1. Chem. Rev.：光電化學分解水中光電極的晶面工程
光電化學(PEC)解水是很有前景的太陽能驅動零排放產氫技術，在過去的幾十年里已經得到了廣泛的研究。然而，當前PEC系統太陽能-氫能(STH)的轉換效率離實際應用所需的10%的目標還很遠，而開發高效率的光電極對STH轉換效率是至關重要的。近日，昆士蘭大學Lianzhou Wang和中科院金屬所Gang Liu對光電極的研究進行了綜合評述。包括PEC領域的介紹、晶面工程的機理、晶面的各向異性、半導體晶體光電極的制作、晶面工程光電極的優勢、晶體光電極的修飾提高PEC性能。最后對PEC領域進行了總結和展望。
Songcan Wang, Gang Liu* and Lianzhou Wang*. Crystal Facet Engineering of Photoelectrodes forPhotoelectrochemical Water Splitting. Chemical Reviews, 2019.
DOI: 10.1021/acs.chemrev.8b00584
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.chemrev.8b00584
2. JACS：鎢鈷納米晶體高溫反應環境下的原子尺度穩定性研究
催化劑設計在結構相關的反應中起著至關重要的作用。從原子尺度揭示催化劑反應環境中的結構和化學性質對催化劑的合理設計和反應機理的研究具有重要意義，然而，在高溫下原位進行表征具有重大的挑戰。近日，北京大學李彥課題組采用球差校正透射電鏡和原位同步輻射，研究了具有明確的結構和高熔點的Co7W6納米顆粒在700–1100℃，甲烷、一氧化碳及氫氣下的結構和化學穩定性。研究發現，Co7W6納米顆粒在高溫反應環境下具有穩定的晶體結構，表面晶格也未見擴張，表明不存在表面元素偏析或碳原子穿透誘導結構變化。這篇文章為研究反應條件下催化劑的原子尺度變化提供了一個范例。
Feng Yang, Yan Li*, et al. Atomic Scale Stability of Tungsten-Cobalt Intermetallic Nanocrystals in Reactive Environment at High Temperature. Journal of the American Chemical Society, 2019.
DOI: 10.1021/jacs.9b00473
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.9b00473
3. Angew.：納米顆粒在腎臟內的高時間分辨率的光聲成像
在高時空分辨率下對納米顆粒的腎臟清除過程進行無創監測，不僅可以顯著提高人們對腎臟的基本認識，而且還將使納米顆粒在早期檢測腎臟疾病時具有新的功能。德克薩斯大學達拉斯分校鄭杰教授團隊利用Au25(SG)18納米團簇的強近紅外吸收和光聲(PA)成像技術，實現了在1秒的時間分辨率下，原位觀察其通過主動脈轉運至腎實體并隨后濾入腎盂的過程。對Au25(SG)18的腎臟清除進行高時空分辨率成像可以實現在正常或病理條件下對腎小球濾過率(GFR)進行準確地量化，大大拓寬了納米顆粒的生物醫學的應用，可以作為一種在臨床前對腎臟功能進行研究的高效工具。
Jiang, X.Y., Zheng, J. et al Photoacoustic Imaging of Nanoparticle Transport in the Kidneys at High Temporal Resolution. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201901525
http://dx.doi.org/10.1002/anie.201901525
4. Angew.：具有生物活性的補丁納米顆粒用于作為可跟蹤遞送藥物的載體
近年來，關于ABC三嵌段三元共聚物通過自下向上的組裝形成多組分補丁納米顆粒的報道已有不少。然而，盡管研究付出了很大的努力，但是聚合物基補丁納米顆粒的應用仍然相當有限。其中的主要原因是無法將載荷有選擇地封裝在不同隔間中，并在納米尺度上將這些隔間分開。德國弗賴堡大學Andreas Walther教授團隊和新南威爾士大學Martina H. Stenzel教授團隊合作報道了一種具有生物活性糖蛋白冠的補丁納米顆粒，其核心和補丁由兩種完全不同的化學分子所組成。實驗也進一步證明了這種具有生物活性的補丁納米顆粒可以用于負載分隔開的貨物，并實現藥物遞送與實時監測藥物的釋放過程。
Wong, C.K., Stenzel, M.H. et al. Bioactive patchy nanoparticleswith compartmentalized cargoes for simultaneous and trackable delivery. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201901880
http://dx.doi.org/10.1002/anie.201901880
5. AM：結合了表觀遺傳調控和免疫檢查點封鎖的雙生物響應性藥物遞送庫
晚期腫瘤相關抗原(TAA)表達較低的黑色素瘤患者對PD-1/PD-L1阻斷治療的響應較差。表觀遺傳調節劑，如低甲基化的藥物(HMAs)可通過誘導TAA表達來增強抗腫瘤的免疫反應。復旦大學陸偉躍教授團隊和加州大學洛杉磯分校顧臻教授團隊合作設計了一個雙生物響應性藥物遞送庫，它可以對腫瘤微環境(TME)中的酸性pH和活性氧(ROS)做出響應并同時遞送抗PD1抗體(aPD1)和Zebularine (Zeb)。
實驗首先將aPD1裝入pH敏感的碳酸鈣納米顆粒(CaCO3 NPs)中，再與Zeb 一起封裝在對ROS敏感的水凝膠中構建Zeb-aPD1-NPs-gel。結果表明，該聯合治療材料可以提高腫瘤細胞的免疫原性，并具有逆轉免疫抑制性TME的作用，進而有效抑制B16F10-黑素瘤小鼠的腫瘤生長，延長其生存的時間。
Ruan, H.T., Lu, W.Y., Gu, Z. et al. A Dual-Bioresponsive Drug-Delivery Depot for Combination of Epigenetic Modulation and Immune Checkpoint Blockade. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201806957
https://doi.org/10.1002/adma.201806957
6. ACS Nano: 表面改性的硫納米棒固定在多孔石墨烯微球用于鋰硫電池
韓國成均館大學Ho Seok Park課題組制備了棒狀納米硫（nS）沉積在徑向取向開孔的多孔rGO微球上，以提高Li-S電池的倍率和循環性能。可控噴霧-冷凍（SF）、熔融重結晶和臭氧化的組合驅動形成徑向取向的開孔結構和整體微球形態以及棒狀nS的均勻分布和高負載。棒狀nS與rGO微球多孔的強鍵合作用能夠優化氧化還原動力學以實現高硫利用率和高倍率，最終提供的比容量和第一圈庫侖效率分別為1269.1 mAh g-1和98.5％，4C下500次循環后容量為510.3mAh g-1。
Jeong Seok Yeon, Sol Yun, Jae Min Park, Ho Seok Park.Surface-Modified Sulfur Nanorods Immobilized on Radially Assembled Open-Porous Graphene Microspheres for Lithium–Sulfur Batteries. ACS Nano,2019.
DOI: 10.1021/acsnano.8b08822
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acsnano.8b08822
7. ACS Nano：由超細Ti3C2 MXene納米點散布的Ti3C2Tx納米片用于Li-S電池
納米結構碳材料已廣泛用于包封硫和改善Li-S電池的循環穩定性，但高碳含量和低堆積密度限制了體積能量密度。中國科學院Ruihu Wang課題組提出基于MXene的Ti3C2Tx（Tx代表表面終端）納米點-散布的Ti3C2Tx納米片（TCD-TCS），以實現高硫負載的空間固定和轉化。TCD-TCS中豐富的表面極性位點增強了電極的結構完整性，不含碳基材料和導電添加劑致使正極材料具有高振實密度。TCD-TCS / S電極在1.8 mg cm-2的中等載硫量下表現出幾乎理論的放電比容量。在13.8 mg cm-2的高硫負載下，同步實現超高容量（1957mAh cm-3）和高面積容量（13.7 mAh cm-2）。放電過程中硫析出機理研究表明了基于MXene的納米點和納米片的集成在Li-S電池中的重要性。
Zhubing Xiao, Zhonglin Li, Pengyue Li, Xueping Meng, Ruihu Wang,Ultrafine Ti3C2 MXene Nanodots-Interspersed Nanosheet forHigh-Energy-Density Lithium–Sulfur Batteries. ACS Nano,2019.
DOI: 10.1021/acsnano.9b00177
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acsnano.9b00177
8. ACS Nano : 了解一下，手性二維鹵化鉛鈣鈦礦問世！
手性材料在生命科學、材料科學、自旋電子學和光電器件中具有潛在應用前景。二維（2D）雜化有機-無機鹵化鉛鈣鈦礦引起了越來越多的關注。將手性有機配體結合到層狀PbI2骨架中，可以在純二維鈣鈦礦中引入強手性，并應用于圓偏振光（CPL）發射和檢測。
華中科技大學Dehui Li課題組通過摻入手性分子，合成了針狀和毫米尺寸的純手性(R-/S-MBA)2PbI4(MBA = C6H5C2H4NH3）2D鈣鈦礦，而且在可見光波長范圍內的強CPL發射和敏感CPL檢測。手性2D鈣鈦礦(R-MBA)2PbI4和(S-MBA)2PbI4在77 K時的平均圓偏振光致發光度（PL）分別為9.6％和10.1％。圓偏振PL的程度隨著溫度的升高而顯著降低，這意味著由摻入的手性分子引起的晶格畸變或溫度依賴性自旋翻轉可能是觀察到的手性的起源。
J. Ma, C. Fang, C. Chen, L. Jin, J. Wang, S. Wang, J. Tang, D. Li.Chiral 2D Perovskites with a High Degree of Circularly Polarized Photoluminescence. ACS Nano, 2019.
DOI: 10.1021/acsnano.9b00302
https://doi.org/10.1021/acsnano.9b00302
9. CM：鉛鹵鈣鈦礦實現室溫磷光（RTP）
室溫磷光（RTP）比熒光具有更長的壽命，因為它涉及三線態激子。這種延長的壽命使得能夠實現設計先進的光電子學和生物傳感技術。盡管存在三線態無處不在，但由于單線態和三線態之間的禁止躍遷，利用這些三線態激子對于大多數有機材料仍然具有挑戰性。近日，南洋理工Yeng Ming Lam團隊將雜化鈣鈦礦與低的三線態能級共軛有機陽離子相結合，可實現從鈣鈦礦無機框架中提取三線態激子，從而產生長壽命在毫秒范圍內的RTP。研究發現，鈣鈦礦中的Dexter型能量轉移效率高達80％。研究人員進一步通過使用具有不同三線態激子能量的有機陽離子實現了多色彩磷光。這些研究結果將極大地擴展鈣鈦礦材料用于多功能顯示器應用的前景。
Hu, H. et al. Harvesting Triplet Exciton in Lead-Halide Perovskites for Room-temperature Phosphorescence. Chemistry ofMaterials, 2019.
DOI: 10.1021/acs.chemmater.9b00315
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/pdf/10.1021/acs.chemmater.9b00315
10. Nano Energy：理想的導電聚合物陽極構筑高性能鈣鈦礦發光二極管
有機和鈣鈦礦發光二極管（LED）中理想的導電聚合物陽極（CPA）需要高導電率κ，高功函數WF，以及防止陽極和光層之間的激子猝滅。然而，同時增加κ和WF一直是一個非常具有挑戰性性的問題：增加WF會伴隨κ的減少，反之亦然。因此，需要對導電聚合物組合物進行精細的分子尺度控制以解決該基本問題。近日，首爾國立大學Tae-Woo Lee教授團隊引入一種有效的分子尺度控制策略，實現了CPA中WF和κ的互不影響，同時保持阻擋激子猝滅的能力。最后，研究人員基于以上研究制備了電流效率高達52.86 cd A-1綠色多晶薄膜鈣鈦礦LED。同時，該研究結果為進一步開發高性能有機和鈣鈦礦LED的有效CPA提供了重要線索。
Jeong, S.-H. etal. Ideal conducting polymer anode for perovskite light-emitting diodes bymolecular interaction decoupling. Nano Energy, 2019.
DOI: 10.1016/j.nanoen.2019.03.030
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519302186
11. Nano Energy: 叔丁基銨助力高效三元鈣鈦礦太陽能電池組裝
澳門大學邢貴川聯合多家單位采用了叔丁基銨（t-BA）摻入到三維鈣鈦礦中，不僅提高了薄膜的穩定性，而且大大降低了陷阱密度，提高了鈣鈦礦薄膜的流動性。基于t-BA摻雜的三元鈣鈦礦太陽能電池的效率為20.62％（0.04 cm2），大面積（20.8 cm2）的模組效率為14.54％。穩定性較對應的三維鈣鈦礦，t-BA摻雜的體系有了大幅度提升。
Chao Liang, Dandan Zhao, Pengwei Li, Bo Wu, Hao Gu, JiachengZhang, Teck Wee Goh, Shi Chen, Yonghua Chen, Zhendong Sha, Guosheng Shao, TzeChien Sum, Guichuan Xing. Simultaneously boost diffusion length and stabilityof perovskite for high performance solar cells. Nano Energy, 2019.
DOI: 10.1016/j.nanoen.2019.03.029.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519302174
12. Nano Energy：很有啟發！揭示2D/3D鈣鈦礦異質結構中的界面電荷行為
2D / 3D鈣鈦礦異質結構可以將二維鈣鈦礦的優點與穩定性和3D鈣鈦礦高效結合。中南大學Junliang Yang聯合國家納米科學中心Liming Ding團隊通過第一原理計算研究2D BA2PbI4 /3D MAPbI3異質結構的界面電性質和電荷轉移特性。
3D鈣鈦礦具有兩種接觸界面，即PbI界面和I界面。2D/3D界面異質結構是范德瓦爾斯接觸。與純2D或3D鈣鈦礦相比，其光吸收的增強主要由異質結構中的3D鈣鈦礦部分產生。在2D/I界面異質結構中，帶隙為1.15 eV，電荷復合中心位于2D界面，有利于提高效率。在2D/PbI異質結構中，帶隙小至0.53 eV，電荷復合中心位于PbI界面，導致大量復合和低效率。2D和3D鈣鈦礦的功函數差異是能級偏移和界面電荷導向運動的本質。結果表明，通過界面工程構建2D BA2PbI4和3D I界面異質結構是增強2D/3D異質結構性能的潛在策略。
Biao Liu, Mengqiu Long, Mengqiu Cai, Liming Ding, Junliang Yang. Interfacialcharge behavior modulation in 2D/3D perovskite heterostructure for potentialhigh-performance solar cells. Nano Energy, 2019.
DOI: 10.1016/j.nanoen.2019.02.069
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519301831#!
