1. Nature Nanotech.：二維異質結面上的范德瓦爾斯相互作用的研究
通過范德瓦爾斯(vdW)相互作用組裝的二維異質結構在物理學、電子學等領域引起了科研人員的廣泛關注。理解異質結面上的范德瓦爾斯相互作用對于二維異質結構的構建和操控是至關重要的。然而，以往的實驗研究主要集中在石墨晶體的層間相互作用以及石墨烯與基質之間的相互作用。雖然多種vdW方法已經被引入密度泛函理論中，來研究均勻vdW晶體之間的相互作用，但這些方法在二維異質結構中的可靠性還有待驗證。
有鑒于此，南京航空航天大學郭萬林教授等人通過系列實驗探究了石墨與六方氮化硼(BN)和二硫化鉬(MoS2)的vdW相互作用的強弱，結果表明石墨與二硫化鉬的vdW相互作用強于與氮化硼的vdW相互作用。研究發現，BN與石墨、MoS2與石墨之間的臨界粘附力分別是石墨與石墨之間的0.953倍和1.028倍。實驗結果與理論預測結果一致，說明材料的介電函數在異質結面的vdW相互作用中起著重要作用。
Baowen Li, Jun Yin, Xiaofei Liu, Hongrong Wu, Jidong Li, Xuemei Li& Wanlin Guo*. Probing van der Waals interactions at two-dimensionalheterointerfaces. Nature Nanotechnology. 2019.
DOI: 10.1038/s41565-019-0405-2
https://www.nature.com/articles/s41565-019-0405-2
2. Nature Mater.：纖維素離子導體高效熱電轉換
將低熱值熱量轉化為有用的電能需要高效、低成本的技術。近日，馬里蘭大學胡良兵等多團隊合作，對天然木材進行簡單的化學處理，使得離子遷移受到監禁，并依靠纖維素分子鏈陣列，制備出了熱梯度下具有高選擇性擴散能力的纖維素膜。滲透電解質到該纖維素膜并施加軸向溫度梯度，該離子導體熱梯度比（類似于熱電學的塞貝克系數）達24mVK-1，超過目前報道最高值的兩倍。作者將該材料高熱生電壓性能歸因于鈉離子高效的插入到纖維素膜的帶電分子鏈中；該材料與II型纖維素類似，且這一過程不會發生在天然木材或I型纖維素中。運用該材料有望實現熱電轉換裝置的規模化生產。
Tian Li, Liangbing Hu*, et al. Cellulose ionicconductors with high differential thermal voltage for low-grade heatharvesting. Nature Materials, 2019.
DOI: 10.1038/s41563-019-0315-6
https://doi.org/10.1038/s41563-019-0315-6
3. JACS：用系列單截角八面體金團簇研究熒光起源、增強、寬可調諧性、構效關系
硫醇保護的金納米團簇(Au NCs, < 2 nm)近紅外熒光（NIR PL）的起源一直備受爭議，提高團簇量子產率（QY）的機理更是難以弄清。近日，卡耐基梅隆大學金榮超教授等多團隊合作，對一系列具有“單-截角八面體”內核的Au NCs進行穩態熒光光譜、變溫熒光光譜、飛秒瞬態吸收及斯塔克光譜學等研究，明確了熒光的內核起源機制，清楚地闡明了表面結構對熒光的影響，從原子級層面確定了結構-熒光關系。并通過抑制超快內核松弛及表面振動實現了團簇QY的100倍增強。
Qi Li, Rongchao Jin,* et al. A Mono-Cuboctahedral Series of Gold Nanoclusters:Photoluminescence Origin, Large Enhancement, Wide Tunability and Structure-Property Correlation. Journal of the American Chemical Society,2019.
DOI: 10.1021/jacs.8b13558
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.8b13558
4. Nature Commun.：功能化復合隔膜用于高電流密度超穩定鋰金屬負極
鋰金屬電池因不受控制的鋰枝晶形成和鋰與電解質高反應性的問題受到相當大的限制。中山大學Dingcai Wu課題組通過簡單地在商用聚丙烯（PP）隔膜的一側刮涂2D分子刷（即聚丙烯酰胺接枝的氧化石墨烯納米片，GO-g-PAM）來開發功能性多孔雙層復合隔膜，以調節均勻Li沉積，并在超高電流密度下實現超穩定的Li金屬負極。該方法非常方便用于大規模生產改性隔膜。
在復合隔膜中，1#分子刷的堅固GO骨架提高了機械強度；2#GO表面上具有大量極性基團（包括C=O和N-H鍵）的多毛PAM鏈為Li離子在分子水平上的有效附著和均勻分布提供了高濃度的活性位點；3#堆疊的2D分子刷之間的間隙為電解質擴散提供了快速通路。
利用多孔雙層復合隔膜能夠實現了電極表面上的分子級均勻且快速Li離子通量，對于鋰金屬，在高電流密度(2 mA cm-2)下實現了無枝晶均勻鋰沉積，具有高庫侖效率（98％）和超長期可逆電鍍/剝離（超過2600小時）。值得注意的是，鋰金屬負極具有前所未有的穩定性，在20 mA cm-2的超高電流密度下循環超過1900小時。
Chuanfa Li, Shaohong Liu, Chenguang Shi, Ganghao Liang, Zhitao Lu,Ruowen Fu, Dingcai Wu. Two-dimensional molecular brush-functionalized porousbilayer composite separators toward ultrastable high-current density lithiummetal anodes. Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-09211-z
https://www.nature.com/articles/s41467-019-09211-z
5. Nature Commun.：單層MoS2上的邊界活化析氫反應
單層二硫化鉬（MoS2）已經成為用于析氫反應和非貴重的電催化劑新星材料之一。然而，其性能在很大程度上受到其基底面內活性位點的低密度和低反應性的限制。中科院物理所聯合多家單位報道了單層MoS2基底面中的疇邊界可以作為活性位點，大大提高其析氫反應性能。研究了兩種類型的有效域邊界，即2H-2H域邊界和2H-1T相界。基于這兩種疇邊界的多層次設計，實現了優異的析氫反應催化活性，在酸性和堿性條件下的長期穩定性和普遍性。
Jianqi Zhu, Zhi-Chang Wang, Huijia Dai, Qinqin Wang, Rong Yang,Hua Yu, Mengzhou Liao, Jing Zhang, Wei Chen, Zheng Wei, Na Li, Luojun Du, DongxiaShi, Wenlong Wang, Lixin Zhang, Ying Jiang & Guangyu Zhang. Boundaryactivated hydrogen evolution reaction on monolayer MoS2. Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-09269-9
https://doi.org/10.1038/s41467-019-09269-9
6. Chem. Soc. Rev.：人工光合作用中分子催化劑的機遇和挑戰
分子催化在自然界和人工光合作用（AP）中起著重要作用。孫立成課題組總結了基于分子催化劑的AP的發展歷史，包括AP的基本原理、水氧化的分子催化劑、質子還原和CO2還原、以及基于分子催化劑的AP裝置，并對其優勢進行了分析，同時討論了分子催化劑的穩定性。主要是強調以下幾點：
（i）對分子催化的研究是獲得本征活性，原子-高效催化劑的最有前途的方法之一;
（ii）分子催化劑的有效的異質化是目前分子催化在AP裝置中應用的主要挑戰;
（iii）分子催化劑的開發是解決實際太陽能燃料生產中涉及的催化問題的有希望的方法。
在基于分子催化的AP中，已經取得了很多成果，但在長期穩定性和異質化技術方面仍存在更多挑戰。
Biaobiao Zhang, Licheng Sun. Artificial photosynthesis:opportunities and challenges of molecular catalysts. Chemical Society Reviews,2019.
DOI: 10.1039/C8CS00897C
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/cs/c8cs00897c#!divAbstract
7. Angew.：鎘磷氯化合物：新穎的結構、高的HER性能及其它性質
近日，印度尼赫魯高級科學研究中心C. N. R. Rao團隊結合實驗和理論研究了系列鎘磷氯化合物，Cd2P3Cl, Cd4P2Cl3,Cd3PCl3和Cd7P4Cl6等的結構和性質。實驗發現，磷氯化合物在可見光區的光學帶隙隨著Cl/Cd比例的增加而增加，隨著P/Cd比例的增加而減小，在1.87-2.70 eV之間。作者運用理論計算理解了其鍵合和電子結構等；發現除了Cd2P3Cl，其它鎘磷氯化合物都具有直接帶隙。且這些化合物的能帶位置和H2O氧化還原電位相匹配，適合進行水分解反應。這些鎘磷氯化合物都具有高的HER性能，且Cd7P4Cl6性能最好，Cd3PCl3性能最差。Cd7P4Cl6在沒有助催化劑輔助的條件下量子產率可達20.1%。
Anand Roy, C. N. R. Rao*, et al. Cadmium Phosphohalides with NovelStructural Features, Exhibiting HER activity and other Properties. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201900936
https://doi.org/10.1002/anie.201900936
8. AM：五配位的單原子Fe/N-C催化劑
單原子催化劑是近年來的研究熱點。近日，寧波材料所Liang Chen、Ziqi Tian及上海應用物理所Linjuan Zhang等多團隊合作，發展了一種在富含螯合配體的開放框架上錨定金屬原子的策略，制備系列穩定的金屬單原子催化劑。作者將金屬離子通過合成后修飾錨定在聯吡啶位點，然后進行熱解和酸處理，制備出了金屬原子均勻分布在N摻雜C基底的單原子催化劑。有趣的是，該方法制備的催化劑中的金屬與N是五配位，這與之前報道的四配位不同。制備出的Fe SAC/N-C催化劑具有高的ORR活性及穩定性，以及好的耐甲醇能力。DFT計算發現，與Fe配位的吡啶環可以調整Fe與O2相互作用的強度，從而使得Fe SAC/N-C催化劑具有高的ORR性能。
Yichao Lin, Ziqi Tian,* Linjuan Zhang,* Liang Chen,* et al. Fabricating Single-Atom Catalysts from Chelating Metal in Open Frameworks. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201808193
https://doi.org/ 10.1002/adma.201808193
9. AM：高效Sb0.67Bi0.33SI太陽能電池
Sb1-xBixSI是一種具有準一維SbSI的同構材料，擁有良好的半導體和鐵電性能，但不適用于太陽能電池。近日，韓國蔚山國立科學技術大學Sang II Seok以合金化的Sb0.67Bi0.33SI（ASBSI）作為光采集層制備太陽能電池。
ASBSI是通過溶解在DMF中的三碘化鉍與三硫化銻薄膜通過250℃化學浴沉積、惰性氣氛下反應制備;該合金具有很好的帶隙（1.62 eV）。以聚[2,6-（4,4-雙（2-乙基己基）-4H-環戊二烯并[2,1-b; 3,4-b']二噻吩）-alt-4,7-（2,1,3-苯并噻二唑）]為空穴傳輸層可制備出轉換效率（PCE）高達4.07％的太陽能電池。此外，未封裝的器件表現出良好的綜合穩定性，在60％相對濕度下，超過360小時仍然能保留92％的zjr初始PCE，在1個太陽光照射1254分鐘后保留初始值的93％；在空氣氣氛中，85℃儲存360小時后仍保留初始值的92％。
Nie, R. et al. EfficientSolar Cells Employing Light-Harvesting Sb0.67Bi0.33SI. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201808344
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201808344
10. AM：14.52％效率的串聯有機太陽能電池
南開大學陳永勝聯合Xiangjian Wan團隊使用具有相同供體PBDB-T的子電池和具有互補吸收的兩個受體F-M和NNBDT制造串聯有機太陽能電池。功率轉換效率可達14.52％，高Voc為1.82 V，顯著的FF為74.7％，良好的Jsc為10.68 mA cm-2。
Lingxian Meng, Yuan‐Qiu‐Qiang Yi, Xiangjian Wan, Yamin Zhang, XinK, Bin Kan, Yanbo Wang, Ruoxi Xia, Hin‐LapYip, Chenxi Li, Yongsheng Chen. A Tandem Organic Solar Cell with PCE of 14.52% Employing Subcells with the SamePolymer Donor and Two Absorption Complementary Acceptors. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201804723
https://doi.org/10.1002/adma.201804723
11. AM：單晶CsPbBr3微絲陣列用于單模激光器的壓電感應動態調制
CsPbBr3擁有優越的光電特性，在激光應用中顯示出巨大的潛力。具有良好控制的尺寸和位置的CsPbBr3線陣列的生長有利于成本效應且可以集成到芯片器件中。此外，鈣鈦礦激光器的動態調制對于實際應用至關重要。近日Caofeng Pan等人成功地合成了具有可調寬度，長度和位置的單晶CsPbBr3微絲（MW）陣列。
這些MW可以作為高品質的回音壁模式激光器，具有高質量因子（> 1500），低閾值（<3 μJ cm-2）和良好穩定性（> 2 h）。研究發現，度的增加導致激光質量和諧振模式數量的增加。通過壓電偏振引起的折射率變化來實現激光模式的動態調制。單模激光可以通過對寬度在2.3和3.5 μm之間的CsPbBr3 MW施加應變來獲得，并且通過改變施加的應變可以動態調節模式位置至≈9 nm。單模激光的壓電感應動態調制是方便和可重復的。該方法進一步深入理解和利用鹵化鉛鹵化物在激光應用中的壓電特性，顯示出它芯片應變傳感上的巨大潛力。
Yang, Z. et al. Controllable Growth of AlignedMonocrystalline CsPbBr3 Microwire Arrays forPiezoelectric-Induced Dynamic Modulation of Single-Mode Lasing. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201900647
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201900647
12. AM綜述：基于熱活化延遲熒光材料的OLED壽命研究進展
最近，由于有機材料和器件結構的發展，有機發光二極管（OLED）的外量子效率和壽命已經大大提高。特別地，基于熱活化延遲熒光（TADF）材料的分子內或分子間復合物極大地有助于改善OLED器件性能。盡管高外部量子效率已經成為開發作為主體和發光體的TADF材料的主要目標，但是針對基于TADF材料的OLED的壽命也是必須要考量的。韓國成均館大學Kyoung Soo Yoo和Jun Yeob Lee團隊總結了TADF材料作為發光層中的主體或發光體，以及在磷光和TADF OLED的壽命方面的諸多研究。由于TADF材料作為主體和發光體可用作長壽命，因此還討論了在開發用于長壽命OLED的TADF材料方面的最新進展。
Sang Kyu Jeon, Ha Lim Lee, Kyoung Soo Yook, Jun Yeob Lee. RecentProgress of the Lifetime of Organic Light‐Emitting Diodes Based on Thermally Activated Delayed Fluorescent Material. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201803524
https://doi.org/10.1002/adma.201803524
13. AM：納米添加制造電子薄膜和器件的自限制組裝方法
大多數電子產品由具有數十納米厚度的功能薄膜組成。使用傳統的基于溶液方法控制這些薄膜的生長通常是具有挑戰性的。納米添加制造是一種以逐層（LbL）方式沉積分子，聚合物或納米材料的方法，其已經成為用于精確控制薄膜生長和器件制造的很有前途的技術。
近日，南開大學Jian Zhu總結了具有自限性特征的納米添加制造方法的基本原理，重點聚焦在Langmuir-Blodgett組裝和LbL組裝。此外，研究人員還回顧了具有導體，半導體和電介質特性的電子薄膜，接著討論了它們在各種電子器件中的應用，例如場效應晶體管，傳感器，存儲器件，光電探測器，發光二極管和電致變色器件。最后，研究人員展望了這些方法的挑戰和未來的發展。由此得出的分析結論揭示了納米添加劑制造在基于溶液制造的電子器件中巨大的潛力。
Wang, Z. et al. Self-Limiting Assembly Approaches for NanoadditiveManufacturing of Electronic Thin Films and Devices. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201806480
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201806480
14. AM綜述：“定制”納米材料用于靶向腫瘤相關巨噬細胞
納米技術的進步以及對腫瘤免疫學的進一步發展都為開發更加個性化的用于癌癥免疫治療的納米藥物奠定了基礎。癌癥免疫異常藥物主要通過阻斷M2樣腫瘤相關巨噬細胞（TAMs）的存活或影響其信號級聯以及將促進腫瘤生長的M2樣TAMs重新培養成為M1樣的腫瘤殺傷表型。國家納米科學中心陳春英研究員團隊綜述了靶向TAMs相關效應機制和策略，并重點介紹了開發新型免疫納米藥物的注意事項；此外還討論了如何用納米顆粒對TAMs進行成像以預測患者的臨床結果、提供治療方案和觀察治療反應。考慮到針對于TAMs的診療策略已經在早期臨床實驗階段進行了研究，作者也強調了靶向TAMs的生物材料的重要性，旨在促進其未來的臨床轉化。
Ovais, M., Chen, C.Y. et al. Tailoring Nanomaterials for Targeting Tumor-Associated Macrophages. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201808303
https://doi.org/10.1002/adma.201808303
