1. Chem：室溫熔融鹽，在空氣中獲得高效穩定鈣鈦礦太陽能電池
雜化鈣鈦礦最近因其在光伏領域的潛在用途而受到廣泛關注。然而，溶劑處理問題和毒理學問題是溶液加工鈣鈦礦薄膜的主要挑戰。黃維和陳永華團隊證明環境和工業友好的室溫熔鹽（RTMS），醋酸甲基銨（MAAc），可以在環境空氣中獲得高質量的鈣鈦礦薄膜，制備的鈣鈦礦太陽能電池（PSC）的效率可達20％，穩定性超過1,000小時。MAAc是所有常見鈣鈦礦基鹽的通用溶劑，可開發使用RTMS溶劑簡便制造PSC的潛力。此外，這項工作代表了高效穩定的PSC和其他光電器件發展的新方向。
Chao, L.; Xia, Y.; Li, B.; Xing, G.; Chen, Y.; Huang, W.Room-Temperature Molten Salt for Facile Fabrication of Efficient and Stable Perovskite Solar Cells in Ambient Air. Chem, 2019.
DOI: 10.1016/j.chempr.2019.02.025
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2019.02.025
2. Joule：纖維素向高密度航空燃料的轉化
木質纖維素作為一種可再生碳資源，將其轉化為運輸用液體燃料對保證我國能源安全和我國的二氧化碳減排均非常重要。有鑒于此，大連化學物理研究所李寧研究員、張濤院士等人在長期從事生物質轉化研究基礎上，首次報道了將纖維素兩步法轉化為高密度液體燃料。
首先，采用氫解反應高選擇性地將纖維素轉化為2,5-己二酮，并通過反應分離的方法，最終獲得71.4%的2,5-己二酮分離碳收率；隨后，采用一個雙床層催化系統通過羥醛縮合-加氫-加氫脫氧反應，將2,5-己二酮轉化為具有支鏈結構的C12和C18的多環烷烴燃料，碳收率為74.6%。該過程獲得的多環烷烴具有高密度（0.88 g/mL）和低冰點（225 K）的特性。在實際應用中，該產物可作為高密度先進航空燃料單獨使用；亦可以作為燃料添加劑，提高航空煤油的體積熱值。
Yanting Liu, Guangyi Li, Yancheng Hu, Aiqin Wang, Fang Lu, Ji-JunZou, Yu Cong, Ning Li* and Tao Zhang*. Integrated Conversion of Cellulose toHigh-Density Aviation Fuel. Joule, 2019.
DOI: 10.1016/j.joule.2019.02.005
https://doi.org/10.1016/j.joule.2019.02.005
3. Joule：固態電池正極涂層的計算篩選
有機液體電解質的可燃性是鋰離子電池中嚴重的安全風險。固態電池（SSB）作為下一代電池的商業化路線，具有高安全性，高功率密度和能量密度的潛力，但正極和固態電解質（SSE）之間的界面反應性和所產生的高界面阻抗導致電池性能的劣化，盡管使用正極涂層可以提高了正極/ SSE界面穩定性和降低阻抗，但優化它們的組成仍然是一個挑戰。
Gerbrand Ceder課題組采用計算框架來評估和篩選含鋰材料用作氧化物正極和硫化物固體電解質之間的緩沖層。重點關注相的穩定性，電化學和化學穩定性以及離子電導率。通過該高通量篩選，鑒定出聚陰離子氧化物涂層作為最有希望的正極涂層，還確定了Li含量和氧鍵共價影響聚陰離子氧化物的穩定性，其中LiH2PO4，LiTi2(PO4)3和LiPO3顯示出最佳性能。此外還得出幾種硼酸鋰在各種界面表現出優異（電）化學穩定性。這些結果突出了使用優化的聚陰離子材料作為固態電池正極涂層的前景。
Yihan Xiao, Lincoln J. Miara, Yan Wang, Gerbrand Ceder,Computational Screening of Cathode Coatings for Solid-State Batteries. Joule,2019.
DOI: 10.1016/j.joule.2019.02.006
https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(19)30086-8
4. Joule：MOF作為高度可逆無枝晶鋅金屬負極的宿主材料
具有低成本、高容量、低電位和環境友好性的鋅金屬是用于水性能量存儲裝置負極材料的潛力股。但枝晶生長、有限的可逆性和不受歡迎的氫析出阻礙了它的應用。
復旦大學王永剛課題組首次證明MOF ZIF-8在500°C退火后（ZIF-8-500），由于具有多孔結構、骨架中痕量的鋅、以及氫析出的高過電位，可以用作高效率（約100％）和無枝晶鍍鋅/剝離的宿主材料，該結果展示了開發高度可逆鋅負極的新的低成本途徑。Zn@ZIF-8-500負極（預涂有10.0 mAh cm-2 Zn的ZIF-8-500）與活性炭AC或I2正極偶聯可以形成混合超級電容器或可充電電池。其中，AC//Zn@ZIF-8-500超級電容器提供140.8 Wh kg-1的高能量密度，在20000次循環后可有72％的容量保持率，I2//Zn@ZIF-8-500電池具有1600個循環的長壽命。
Zhuo Wang, Jianhang Huang, Zhaowei Guo, Xiaoli Dong, Yao Liu, YonggangWang, Yongyao Xia. A Metal-Organic Framework Host for Highly ReversibleDendrite-free Zinc Metal Anodes. Joule, 2019.
DOI: 10.1016/j.joule.2019.02.012
https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(19)30092-3
5. JACS：大/微孔COFs高效電催化
共價有機框架（COFs）因其穩定的骨架、低的密度和高的可接觸表面積被應用到許多領域。近日，柏林工業大學Arne Thomas團隊采用模板輔助法，合成了除了其固有的微孔外，還有大孔的多級結構晶體COFs。該方法制得的大孔COFs具有良好的結晶度和高比表面積。在合成的COF骨架引入聯吡啶基團后，金屬離子如Co2+可與該多級孔結構COF配位，形成macro-TpBpy-Co材料。實驗發現，macro-TpBpy-Co具有比純的大孔COFs高得多的OER性能，電流密度為10 mA/cm2時，過電位為380 mV。進一步研究發現，macro-TpBpy-Co高的OER性能的原因是多級多孔COF結構的質量擴散特性得到了改善，且具有易接觸的Co2+-聯吡啶活性位點。
Xiaojia Zhao, Arne Thomas,* et al. Macro/Microporous Covalent Organic Frameworks for Efficient Electrocatalysis. Journal of the American Chemical Society, 2019.
DOI: 10.1021/jacs.9b01226
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.9b01226
6. Angew.：具有超高容量的環己酮作為鋰離子電池正極材料
有機羰基化合物作為鋰離子電池（LIB）正極材料顯示出巨大的潛力，但有限的容量（<600 mAh g-1）和在電解質中的高溶解度限制了它們的進一步應用。
南開大學陳軍課題組通過脫水反應成功合成了環己酮（C6O6），并將其作為LIBs高性能正極材料應用，其在LIB中表現出超高容量902 mAh g-1，20 mA g-1時的平均電壓為1.7 V，相當于1533 Wh kg-1高能量密度，這是所有報道的有機正極材料中的最高值。由于C6O6在高極性離子液體電解質中顯示出有限的溶解，C6O6在50 mA g-1下100次循環后容量保持率為82％。此外，DFT計算和表征測試證明了在充放電過程中C6O6的活性中心和順序結構演變。這項工作展示了用超高容量有機電極材料構建下一代LIB的良好前景。
祝賀南開大學誕辰100周年
Yong Lu, Xuesen Hou, Licheng Miao, Lin Li, Ruijuan Shi, LuojiaLiu, Jun Chen. Cyclohexanehexone with ultrahigh capacity as cathode materialsfor lithium‐ion batteries. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201902185
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201902185
7. Angew.：非均相MOF-Cu催化劑用于在靶點細胞器內的藥物合成
銅催化的疊氮-烷基環加成(CuAAC)反應是一種典型的生物正交反應，已被普遍用于藥物設計和合成。然而，對于藥物的局部合成來說，如何實現確定CuAAC在活細胞中的發生位置仍然是目前一個亟待解決的難題。
中科院長春應化所曲曉剛研究員團隊構建了一種非均相MOF-Cu催化劑，該催化劑可以優先在活細胞的線粒體中積累，進而在線粒體中進行特異性的CuAAC反應實現藥物的局部合成，這一策略對于合成具有良好生物相容性的多種藥物來說也具有廣泛的適用性，而且通過在亞細胞水平催化局部的藥物合成也可以有效避免有毒分子的體內擴散傳遞。體內腫瘤治療實驗表明，利用該策略局部合成的白藜蘆醇衍生物具有較好的抗腫瘤作用，能增強預期功能，使藥物的副作用降到最低，有效減少藥物遞送過程中出現的多種副作用。
Wang, F.M., Qu, X.G. et al. Biocompatible Heterogeneous MOF-CuCatalyst Used for In Vivo Drug Synthesis at Targeted Subcellular Organelles. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201901760
http://dx.doi.org/10.1002/anie.201901760
8. EES：20.75％效率!倒置平面鈣鈦礦太陽能電池
盡管倒置平面鈣鈦礦太陽能電池（PVSCs）可以實現低成本和非高溫度制造工藝，但相對較低的轉換效率（<20％）、較差的再現性和穩定性阻礙了其商業化進程。為了解決這些問題，近日，新加坡國立大學Hao Gong研究團隊在非浸潤空穴傳輸材料（HTM）上引入一種新穎、經濟和有效的親水基團（C-O和C = O）接枝緩沖層（HGGBL）。
這種引入具有接枝親水基團的緩沖層的方法可以降低非潤濕HTM的表面電位和表面張力，促進鈣鈦礦晶體的成核和生長。同樣重要的是，羰基通過路易斯堿位點與鈣鈦礦緊密結合，形成致密、光滑、無針孔、缺陷被鈍化的鈣鈦礦薄膜。受益于這些優點，光伏性能從17.42％大幅提升至20.75％，這是倒置平面PVSC的最高效率。此外，基于HGGBL的PVSC具有優異的重現性，具有可忽略的滯后和出色的濕度穩定性。這項工作驗證了HGGBL是一種很有前景的方法，可以在非潤濕層上為高性能太陽能電池和其他光電器件生長鈣鈦礦薄膜。
Liu, X. et al. 20.7% Highly Reproducible Inverted Planar PerovskiteSolar Cells with Enhanced Fill Factor and Eliminated Hysteresis. Energy& Environmental Science, 2019.
DOI: 10.1039/C9EE00872A
https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2019/ee/c9ee00872a
9. Chem. Rev.：果斷收藏！配體在無機納米粒子化學合成及應用中的作用
納米粒子的設計對于它們在生物醫學、傳感和能量等應用領域是至關重要的。雖然形狀和尺寸是無機納米顆粒核心的性質的原因，但配體的選擇對于納米顆粒的膠體穩定性和功能是非常重要的。此外，納米顆粒合成中使用的配體的選擇可以確定它們的最終尺寸和形狀。從納米顆粒合成之后添加的配體，我們可以推斷出新的性質以及增強的膠體穩定性。
近日，南安普敦大學Antonios G.Kanaras研究團隊報道了關于配體在納米顆粒形貌、穩定性和功能化方面作用的全面綜述。研究人員分析了納米粒子表面和配體不同化學基團的相互作用、鍵合類型、配體包裹的納米粒子在復雜介質中的最終分散性。最后研究人員還分析了他們在生物醫學、光電探測器、光伏器件、發光器件、傳感器，存儲設備、熱電動應用和催化上的應用。
Heuer-Jungemann, A. et al. The Role ofLigands in the Chemical Synthesis and Applications of Inorganic Nanoparticles. Chemical Reviews, 2019.
DOI: 10.1021/acs.chemrev.8b00733
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.chemrev.8b00733
10. ACS Nano：生物可降解的銅/錳硅酸鹽納米球用于化學/光動力學協同治療
光動力治療(PDT)和化學動力治療(CDT)的結合有望進一步增強抗癌效果。北京科技大學董海峰教授團隊和張學記教授團隊合作報道了一種可生物降解的癌細胞膜包覆的介孔銅/錳硅酸鹽納米球(mCMSNs)，該納米球對癌細胞具有同型靶向能力，并可以通過產生單線態氧(1O2)和谷胱甘肽(GSH)來激活類芬頓反應增強ROS生成，具有很好的CDT / PDT協同治療效果。
實驗結果證明，在635 nm激光照射下，mCMSNs能夠將內源性H2O2催化分解為O2進而生成有毒的1O2，并且緩解腫瘤的乏氧微環境。而GSH觸發的mCMSNs生物降解可以同時產生用于類芬頓反應的Cu+和Mn2+離子，同時耗盡GSH來有效地增強羥基自由基(·OH)的產生，體內外均表現出優異的抗癌靶向治療效果，癌細胞生長受到明顯抑制。此外，mCMSNs釋放的Mn2+還可作為磁共振成像(MRI)的造影劑，因此能夠實現MRI監測的CDT/PDT協同治療。
Liu, C.H., Dong, H.F., Zhang, X.J. et al.Biodegradable Biomimic Copper/Manganese Silicate Nanospheres forChemodynamic/Photodynamic Synergistic Therapy with Simultaneous Glutathione Depletion and Hypoxia Relief. ACS Nano, 2019.
DOI: 10.1021/acsnano.8b09387
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acsnano.8b09387
11. Nano Lett.：功能化金納米棒用于實時檢測活體動物體內的循環腫瘤細胞
光學相干層析成像(OCT)可與斑點抑制技術和高散射造影劑一起用于在細胞尺度上進行對活體組織的無創、增強對比度的成像。隨著散斑噪聲的降低和對比度的提高，OCT可以被用來對體內小至2 μm的對象進行示蹤。斯坦福大學Adam de la Zerda團隊將大的金納米棒(LGNRs)作為對比劑，使用調整斑點的OCT(SM-OCT)技術對單個微米大小的聚苯乙烯微球和血液循環中的單個骨髓瘤細胞進行了檢測。這也是首次利用OCT去在體內檢測血液中的單個細胞，從而為活體腫瘤細胞的動態檢測和定量分析提供了新的策略和方法。
Dutta, R., Zerda, A.D.L. et al. Real-time detection of circulatingtumor cells in living animals using functionalized large gold nanorods. Nano Letters,2019.
DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b05005
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.nanolett.8b05005
12. Nanoscale Horizons：基于鎂摻雜的CsPbBr3鈣鈦礦LED
近日，蘇州大學孫寶全聯合卡文迪什實驗室Felix Deschler通過鎂摻雜CsPbBr3構筑高效鈣鈦礦LED。研究發現CsPbBr3摻鎂可以改善的薄膜形貌和改善結晶度。此外，仿真結果表明摻鎂的鈣鈦礦薄膜缺陷形成能較高，因此會獲得更高的PLQY和更長的熒光壽命。同時，基于摻鎂的鈣鈦礦薄膜的空穴注入勢壘顯著降低，有利于實現電荷注入平衡。研究人員基于CsPb0.9Mg0.1Br3的鈣鈦礦LED實現了25450 cd m-2的高亮度和13.13 cd A-1的電流效率，比參考器件提升了大約100倍。
Huang, Q. et al. Suppressing Defect State in CsPbBr3 Perovskitevia Magnesium Substitution for Efficient All-Inorganic Light-EmittingDiodes. Nanoscale Horizons, 2019.
DOI: 10.1039/C9NH00066F
https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2019/NH/C9NH00066F#!divAbstract
