顆粒，Na電鍍/剝離循環(huán)在2 mA cm-2下擴(kuò)展到2000倍，基于鈉金屬合金中間相的平均庫(kù)侖效率為99.9％。
Tang S, Zhang Y-Y, Zhang X-G, et al. Stable Na Plating and Stripping Electrochemistry Promoted by InSitu Construction of an Alloy‐Based Sodiophilic Interphase. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201807495
https://doi.org/10.1002/adma.201807495
6.猶他州立大學(xué)Angew.：新型無(wú)氯Mg電池電解液
由于金屬鎂是一種具有良好物理化學(xué)性能的負(fù)極材料，因此鎂電池是一種很有前途的儲(chǔ)能體系。然而，由于缺乏具有電化學(xué)和化學(xué)穩(wěn)定性的鎂電解液，阻礙了鎂電池的發(fā)展。美國(guó)猶他州立大學(xué)Tianbiao Leo Liu教授等合成了一種新型無(wú)氯硼酸鎂基電解液，Mg[B(O2C2(CF3)4)2]2（Mg-FPB）。該電解液具有優(yōu)異的電化學(xué)性能，其中庫(kù)侖效率為95%，過(guò)電位為197 mV，并且可耐受4.0 V高電壓。利用該電解液組裝的高壓可充電Mg/MnO2電池，放電容量可達(dá)150 mAh/g。
Luo J, Bi Y, Liu T L, et al. A Stable,Non-corrosive Perfluorinated Pinacolatoborate Mg Electrolyte for Rechargeable Mg Batteries. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201902009
https://doi.org/10.1002/anie.201902009
7.東華大學(xué)Angew.：從原子水平控制碳的分散度，制備高穩(wěn)定性的硅基負(fù)極材料
高性能硅基負(fù)極是人們廣泛關(guān)注的負(fù)極材料之一，但由于其導(dǎo)電性差和體積膨脹等缺點(diǎn)阻礙了其實(shí)際應(yīng)用。硅基負(fù)極與碳質(zhì)材料的結(jié)合被認(rèn)為是解決這些問(wèn)題最有潛力的方法。然而，在報(bào)道的復(fù)合材料中，碳的分布通常是不均勻的，從而導(dǎo)致長(zhǎng)期工作時(shí)庫(kù)侖效率(CE)不可避免地下降。
有鑒于此，東華大學(xué)楊建平研究員和張輝博士等提出了一種新型的多孔硅基納米復(fù)合負(fù)極，該負(fù)極由苯環(huán)橋連的介孔有機(jī)硅(PBMOs)通過(guò)溶膠-凝膠法和熱解制備而成。得益于PBMOs的獨(dú)特性質(zhì)，合成的復(fù)合負(fù)極可以維持其原有的結(jié)構(gòu)，碳均勻分布于Si-O-Si框架中。這種高度均勻分散的碳網(wǎng)絡(luò)將硅氧化物分成許多亞納米結(jié)構(gòu)域，從而表現(xiàn)出優(yōu)異的結(jié)構(gòu)完整性和循環(huán)穩(wěn)定性(庫(kù)侖效率在第11次循環(huán)達(dá)到99.6%，在隨后的循環(huán)中庫(kù)侖效率達(dá)到~99.8%)。
Zhu G, Yang J，etal. Engineering the distribution of carbon in silicon oxide nanospheres atatomic level for highly stable anodes. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201902083
https://doi.org/10.1002/anie.201902083
8.EES：深入理解鈣鈦礦活性層穩(wěn)定性在光伏器件中扮演的角色
提高金屬鹵化物鈣鈦礦材料的穩(wěn)定性是鈣鈦礦光伏器件商業(yè)化的關(guān)鍵。為了深入理解鈣鈦礦活性層穩(wěn)定性在器件中扮演的角色，SLAC國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室Joseph J. Berry等人使用原位XRD觀(guān)察A位（FA、Cs和/或MA）混合的APbI3結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性演變，其中A位是FA，Cs和/或甲基銨。在器件運(yùn)行期間，研究人員觀(guān)察到空間分離和相分離成更純的組成相。研究人員使用混合A位鹵化鈣鈦礦的互補(bǔ)第一性原理計(jì)算，提出了一個(gè)假設(shè)框架，解釋了實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象，然后使用原位XRD和空間分辨飛行時(shí)間二次離子質(zhì)譜進(jìn)行驗(yàn)證。這些結(jié)果表明鈣鈦礦器件穩(wěn)定性不僅僅與器件結(jié)構(gòu)或化學(xué)配方有關(guān)，而且還與鈣鈦礦材料的處理策略密切相關(guān)。
Schelhas L T, etal. Insights into Operational Stability and Processing of Halide Perovskite Active Layers. Energy &Environmental Science, 2019.
DOI: 10.1039/C8EE03051K
https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2019/ee/c8ee03051k
9.MIT最新AEM：氯化物實(shí)現(xiàn)反溶劑技術(shù)的可控鈣鈦礦結(jié)晶
有機(jī)-無(wú)機(jī)鹵化物鈣鈦礦薄膜中表面和晶界缺陷的存在可能對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池（PSC）的性能和操作穩(wěn)定性都是不利的。MIT的Tavakoli等人研究了氯化物添加劑對(duì)混合陽(yáng)離子和鹵化物PSC的體積和表面缺陷的影響。研究發(fā)現(xiàn)使用反溶劑技術(shù)，鈣鈦礦膜被分成兩層，即具有大顆粒的底層和具有小顆粒的薄覆蓋層。向前體溶液中加入甲脒氯化物（FACl）除去了小顆粒鈣鈦礦蓋層并抑制了表面和體缺陷的形成，使鈣鈦礦膜具有增強(qiáng)的結(jié)晶度。與參考樣品相比，通過(guò)FACl修飾的鈣鈦礦薄膜的熒光壽命更長(zhǎng)，隨后被1-金剛烷胺鹽酸鹽鈍化。研究表明，這些處理減少了PSC中的復(fù)合，器件的最佳效率為21.2％，開(kāi)路電壓為1152 mV，滯后可忽略不計(jì)。經(jīng)過(guò)Cl處理的器件的操作穩(wěn)定性得到大大提高。
Tavakoli M M, et al. Controllable Perovskite Crystallization via Antisolvent Technique Using Chloride Additives for Highly Efficient Planar Perovskite Solar Cells. Advanced Energy Materials, 2019.
DOI: 10.1002/aenm.201803587
https://doi.org/10.1002/aenm.201803587
10.陳雨＆施劍林Nano Lett.：無(wú)機(jī)納米殼穩(wěn)定液態(tài)金屬用于NIR-II區(qū)靶向光納米醫(yī)學(xué)
鎵和鎵基合金是一類(lèi)具有獨(dú)特物理化學(xué)性質(zhì)的典型液態(tài)金屬，其作為新一代功能材料也正逐漸在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。但目前研究對(duì)其生物醫(yī)學(xué)性能的探索還很不夠，其固有的低抗氧化的特性亦是阻礙其進(jìn)一步臨床轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵。中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所陳雨研究員團(tuán)隊(duì)和施劍林研究員團(tuán)隊(duì)合作報(bào)告了一種利用無(wú)機(jī)二氧化硅納米殼對(duì)液態(tài)金屬基納米平臺(tái)進(jìn)行穩(wěn)定的方法。該方式是基于一種新型簡(jiǎn)便的聲化學(xué)合成，可用于在NIR-II區(qū)進(jìn)行高效的，近紅外光(NIR)觸發(fā)的靶向光熱腫瘤治療。
實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)液態(tài)金屬材料的表面進(jìn)行無(wú)機(jī)硅殼化工程可以顯著提高液態(tài)金屬核的光熱性能使其近紅外吸收增強(qiáng)，而且硅殼也具有氧化保護(hù)的能力可以提高光熱的穩(wěn)定性，這種表面修飾工程也可以使得材料具有豐富的表面化學(xué)物質(zhì)，進(jìn)一步增強(qiáng)其在腫瘤的聚集。體外細(xì)胞水平實(shí)驗(yàn)和體內(nèi)腫瘤異種移植的實(shí)驗(yàn)表明，利用(Arg-Gly-Asp) RGD靶向基團(tuán)和硅殼對(duì)納米級(jí)液態(tài)金屬進(jìn)行包覆可實(shí)現(xiàn)其在體內(nèi)進(jìn)行光觸發(fā)的癌細(xì)胞死亡和腫瘤的清除，并且具有高的生物相容性，也易于清除出體外。
Zhu P, Gao S S, et al. Inorganic Nanoshell-Stabilized Liquid Metal for Targeted Photo-Nanomedicine in NIR-II Biowindow. Nano Letters, 2019.
DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b00364
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.nanolett.9b00364
11.中山大學(xué)AFM：介孔聚多巴胺包裹的羰基錳用于多模態(tài)成像指導(dǎo)的腫瘤治療
將多種治療和成像功能結(jié)合起來(lái)的多功能納米藥物在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用價(jià)值。然而，如何開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單而有效的、具有高負(fù)載和微環(huán)境響應(yīng)性的納米診療系統(tǒng)來(lái)增強(qiáng)成像指導(dǎo)的癌癥治療仍然是目前的一個(gè)重大挑戰(zhàn)。中山大學(xué)沈君教授團(tuán)隊(duì)、帥心濤教授團(tuán)隊(duì)和曹眾副教授團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種介孔聚多巴胺包裹的MnCO納米顆粒，負(fù)載率可達(dá)1.5 mg/g。該材料在H+和H2O2富集的腫瘤微環(huán)境中可以有效地產(chǎn)生CO/Mn2+并具有光熱轉(zhuǎn)換的能力，可以用于實(shí)現(xiàn)磁共振/光聲雙模成像指導(dǎo)的腫瘤治療。該多功能納米系統(tǒng)也具有良好的生物相容性，可在生物體內(nèi)應(yīng)用并通過(guò)CO和光熱聯(lián)合治療進(jìn)而抑制腫瘤的生長(zhǎng)和復(fù)發(fā)。
Wu D, Duan X H, et al.Mesoporous Polydopamine Carrying Manganese Carbonyl Responds to Tumor Microenvironment for Multimodal Imaging-Guided Cancer Therapy. Advanced Functional Materials, 2019.
DOI:10.1002/adfm.201900095
https://doi.org/10.1002/adfm.201900095
12.AFM綜述：微生理系統(tǒng)用于建模腫瘤微環(huán)境和作為開(kāi)發(fā)癌癥藥物的工具
腫瘤細(xì)胞表型、基因型、表觀(guān)遺傳狀態(tài)的異質(zhì)性以及復(fù)雜的腫瘤微環(huán)境是腫瘤診斷和治療面臨的主要挑戰(zhàn)。雖然當(dāng)前研究已在腫瘤生物學(xué)知識(shí)和開(kāi)發(fā)生物分析工具方面取得了重大進(jìn)展，然而，與生理相關(guān)的體外檢測(cè)平臺(tái)的缺乏仍然限制了人們?nèi)ド钊肓私饽[瘤微環(huán)境在腫瘤病理中的作用。
韓國(guó)科學(xué)技術(shù)學(xué)院Hong Nam Kim團(tuán)隊(duì)、美國(guó)奧本大學(xué)Elizabeth A. Lipke教授團(tuán)隊(duì)和華盛頓大學(xué)Deok-Ho Kim教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合綜述了近年來(lái)腫瘤微環(huán)境工程技術(shù)在促進(jìn)腫瘤研究和藥物開(kāi)發(fā)方面的進(jìn)展，包括腫瘤球狀體、微流體芯片、紙支架、基于水凝膠的工程組織、三維生物打印支架和多尺度形態(tài)學(xué)等等；并且介紹了這些技術(shù)如何用于闡明原生腫瘤微環(huán)境的特殊性；通過(guò)將這些仿生三維腫瘤模型與傳統(tǒng)的二維模型進(jìn)行比較，探討了這些平臺(tái)在體外研究腫瘤生物學(xué)基礎(chǔ)中的有效性和生理相關(guān)性以及它們?cè)谒幬锖Y選中的潛在應(yīng)用價(jià)值。
Kim H N, Habbit N L, et al.Microphysiological Systems as Enabling Tools for Modeling Complexity in theTumor Microenvironment and Accelerating Cancer Drug Development. AdvancedFunctional Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adfm.201807553
https://doi.org/10.1002/adfm.201807553
