1. Cell 開源子刊-iScience：看碳納米管的電學類型如何影響鈣鈦礦電池效率？
將制備的單壁碳納米管（SWCNT）結合到電子傳輸層（ETL）中是增強鈣鈦礦太陽能電池（PSC）的光伏性能的有效策略。 然而，SWCNT的電學類型在PSC中的基本作用尚不清楚。昆士蘭大學Joseph G. Shapter課題組分別制備了半導體（s-）和金屬（m-）SWCNT，并將其整合到PSC的TiO2電子傳輸層上。研究表明，納米管的電學類型在器件中起著重要作用。特別是，s-SWCNTs和m-SWCNTs（2:1 w/w）基PSC的混合物表現出高達19.35％的效率，顯著高于最佳對照組（17.04％）。s-SWCNT的半導體特性在提取和傳輸電子中起關鍵作用，而m-SWCNT在整個電極中提供高傳導性。
Abdulaziz S. R. Bati, Le Ping Yu, Sherif Abdulkader Tawfik, Michelle J. S. Spencer, PaulE. Shaw, Munkhbayar Batmunkh, Joseph G. Shapter. Electrically Sorted Single-Walled Carbon Nanotubes-Based Electron Transporting Layers for Perovskite Solar Cells. iScience, 2019.
DOI:10.1016/j.isci.2019.03.015
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589004219300811#fig3
2. JACS：Pd催化合成手性Ag33團簇
近日，武漢工程大學陳嶸團隊報道了手性的具有開殼電子結構的Ag33(SCH2CH2Ph)24(PPh3)4團簇，該團簇由Pd參與催化合成。X-射線單晶結構分析發現，該團簇由實心Ag13二十面體和Ag20S24P4外殼框架構成。Ag20S24P4外殼框架圍繞4個Ag-P鍵形成螺旋的–S-Ag-S-“訂書釘”結構，使得Ag33團簇具有手性，并具有T點群的對稱性。Ag33團簇的幾何結構和手性進一步由NMR、ECD和DFT計算證實。作者發現，Pd對該團簇的形成至關重要，Pd在團簇的合成過程中生成了催化Ag33團簇形成的Pd(PPh3)4。
Fan Tian, Rong Chen.* Pd-mediated Synthesis ofAg33 Chiral Nanocluster with Core-shell Structure in T Point Group. Journal of the American Chemical Society, 2019.
DOI: 10.1021/jacs.9b02162
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.9b02162
3. JACS：位阻控制策略，在MOF中探索拓撲結構！
MOF結構的復雜性和多樣性，長期受到高度交聯金屬簇的稀缺和相可用拓撲結構缺乏的限制。近日，中國石油大學Daofeng Sun和美國德州農工大學周宏才等人通過具有多個取代基的三元連接配體，構建了一系列高度交聯的稀土MOFs。可以系統地調整這些取代基的空間位阻以產生具有可調構型和對稱性的各種接頭旋轉異構體。
譬如，甲基官能化配體（L-CH3）具有C2v對稱性，表現出較大的空間位阻，迫使兩個外圍苯環垂直于中心環。 C2v配體和9交聯的RE6簇的組合形成新的（3,9）-c sep拓撲。這種可適應的RE6簇可以經歷金屬插入，當連接到具有C1對稱性的非官能化配體（LH）時，會重新排列成新的RE9簇，從而產生新的（3,3,18）-cytw拓撲。分子模擬表明，具有各種空間位阻的取代基的組合決定了所得的MOF結構。通過連續和系統的空間位阻調控，這項工作為拓撲MOFs的發現提供了新見解，為設計和構建高度復雜的多孔結構帶來了新思路。
Yutong Wang, Liang Feng, Daofeng Sun, Hong-CaiZhou et al. Topology Exploration in Highly Connected Rare-Earth Metal–Organic Frameworks via Continuous Hindrance Control. Journal of the American Chemical Society, 2019.
DOI:10.1021/jacs.9b00122
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.9b00122
4. JACS：配位還原提高MOF水解穩定性
大多數MOF在潮濕環境下都不穩定，提高MOF的水解穩定性是一個重要挑戰。近日，來自韓國DGIST的Dohyun Moon和NakCheon Jeong團隊報道了一種通過還原金屬節點來提高MOF水解穩定性的新策略。
他們以HKUST-1為研究對象，在球內使單個電子通過配位鍵從H2Q轉移到Cu2+。在無水條件下，對HKUST-1進行H2Q處理導致約30％Cu2+的單電荷（1+）還原。這種配位還原可以在氧化態和數量上都得到自我控制，一旦Cu 2+還原成Cu+，還原反應不會進一步進行。此外，作者發現一半的Cu+（約15％）保留在具有偽方形平面幾何形狀的槳輪框架中，而另一半Cu+離子（約15％）在小籠中形成[Cu(MeCN)4]+復合物。這種配位還原策略使得HKUST-1的水解穩定性大大增強，即使在潮濕空氣中暴露兩年后，其結構仍保持完整。
Dahae Song, Dohyun Moon, Nak Cheon Jeong etal. Coordinative Reduction of Metal Nodes Enhances the Hydrolytic Stability of a Paddlewheel Metal-Organic Framework. Journal of the American Chemical Society, 2019.
DOI: 10.1021/jacs.9b02114
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.9b02114
5. Angew：優化反應環境提高COFs催化性能
非共價相互作用的應用是潛在的強有力的催化控制策略。然而，控制多相催化劑中活性位點周圍的空間環境具有挑戰。近日，南佛羅里達大學Shengqian Ma和浙江大學Feng-Shou Xiao團隊合作，在共價有機框架（COFs）中實現了這一點。作者發展的策略依賴于在錨定催化活性物種的孔道中放置線性聚合物，類似于酶外球殘留與活性位點的協同性。具體來講就是聚合物溶劑類似物（1-甲基-2-吡咯烷酮和離子液體）封裝后，COFs上磺酸基活性位點催化果糖脫水制5-羥甲基糠醛的活性和選擇性大大提高。
Qi Sun, Yongquan Tang, Feng-Shou Xiao,* Shengqian Ma,* et al. Reaction Environment Modification in Covalent Organic Frameworksfor Catalytic Performance Enhancement. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201900029
https://doi.org/10.1002/anie.201900029
6. Angew：Ni3N堿性條件下高效HOR
氫氧交換膜燃料電池可以利用無Pt族金屬(PGM)電催化劑，比質子交換膜電池更經濟且更具可擴展性。然而，廉價電催化劑存在催化氫氧化反應(HOR)活性和穩定性不佳等問題。近日，洛桑聯邦理工學院Xile Hu等多團隊合作，發展了Ni3N這一在堿性媒介中具有高HOR活性和穩定性的電催化劑。實驗發現，Ni3N/C催化劑具有目前無貴金屬催化劑中最好的質量活性和擊穿電位。該催化劑在堿性媒介中具有和標準Pt/C催化劑相當的HER活性。進一步光譜研究表明，Ni d帶的下移和Ni3N向C載體的界面電荷轉移使得氫和氧物種在Ni3N/C上的結合變弱，從而使得該催化劑具有高的HOR活性和穩定性。
Weiyan Ni, Xile Hu,* et al. Ni3N as an activehydrogen oxidation reaction catalyst in alkaline medium. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201902751
https://doi.org/10.1002/anie.201902751
7. Angew：CuS@CoS2雙殼納米盒的合成，提高了鈉的儲存性能
金屬硫化物因其高容量和良好的氧化還原可逆性而受到廣泛的關注。然而，由于其倍率性能差、容量衰減快，嚴重阻礙了它們在鈉離子電池中的實際應用。有鑒于此，南洋理工大學樓雄文等人開發了一種多步模板化策略，用于合理合成分層雙殼納米盒，其中由CoS2納米薄片構建的外殼負載在CuS內殼上。由于結構和組成的優點，這些分層的CuS@CoS2納米盒表現出更高的鈉存儲性能，具有高可逆容量、良好的倍率能力和優異的循環性能。
YongjinFang, Bu Yuan Guan, Deyan Luan, and Xiong Wen (David) Lou*. Elegant Synthesisof CuS@CoS2 Double-Shelled Nanoboxes with Enhanced Sodium StorageProperties. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI:10.1002/anie.201902583
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201902583
8. Angew：尺寸小、可共軛、正交可調的熒光團用于對細胞代謝的體內成像
代謝產物的運輸和囊泡轉運過程對于維持活細胞的正常功能來說至關重要。然而由于缺乏熒光化學結構，目前還無法在高時空分辨率和生理條件下直接監測小的代謝產物，這也給原位代謝成像研究也造成了很大阻礙。愛丁堡大學Marc Vendrell教授團隊制備了一種尺寸小、可共軛、正交可調的熒光團SCOTfluors，它可以被用于實時跟蹤活細胞內和體內的基本代謝物以及了解不同來源的人類癌細胞的代謝情況。
Benson, S., Fernandez, A., Vendrell, M. et al.SCOTfluors: Small, Conjugatable, Orthogonal and Tunable Fluorophores for invivo Imaging of Cell Metabolism. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201900465
http://dx.doi.org/10.1002/anie.201900465
9. AM：人造超級中性粒細胞用于炎癥靶向和產生HClO對抗腫瘤和感染
中性粒細胞是一種功能強大的效應性白細胞，在天然免疫系統中發揮著重要的作用。武漢大學張先正教授團隊設計了一種人工超級中性粒細胞，它具有良好的炎癥靶向性和生成次氯酸(HClO)的能力，可以被用于靶向和消除惡性腫瘤細胞及病原體。實驗將葡萄糖氧化酶(GOx)和氯過氧化物酶(CPO)包埋在ZIF-8中用于生成HClO，再利用中性粒細胞膜(NM)對其進行包裹從而制備了這種超級中性粒細。體外和體內實驗結果表明，這種人工合成的超級中性粒細胞在消除腫瘤和感染方面的能力是天然中性粒細胞的7倍，由此表明超級中性粒細胞具有巨大的生物醫學應用價值和潛力。
Zhang,C., Zhang, X.Z. et al. Artifcial Super Neutrophils for Inflammation Targetingand HClO Generation against Tumors and Infections. Advanced Materials, 2019.
DOI:10.1002/adma.201901179
https://doi.org/10.1002/adma.201901179
10. Nano Lett.：共遞送基于多肽的自噬基因和順鉑的系統用于改善化療耐藥性
順鉑化療是一種廣泛應用于多種癌癥的治療策略。然而，長期使用順鉑會造成耐藥性，這也嚴重阻礙了其治療效果和臨床轉化。其中，自噬誘導是腫瘤對順鉑產生耐藥性的常見原因之一。哈佛大學醫學院施進軍教授團隊、中山大學梅林教授團隊和國家納米科學中心王浩團隊合作研究了順鉑與RNAi協同自組裝納米前藥平臺對耐藥性肺癌的治療作用。
該納米前藥平臺由鉑(IV)-多肽-雙(芘)前藥復合物、DSPE-PEG和cRGD修飾的DSPE-PEG等三個分子模塊組成。鉑(IV)通過酰胺鍵與多肽段連接，負載效率>95%；在谷胱甘肽(GSH)存在下鉑(IV)可以快速轉變為活性鉑離子(Pt(II))。同時，該前藥復合物肽可以有效地將Beclin1 siRNA (自噬啟動因子)傳遞到細胞質，從而導致自噬抑制。而DSPE-PEG和cRGD修飾的DSPE-PEG分子則可以改善納米前藥平臺的生物相容性和細胞攝取。體內實驗結果也表明，該納米前藥平臺能顯著抑制異種移植的耐藥腫瘤的生長，在靜脈給藥后的抑制率高達84%。
Lin,Y.X., Shi, J.J., Mei, L., Wang, H. et al. Peptide-based Autophagic Gene andCisplatin Co delivery Systems Enable Improve Chemotherapy Resistance. Nano Letters,2019.
DOI:10.1021/acs.nanolett.9b00083
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.nanolett.9b00083
11. ACS EnergyLett.綜述：可穿戴柔性鈣鈦礦器件
隨著可穿戴電子和鈣鈦礦光伏發電的蓬勃發展，柔性鈣鈦礦太陽能電池（PSC）已經成為驅動下一代電子產品的自供電源的有希望的候選者。可穿戴的PSC必須同時滿足高功率效率、重量輕、環境穩定性靈活性、可拉伸性和可扭曲性，這對于實際應用是必不可少的。從這個角度來看，宋延林課題組列出了使可穿戴鈣鈦礦電源蓬勃發展的關鍵點。依次分析可穿戴PSC的設計、質量、印刷方法和標準化測試。然后，總結了代表性的進展。最后，從光電子學和機械學兩個角度提出全面的見解，以便在可穿戴PSC中進行未來研究，并展望可能的集成器件。
Xiaotian Hu, Fengyu Li, and Yanlin Song.Wearable Power Source: A Newfangled Feasibility for Perovskite Photovoltaics.ACS Energy Letters, 2019.
DOI: 10.1021/acsenergylett.9b00503.
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acsenergylett.9b00503
12. AFM：具有高鋰離子遷移數的插層電解質實現無枝晶固態鋰電池
使用固態電解質和鋰金屬負極的固態鋰電池憑借其高能量密度和固有的安全性等優勢而吸引了諸多關注。然而，固態電解質在室溫下離子電導率較低以及與金屬鋰界面兼容性差造成了電池極化增大和循環穩定性不佳。
在本文中，清華大學張強團隊和北科大范麗珍團隊以層狀鋰蒙脫石、聚碳酸乙烯酯、LiFSI、高壓FEC添加劑以及PTFE粘結劑為原料，通過溶液涂覆和熱壓方法相結合，制備了具有超高鋰離子遷移數的插層式復合固態電解質。該電解質在室溫下表現出高達3.5×10-4 S cm-1的離子電導率、寬電化學穩定窗口以及高達0.83的鋰離子遷移數。此外，他們還通過簡單的熱熔方法制備了3D鋰金屬負極。高鋰離子遷移數的插層電解質與三維鋰金屬負極的協同效應使得工作電池內部的枝晶生長狀況得到了極大的緩解。
Long Chen et al. Intercalated Electrolyte with High TransferenceNumber for Dendrite‐Free Solid‐State Lithium Batteries. EnergyStorage Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adfm.201901047
https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201901047
13. ESM：三維鋰負極中的枝晶生長—電子轉移控制or離子擴散控制？
鋰金屬是新一代高比能二次電池中最受關注的負極材料。然而，鋰金屬電池的實際應用受到不可控的枝晶生長的阻礙。如果能夠更好的理解鋰金屬負極枝晶生長背后的機理并確定影響電化學沉積與剝離過程中決定速率的關鍵條件，對于合理設計三維鋰金屬負極并提高電話學穩定性十分重要。
在本文中，清華大學張強團隊采用相常模型對不同導電結構三維鋰金屬負極中的枝晶生長情況進行了定量描述。他們發現在復合鋰金屬負極中，結構面積和表面積的變化對電化學沉積-剝離的影響是線性的，這主要受到電子轉移的限制。同時，結構孔體積比表面積與后期動力學過程中的電鍍反應速率成反比關系，這受到電解質中離子遷移的限制。具有更高比表面積和更小孔體積的結構性鋰金屬負極更適合高倍率、高容量類型的電池循環。
Rui Zhang et al. The dendritegrowth in 3D structured lithium metal anodes: Electron or ion transferlimitation? Energy Storage Materials, 2019.
DOI: 10.1016/j.ensm.2019.03.029
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829719302247?dgcid=rss_sd_all
14. ESM綜述：新型高性能可充電池的多離子策略
鋰離子電池的發展受到鋰資源有限及其地域分布不平衡等問題的限制，因此基于Na+/K+/Mg2+/Ca2+/Zn2+/Al3+等高豐度元素的新型可充電池正受到廣泛關注。然而，動力學遲緩、可逆性差、電極材料匱乏等問題嚴重制約了這些新型電池體系的發展。在解決這些挑戰的多種方案中，多離子策略在提高新興電化學體系電化學性能等方面表現出了良好的前景。在本綜述中，作者概述了這些新興的可充電電池所面臨的挑戰，討論了多離子策略的基本結構和相應的反應機理，然后重點介紹了多離子策略在組合充電電池中的應用，詳細闡述了多離子策略對電化學性能的增強作用。最后，著重討論了多離子策略的最新挑戰和未來發展方向。
Qirong Liu et al. Multi-ion strategies towards emerging rechargeable batteries withhigh performance. Energy Storage Materials, 2019.
DOI: 10.1016/j.ensm.2019.03.028
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829719302922?dgcid=rss_sd_all
