1. JACS：二氧化碳電還原，CO的法拉第效率接近100%
二氧化碳電還原(CO2ER)是實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)的重要策略。有鑒于此，天津大學(xué)鞏金龍教授等人成功在Pd納米立方體表面合金化一層超薄的鈀金合金納米殼。研究發(fā)現(xiàn)，Pd@Pd3Au7納米晶(NCs)展現(xiàn)出優(yōu)異的CO2ER性能，在-0.5 V (vs RHE)時(shí)CO法拉第效率(FE)為94%，在- 0.6到- 0.9 V時(shí)CO的法拉第效率接近100%。原位衰減全反射紅外光譜(ATR-IR)和理論計(jì)算表明，該催化劑高活性的原因歸因于協(xié)同效應(yīng)和配體效應(yīng)，相鄰的Pd-Au位點(diǎn)和它們之間的電子轉(zhuǎn)移共同削弱了Pd-C鍵，平衡了*COOH和*CO的△G。
Xintong Yuan, Lei Zhang,Lulu Li, Hao Dong, Sai Chen, Wenjin Zhu, Congling Hu, Wanyu Deng, Zhi-JianZhao, and Jinlong Gong*. Ultrathin PdAu Shells with Controllable Alloying Degree on Pd Nanocubes towards Carbon Dioxide Reduction. Journal of theAmerican Chemical Society, 2019.
DOI: 10.1021/jacs.8b11771
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.8b11771
2. JACS：Fe摻雜Co基鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物提高OER性能
鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物具有高的陽(yáng)離子排列自由度，在堿性介質(zhì)中體現(xiàn)出高的OER性能。一系列Co基鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物部分B位點(diǎn)被Fe取代的材料體現(xiàn)出高的OER活性和穩(wěn)定性。然而，摻雜的Fe在增強(qiáng)OER活性和穩(wěn)定性中扮演的角色至今尚未明確。近日，瑞士保羅謝爾研究所Bae-Jung Kim和 Emiliana Fabbri等多團(tuán)隊(duì)合作，合成了具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的La0.2Sr0.8Co1-xFexO3-δ和 Ba0.5Sr0.5Co1-xFexO3-δ ( x = 0 、0.2)，用于探究Co和Fe在OER中的作用。實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算表明，F(xiàn)e摻雜Co基鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物改變了Co在低氧化態(tài)時(shí)的穩(wěn)定性，對(duì)整個(gè)鈣鈦礦氧化物的穩(wěn)定性也有重要影響，改變了整體結(jié)構(gòu)的本征性質(zhì)，使得活性和穩(wěn)定性均有提升。
Bae-Jung Kim,* EmilianaFabbri*, et al. Functional Role of Fe-doping in Co-based Perovskite Oxide Catalysts for Oxygen Evolution Reaction. Journalof the American Chemical Society, 2019.
DOI: 10.1021/jacs.8b12101
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.8b12101
3. Angew.：Ca2PbGa8O15：純四面體基共生氧化物的設(shè)計(jì)、合成和結(jié)構(gòu)
共生氧化物，如Aurivillius，Ruddlesden-Popper相，具有功能層并展示出有趣的物理性質(zhì)。迄今已知的共生結(jié)構(gòu)主要由氧離子的封閉堆積組成，通過(guò)常規(guī)的高溫固相反應(yīng)很難在金屬氧化物中得到全新的結(jié)構(gòu)類型，因?yàn)楫a(chǎn)物通常屬于礦物相關(guān)結(jié)構(gòu)（即鈣鈦礦，巖鹽，尖晶石，螢石，金紅石和剛玉），這些在熱力學(xué)上是有利的并且具有可變的陽(yáng)離子組合，因此開發(fā)新型共生結(jié)構(gòu)是非常具有挑戰(zhàn)性的。通常，具有簡(jiǎn)單組成的多相的總能量低于具有復(fù)雜組成的單相的總能量，可能需要額外的驅(qū)動(dòng)力，如陽(yáng)離子排序，以穩(wěn)定共生結(jié)構(gòu)。
重慶大學(xué)Tao Yang課題組專注于鎵酸鹽，許多含鎵氧化物表現(xiàn)出有趣的性質(zhì)，如氧離子電導(dǎo)率，光催化和光學(xué)性質(zhì)。在回顧了沒食子酸鹽中的晶體結(jié)構(gòu)后，該課題組注意到填充的鱗石英AGa2O4（A =Ca2+，Sr2+，Ba2+）和粗晶CaGa4O7具有相似的基于四面體框架，通過(guò)角共享具有六個(gè)GaO4環(huán)。其中，CaGa4O7的結(jié)構(gòu)相當(dāng)堅(jiān)硬，另一方面，填充鱗石英中六-GaO4-環(huán)中四面體的取向取決于通道中的陽(yáng)離子尺寸。因此，該課題組認(rèn)為：改變填充鱗石英中的A陽(yáng)離子以實(shí)現(xiàn)與粗晶CaGa4O7的晶格匹配是可控的。此外，眾所周知，Pb2+和Bi3+都具有單電子對(duì)，當(dāng)位于不同結(jié)構(gòu)片段之間的界面處時(shí)，可以充當(dāng)“化學(xué)剪刀”以減輕構(gòu)型應(yīng)變?？紤]到所有這些因素，該課題組提出假設(shè)共生結(jié)構(gòu)的一般成分是(Ca0.5Pb0.5Ga2O4)n(CaGa4O7)m。
該課題組合成了第一個(gè)基于四面體的共生氧化物Ca2PbGa8O15（(Ca0.5Pb0.5Ga2O4)2(CaGa4O7)），并通過(guò)ab-initio方法解析了其結(jié)構(gòu)。Pb2+對(duì)穩(wěn)定該結(jié)構(gòu)起到至關(guān)重要的作用，Pb2+和Ca2+之間適當(dāng)?shù)某叽绮町悓?dǎo)致層狀陽(yáng)離子有序化，并降低了熱力學(xué)勢(shì)，此外，Pb6s6p和O2p軌道之間的高度雜化進(jìn)一步鞏固了四面體-基體骨架的共價(jià)性。
Tao Yang, Pengfei Jiang, Fuwei Jiang, MufeiYue, Jing Ju, Chunling Xu, Rihong Cong. Ca2PbGa8O15:Rational Design, Synthesis, and Structure Determination of a Purely Tetrahedra-based Intergrowth Oxide. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201901373
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201901373
4. AM: 將NbC植入木霉孢子碳，一種新的硫正極宿主材料
碳宿主的定制化建設(shè)在高性能鋰硫電池（LSB）的開發(fā)中發(fā)揮著重要作用。浙江大學(xué)夏新輝課題組報(bào)道了通過(guò)“木霉生物反應(yīng)器”和退火過(guò)程制備的具有碗狀結(jié)構(gòu)的新型N，P-共摻雜的木霉孢子碳（TSC）。此外，將導(dǎo)電碳化鈮（NbC）以納米顆粒的形式原位注入TSC基質(zhì)中，形成高度多孔的TSC/NbC宿主材料，其中TSC顯示出與NbC優(yōu)異的相容性，不僅在TSC中形成孔，還具有增強(qiáng)導(dǎo)電性和與多硫化物化學(xué)吸附的多重作用。
該課題組還提出NbC的孔形成機(jī)理與碳熱（CT）反應(yīng)有關(guān)。硫可以很好地容納在TSC / NbC宿主中，形成高性能的TSC/NbC-S正極。由于具有多孔導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，TSC中的N、P極性位點(diǎn)和極性導(dǎo)電NbC的協(xié)同作用為增強(qiáng)多硫化物的物理吸附和化學(xué)吸附提供了新的機(jī)會(huì)，從而提高了容量和倍率性能。該復(fù)合材料展示出高比容量810 mAh g-1（5 C）和穩(wěn)定的循環(huán)壽命（在0.1 C下500次循環(huán)后為937.9mAh g-1）。
Shenghui Shen, Xinhui Xia, Yu Zhong, ShengjueDeng, Dong Xie, Bo Liu, Yan Zhang, Guoxiang Pan, Xiuli Wang, Jiangping Tu.Implanting Niobium Carbide into Trichoderma Spore Carbon: a New Advanced Hostfor Sulfur Cathodes. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201900009
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201900009
PS: 浙大夏新輝AM: 來(lái)自米曲霉的孢子碳用于鋰硫電池！
http://www.pswbw.com/e/action/ShowInfo.php?classid=4&id=5810
5. AM: 逐步暴露二維納米片的有效活性面以增強(qiáng)贗電容響應(yīng)和鈉存儲(chǔ)
亞硫酸（IV）錫（SnS2）是一種典型的六方晶胞層狀材料，基于轉(zhuǎn)化和合金化過(guò)程，具有1136 mAh g-1的高理論容量（鈉電）。西北工業(yè)大學(xué)黃維和南洋理工大學(xué)Ting Yu團(tuán)隊(duì)采用了一系列可控程序，導(dǎo)致三種SnS2納米片分別呈現(xiàn)“更薄”和“更小”的3D形狀演變，逐漸暴露（001）和（100）面。
該團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的一種氮磷共摻雜多孔碳（NPC）作為SnS2納米片負(fù)載骨架，用于增強(qiáng)負(fù)極電導(dǎo)率和電極穩(wěn)定性，具有完全暴露活性面的SnS2納米片顯示出最佳的Na+儲(chǔ)存性能。此外，當(dāng)逐步暴露SnS2納米片的不同活性面時(shí)，Na+儲(chǔ)存動(dòng)力學(xué)顯示出不同的調(diào)節(jié)，產(chǎn)生不同程度的贗電容響應(yīng)和倍率性能的改善。該團(tuán)隊(duì)通過(guò)DFT計(jì)算了SnS2晶體結(jié)構(gòu)中Na儲(chǔ)存和擴(kuò)散的理論情況，證明不同暴露面具有不同的Na+儲(chǔ)存動(dòng)力學(xué)。
Xin Xu, Ruisheng Zhao, Bo Chen, Lishu Wu, Chenji Zou, Wei Ai, HuaZhang, Wei Huang, Ting Yu. Progressively Exposing Active Facets of 2DNanosheets toward Enhanced Pseudocapacitive Response and High‐Rate Sodium Storage. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201900526
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201900526
6. AM：空間限制聚合-采用精細(xì)分層結(jié)構(gòu)控制氮摻雜聚合物和碳微球的制備
精致結(jié)構(gòu)的構(gòu)建在先進(jìn)材料的性能改進(jìn)和應(yīng)用擴(kuò)展中起著至關(guān)重要的作用。由于難以在微米級(jí)到納米級(jí)上實(shí)現(xiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外殼的精細(xì)控制，具有精細(xì)分層結(jié)構(gòu)碳微球的合成仍然是合成方法中的問(wèn)題。吉林大學(xué)Zhen-An Qiao課題組通過(guò)表面活性劑指導(dǎo)的空間限制聚合策略實(shí)現(xiàn)具有精細(xì)分級(jí)結(jié)構(gòu)的N摻雜多腔碳（MCC）微球。MCC前體不是傳統(tǒng)的酚醛樹脂，而是一種新的基于2,6-二氨基吡啶（DAP）的多室聚合物（MCP）微球，具有高達(dá)20wt％的高氮含量。通過(guò)雙表面活性劑體系可以很容易地控制MCP微球的形態(tài)和尺寸。具有高微孔殼，多室內(nèi)核和有益的N-摻雜的合成后的MCC可用作有前景的超級(jí)電容器材料。
Tao Wang, Yan Sun, Liangliang Zhang, KaiqianLi, Yikun Yi, Shuyan Song, Mingtao Li, Zhen‐AnQiao, Sheng Dai. Space‐Confined Polymerization:Controlled Fabrication of Nitrogen-Doped Polymer and Carbon Microspheres withRefined Hierarchical Architectures. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201807876
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201807876
7.ACS Nano：利用近紅外量子點(diǎn)和時(shí)間門控成像技術(shù)對(duì)血流中單個(gè)腫瘤細(xì)胞進(jìn)行成像
雖然對(duì)組織內(nèi)的固定細(xì)胞進(jìn)行活體熒光成像已經(jīng)成為生物學(xué)研究中的一個(gè)有價(jià)值的工具，但由于內(nèi)源性熒光團(tuán)存在自熒光現(xiàn)象，要想實(shí)現(xiàn)對(duì)血流中的單個(gè)細(xì)胞進(jìn)行成像還缺乏必要的靈敏度。巴黎索邦大學(xué)Alexandra Fragola教授課題組制備了近紅外發(fā)射的ZnCuInSe/ZnS量子點(diǎn)(QD)， 發(fā)現(xiàn)這一材料的時(shí)間門控成像具有150-300 ns的熒光壽命，能夠有效地抑制QD的快速自熒光光子，從而顯著提高成像的靈敏度。實(shí)驗(yàn)使用表面包覆有穩(wěn)定兩性離子聚合物的QD去標(biāo)記紅細(xì)胞和淋巴瘤細(xì)胞，結(jié)果證明在注入血液后，利用時(shí)間門控成像技術(shù)可以在血管中（流速mm s-1）對(duì)QD標(biāo)記的細(xì)胞進(jìn)行成像和計(jì)數(shù)。
Pons, T., Fragola, A. et al. In Vivo Imagingof Single Tumor Cells in Fast-Flowing Bloodstream Using Near Infrared Quantum Dots and Time-Gated Imaging. ACS Nano, 2019.
DOI: 10.1021/acsnano.8b08463
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acsnano.8b08463
8.Adv. Sci.：基于非編碼RNA的EMT/CSC抑制性納米藥物用于治療和監(jiān)測(cè)肝癌
中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院郭宇教授團(tuán)隊(duì)分析了臨床標(biāo)本中microRNA(miR)-125b-5p的含量與臨床病理參數(shù)的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)采用葉酸偶聯(lián)的納米載體在體內(nèi)轉(zhuǎn)染miR-125b-5p，并觀察其對(duì)HCC的治療效果，研究了miR-125b-5p對(duì)肝癌細(xì)胞的抑制作用及其機(jī)制。
來(lái)自臨床標(biāo)本和體外實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)表明，miR-125b-5p數(shù)量與肝癌進(jìn)展呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系，而調(diào)控上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)/癌干細(xì)胞(CSC)的靶蛋白為STAT3。miR-125b-5p/STAT3會(huì)通過(guò)使wnt /β-Catenin通路失活來(lái)抑制肝癌細(xì)胞的入侵、轉(zhuǎn)移和增長(zhǎng)。而負(fù)載了miR-125b-5p的納米藥物也能有效抑制體內(nèi)肝癌細(xì)胞EMT/CSC過(guò)程，并且具有磁共振成像(MRI)的性能。綜上所述，這一工作設(shè)計(jì)了一種集HCC治療和MRI于一體的納米醫(yī)學(xué)平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)治療效果的監(jiān)測(cè)和個(gè)性化治療。
Guo, R.M., Guo, Y. et al. Development of aNon-Coding-RNA-based EMT/CSC Inhibitory Nanomedicine for In Vivo Treatment and Monitoring of HCC. Advanced Science, 2019.
DOI: 10.1002/advs.201801885
https://doi.org/10.1002/advs.201801885
9.CM：具有可調(diào)節(jié)的光學(xué)、機(jī)械和抗菌性能的可注射自愈水凝膠
可注射自愈水凝膠作為一種植入材料，在過(guò)去的十年內(nèi)受到了研究人員的廣泛關(guān)注。加拿大阿爾伯塔大學(xué)Ravin Narain教授團(tuán)隊(duì)和曾洪波教授團(tuán)隊(duì)合作報(bào)道了一種新型的可注射自愈水凝膠，該凝膠具有可調(diào)的光學(xué)、機(jī)械和抗菌性能。流變學(xué)實(shí)驗(yàn)證明了水凝膠的自愈能力，而由于其具備的局部納米疏水結(jié)構(gòu)域，使得水凝膠的光學(xué)和機(jī)械性能可以在敏感的對(duì)溫度響應(yīng)的方式下進(jìn)行微調(diào)。并且該水凝膠還表現(xiàn)出受pH變化影響的溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變，同時(shí)還能有效抑制革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽(yáng)性菌(大腸桿菌和金黃色葡萄球菌)的生長(zhǎng)，而對(duì)成纖維細(xì)胞和癌細(xì)胞(MRC-5和HeLa)的細(xì)胞毒性則較低。因此，這種新型多功能可注射的自愈水凝膠在生物工程領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。
Wang, W.D., Narain, R.,Zeng, H.B. et al. Injectable, Self-healing Hydrogel with Tunable Optical,Mechanical and Antimicrobial Properties. Chemistry of Materials, 2019.
DOI:10.1021/acs.chemmater.8b04803
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.chemmater.8b04803
10.AFM：自組裝嵌段共聚物（BCP）模板化的高光致發(fā)光和環(huán)境穩(wěn)定的鈣鈦礦納米晶
利用有機(jī)-無(wú)機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦（OIHPs）光電特性的尺寸依賴性特點(diǎn)，可以開發(fā)具有新特性的OIHP。納米壓印和電子束光刻等自上而下的技術(shù)手段廣泛應(yīng)用于納米圖案化的OIHP，而自下而上的方法很少使用。近日，韓國(guó)延世大學(xué)Cheolmin Park研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)簡(jiǎn)單、強(qiáng)有力的技術(shù)路徑制造具有各種形狀和納米尺寸的納米圖案化OIHP膜，該方法涉及到自組裝嵌段共聚物（BCP）模板化的OIHP的受控結(jié)晶。
鈣鈦礦MAPbX3（X = Br-, I-）前驅(qū)體溶液中加入poly(styrene)-block-poly(2-vinylpyridine)(PS-b-P2VP)，當(dāng)該前驅(qū)體旋涂在基底上時(shí)，通過(guò)微相分離，納米結(jié)構(gòu)的BCP就被開發(fā)出來(lái)了。研究發(fā)現(xiàn)。前驅(qū)體中的離子優(yōu)先與P2VP配位的自發(fā)結(jié)晶產(chǎn)生具有可控尺寸（≈40-72 nm）的各種納米結(jié)構(gòu)（圓柱，薄片和圓柱形網(wǎng)）的有序納米晶體。納米圖案化的OIHP的PL強(qiáng)度顯著增強(qiáng)，且具有高的濕穩(wěn)和熱穩(wěn)，這是由于P2VP鏈對(duì)OIHP進(jìn)行包裹和P2VP的鈍化效應(yīng)導(dǎo)致的。具有高PL性能的自組裝OIHP薄膜可通過(guò)藍(lán)器件中的顏色轉(zhuǎn)換層輕松控制色坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)冷白色發(fā)光。
Han, H. et al. Highly Photoluminescent and EnvironmentallyStable Perovskite Nanocrystals Templated in Thin Self-Assembled Block Copolymer Films. Advanced Functional Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adfm.201808193
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adfm.201808193
11.AEM：?jiǎn)卧訐诫s助力均勻鋰沉積實(shí)現(xiàn)高性能鋰金屬負(fù)極
長(zhǎng)期以來(lái)鋰金屬一直都被認(rèn)為是新一代可充電池中最具前景的負(fù)極材料。盡管已經(jīng)經(jīng)過(guò)了數(shù)十年的集中研究，但鋰金屬負(fù)極的實(shí)際應(yīng)用仍然受到枝晶生長(zhǎng)和無(wú)限的體積膨脹等問(wèn)題的困擾。在本文中，北京航空航天大學(xué)宮勇吉教授、張千帆副教授與燕山大學(xué)聶安民教授合成了原子級(jí)分散的金屬摻雜石墨烯用來(lái)調(diào)控鋰金屬的成核過(guò)程并誘導(dǎo)鋰金屬沉積。摻氮石墨烯負(fù)載的單原子（SA）金屬不僅能以中等的吸附能梯度增加金屬原子位點(diǎn)周圍局部區(qū)域的Li吸附能，而且能通過(guò)構(gòu)建M-NX-C的配位模式提高整體材料的原子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。由此制備的電極能夠?qū)崿F(xiàn)低至19 mV的電壓遲滯，循環(huán)250周后高達(dá)98.45%的庫(kù)倫效率以及4.0 mA/cm2電流密度下穩(wěn)定的沉積-剝離過(guò)程。
PengboZhai et al. Uniform Lithium Deposition Assisted by Single‐AtomDoping toward High‐PerformanceLithium Metal Anodes. Advanced Energy Materials, 2019.
DOI: 10.1002/aenm.201804019
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.201804019
12. Nano Energy：超分散碳化鎢納米粒子助力高性能Li-S電池中多硫化物快速轉(zhuǎn)化
Li-S電池是富有前景的新一代電池科技，但是其實(shí)際應(yīng)用面臨著一系列的基礎(chǔ)問(wèn)題，尤其是多硫化物中間體嚴(yán)重的穿梭效應(yīng)。目前的研究大多集中在設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)妮d體材料來(lái)限制固定多硫化物。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)電催化會(huì)在Li-S電池中起到關(guān)鍵作用。研究人員利用磷鎢酸功能化金屬有機(jī)骨架的熱分解反應(yīng)，制備了分散在碳質(zhì)載體上的納米碳化鎢顆粒。實(shí)驗(yàn)測(cè)量和理論計(jì)算均發(fā)現(xiàn)這種納米顆粒不僅對(duì)多硫化物中間體有著強(qiáng)烈的親和力，而且能夠顯著加速低級(jí)多硫化物還原的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。使用這種納米碳化鎢顆粒作為正極催化劑的Li-S電池能夠?qū)崿F(xiàn)高容量、長(zhǎng)循環(huán)和優(yōu)異的倍率性能。
Yunling Wu et al, Ultradispersed WxCnanoparticles enable fast polysulfide interconversion for high-performance Li-Sbatteries. Nano Energy, 2019.
DOI: 10.1016/j.nanoen.2019.03.015
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519302034?dgcid=rss_sd_all
