1. Nature Mater.：扭曲雙層石墨烯范德華界面的原子和電子重構(gòu)！
控制二維范德華（vdW）異質(zhì)結(jié)構(gòu)的層間扭曲角度，可以設(shè)計出長度可調(diào)的準(zhǔn)周期莫爾超晶格。在扭曲的雙層石墨烯中，簡單的莫爾超晶格能帶表明，在魔角情況下，電子帶寬可以調(diào)控至接近于vdW層間相互作用，并表現(xiàn)出強相關(guān)行為。然而，vdW層間相互作用在界面處容易引發(fā)顯著的結(jié)構(gòu)重構(gòu)。
近日，劍橋大學(xué)Philip Kim課題組報道了扭曲雙層石墨烯中的原子級重構(gòu)及其對電子結(jié)構(gòu)的影響。作者發(fā)現(xiàn)，隨著特征旋轉(zhuǎn)角度的變小，材料從不相稱的莫爾結(jié)構(gòu)逐漸過渡到具有孤子邊界的相稱域陣列。在原子和電子重構(gòu)極其重要的孤子區(qū)域（θ<θc）中，一個簡單的莫爾能帶消失，同時出現(xiàn)次級狄拉克能帶。該研究為范德華異質(zhì)結(jié)中的原子和電子重構(gòu)提供了新的認(rèn)識，為連續(xù)可調(diào)的能帶工程系統(tǒng)提供了新的途徑。
Hyobin Yoo, Philip Kim et al. Atomic andelectronic reconstruction at the van der Waals interface in twisted bilayergraphene. Nature Materialsvolume 2019.
DOI: 10.1038/s41563-019-0346-z
https://www.nature.com/articles/s41563-019-0346-z
2. JACS：單位點Ni催化劑光催化還原CO2到CO，選擇性高達(dá)96%！
通過光催化將二氧化碳還原為高能的碳化合物越來越受到人們的關(guān)注。然而，如何有選擇性、高效地將CO2轉(zhuǎn)化為理想的產(chǎn)物仍然是一個挑戰(zhàn)。有鑒于此，福州大學(xué)鄒志剛院士、Yan Yu和李留義教授等人報道了一種含有單個Ni位點(Ni- tpBpy)的共價有機骨架作為協(xié)同光催化劑，在可見光照射下，電子從光敏劑轉(zhuǎn)移到Ni位點用于CO2的選擇性還原產(chǎn)生CO。
Ni-TpBpy展現(xiàn)出優(yōu)異的活性，在反應(yīng)5h后CO產(chǎn)率為4057 μmolg - 1，選擇性高達(dá)96% 。更重要的是，當(dāng)CO2分壓降低到0.1 atm時，CO的選擇性仍然可以達(dá)到76%。理論計算和實驗結(jié)果表明，催化劑的協(xié)同催化活性和選擇性是由于單個Ni催化位點與TpBpy協(xié)同作用的結(jié)果，其中TpBpy不僅作為Ni催化位點的載體，同時促進(jìn)CO2活化并抑制析氫反應(yīng)。
Wanfu Zhong, Rongjian Sa, Liuyi Li, Yajun He,Lingyun Li, Jinhong Bi, Zanyong Zhuang, Yan Yu, and Zhigang Zou. A CovalentOrganic Framework Bearing Single Ni Sites as a Synergistic Photocatalyst forSelective Photoreduction of CO2 to CO.Journal of the American Chemical Society, 2019.
DOI: 10.1021/jacs.9b02997
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.9b02997
3. JACS：奧斯特瓦爾德熟化介導(dǎo)合成均勻可控的MXF
MXF是一種包含兩種以上組分的金屬有機骨架(MOF)，如具有精確結(jié)構(gòu)的無機納米顆粒@MOF材料（NP@MOF），其在催化、能源和生物化學(xué)等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。然而，人們對于MXF的生長機制仍然不夠了解，這也大大阻礙了對納米級MXF配合物進(jìn)行可控設(shè)計的研究。
湖南大學(xué)譚蔚泓教授團(tuán)隊報告了一種利用奧斯特瓦爾德熟化介導(dǎo)的將MOF通過異相成核嫁接到單個多齒狀無機膠體納米晶上以制備MXF的方法。該過程依賴于在膠體納米晶表面的羧酸基團(tuán)。實驗結(jié)果證明利用這一方法可以獲得均勻的MXF，其中的NPs尺寸范圍很廣，并且MOF層的厚度也是可控的。研究由此制備了UCNP@ZrMOF并證明其可以實現(xiàn)近紅外光激發(fā)誘導(dǎo)的單態(tài)氧生成。這一工作提出的嫁接策略為MXF的可控設(shè)計提供了新的思路，為開發(fā)先進(jìn)功能材料大有幫助。
Yuan Liu, Weihong Tan, et al. Ostwaldripening-mediated grafting of metal-organic frameworks on a single colloidalnanocrystal to form uniform and controllable MXF. Journal of theAmerican Chemical Society, 2019.
DOI: 10.1021/jacs.9b01563
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.9b01563
4. Angew：可生物降解的二氧化硅納米顆粒用于靶向線粒體進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)蛋白遞送
線粒體是哺乳動物細(xì)胞中的重要細(xì)胞器，其功能障礙也與多種疾病有關(guān)。因此，靶向線粒體蛋白的藥物為多種疾病的治療提供了一個非常有前途的策略。目前，靶向線粒體去遞送小分子藥物的方法是較為可行的，但并不適用于遞送蛋白質(zhì)、抗體等大分子。新加坡國立大學(xué)Shao Q. Yao團(tuán)隊和南京工業(yè)大學(xué)李林教授團(tuán)隊合作報告了一種利用可生物降解的二氧化硅納米顆粒(BS-NPs)進(jìn)行靶向線粒體地在細(xì)胞內(nèi)遞送天然蛋白和抗體的策略。這些載有蛋白的納米顆粒的表面由三苯基膦(TPP)和可穿透細(xì)胞的聚二硫化物(CPD)進(jìn)行修飾，因此能夠在不被內(nèi)溶酶體捕獲的情況下被細(xì)胞攝取并有效地靶向線粒體。隨后谷胱甘肽會引發(fā)其發(fā)生生物降解并釋放天然功能蛋白，從而參與后續(xù)的生物過程。
Peiyan Yuan, Lin Li, Shao Q. Yao, et al.Mitochondria-Targeting Intracellular Delivery of Native Proteins by UsingBiodegradable Silica Nanoparticles. Angewandte Chemie International Edition,2019.
DOI: 10.1002/anie.201901699
http://dx.doi.org/10.1002/anie.201901699
5. Angew綜述：光學(xué)多路生物檢測技術(shù)改善生物醫(yī)學(xué)診斷
由于疾病的發(fā)展通常涉及多種化學(xué)物質(zhì)和生物分子，因此傳統(tǒng)地通過單次檢測來確定一種疾病的標(biāo)志物的分析方法通常是不夠準(zhǔn)確的。多靶點的同時分析在基礎(chǔ)生物醫(yī)學(xué)研究和臨床應(yīng)用中也發(fā)揮著越來越重要的作用。而要推動多靶點同時分析的發(fā)展，就要開發(fā)出高通量的多靶點生物分析技術(shù)。復(fù)旦大學(xué)張凡教授團(tuán)隊系統(tǒng)地綜述了近年來將光學(xué)多路復(fù)用分析技術(shù)應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)診斷領(lǐng)域的研究進(jìn)展；重點介紹了從多化學(xué)物質(zhì)的生物傳感和多色細(xì)胞示蹤技術(shù)發(fā)展到活體多路復(fù)用生物成像技術(shù)的發(fā)展歷程；最后也展望了生物多樣性分析所面臨的機遇和挑戰(zhàn)。
Yong Fan, Fan Zhang, et al. Opticalmultiplexed bioassays improve biomedical diagnostics. Angewandte ChemieInternational Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201901964
http://dx.doi.org/10.1002/anie.201901964
6. AM綜述：超薄二維稀土納米材料：組成、合成及應(yīng)用
超薄二維（2D）納米材料因其電子限域在單個或幾個原子層內(nèi)而具有良好的性能。作為一類新興的功能材料，超薄2D稀土納米材料具有獨特的光學(xué)、磁性和催化性能，在光電、磁性器件、晶體管、催化等諸多領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用潛力。近日，南開大學(xué)嚴(yán)純?nèi)A、杜亞平團(tuán)隊對超薄2D稀土納米材料進(jìn)行了總結(jié)，內(nèi)容涵蓋所有超薄2D稀土納米材料，介紹了它們的組成、合成和應(yīng)用。總結(jié)了目前取得的研究結(jié)果后，作者還對超薄2D稀土納米材料發(fā)展的機遇與挑戰(zhàn)進(jìn)行了評估。
Jun Xu, Yaping Du,* Chunhua Yan*, et al. Ultrathin 2D Rare-Earth Nanomaterials: Compositions, Syntheses,and Applications. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201806461
https://doi.org/10.1002/adma.201806461
7. AM綜述：碳納米材料的電化學(xué)貯鈉和捕獲的合理設(shè)計
韓國成均館大學(xué)（SKKU）Ho Seok Park和Jun Young Lee團(tuán)隊全面回顧了碳材料用于鈉離子電池（SIB）、鈉離子電容器（SIC）和電容去離子（CDI）的結(jié)構(gòu)和化學(xué)的合理設(shè)計。其中，碳材料的類型分為有序碳、無序碳以及納米多孔碳，并講述了合成參數(shù)對這些碳材料的結(jié)構(gòu)/化學(xué)的影響。這些碳材料的鈉儲存機制和性能與關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)/化學(xué)因素相關(guān)，包括層間距、微晶尺寸、多孔特征、微/納米結(jié)構(gòu)、形態(tài)、表面化學(xué)和雜原子的摻雜。最后，作者對實際SIB、SIC和CDI發(fā)展的當(dāng)前障礙和未來研究方向提出了自己的觀點。
Jiyoung Kim, Min Sung Choi, Kang Ho Shin,Manikantan Kota, Yingbo Kang, Soojung Lee, Jun Young Lee, Ho Seok Park.Rational Design of Carbon Nanomaterials for Electrochemical Sodium Storage andCapture. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201803444
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201803444
8. AM：有機電子新材料的設(shè)計
用于有機電子器件的材料在如移動設(shè)備的顯示器中得到了廣泛的應(yīng)用，與此同時，也正在為應(yīng)用在其他方面進(jìn)行深入研究，例如有機光伏器件，大面積器件和薄膜晶體管。改進(jìn)和優(yōu)化這些應(yīng)用的許多挑戰(zhàn)都與材料有關(guān)，并且需要探索幾乎無限的化學(xué)空間以確定最合適的候選材料。已建立的實驗方法與該化學(xué)空間的大小和復(fù)雜性相矛盾。近日，多倫多大學(xué)Wolfgang Wenzel研究團(tuán)隊論述了模擬方法的發(fā)展，特別強調(diào)了預(yù)測性多尺度方案，并說明了這些方法在一些近期應(yīng)用中的突出的潛力。最后，作者還討論了基于人工智能的機器學(xué)習(xí)和方法的潛力，以進(jìn)一步加速對新材料的搜索。
Friederich, P. Wenzel, W. et al. TowardDesign of Novel Materials for Organic Electronics. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201808256
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201808256
9. AM：帶隙可調(diào)諧微腔鈣鈦礦人造人體感光器
近日，臺灣清華大學(xué)Hao-Wu Lin團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)鹵化鈣鈦礦人造人體光感受器具有紅色，綠色和藍(lán)色的特定光響應(yīng)。與目前的可編程光譜響應(yīng)技術(shù)相比，研究人員將新型微腔結(jié)構(gòu)與鈣鈦礦吸收劑結(jié)合，無需使用外部光學(xué)濾波器即可實現(xiàn)目標(biāo)光譜。制造的人造光感受器表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，包括大于1013 Jones的高檢測率，154 dB的大線性動態(tài)范圍和580 ns的短響應(yīng)時間。這些數(shù)值等于或優(yōu)于天然人視網(wǎng)膜的值。通過使用真空沉積，這些器件可以集成在單個柔性基板上，并且演示了真正的概念驗證全色圖像重建。
Tsai, W.-L. Lin, H.-W. et al Band TunableMicrocavity Perovskite Artificial Human Photoreceptors. Advanced Materials,2019.
DOI:10.1002/adma.201900231
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201900231
10. AM：發(fā)光鈣鈦礦三基色圖案化
新加坡國立大學(xué) Jie Wu、Zhi‐KuangTan和 新加坡高性能計算研究所Khoong Hong Khoo報道了鈣鈦礦三基色圖案化的新策略，包括鈣鈦礦納米晶體和鹵代烷烴之間的光活化和表面介導(dǎo)的鹵化物交換反應(yīng)。結(jié)果表明，鹵代烷烴在溫和的可見光照射下的噴墨印刷可以觸發(fā)綠色發(fā)光的溴化鈣鈦礦進(jìn)行快速鹵化物交換，并在分辨率小于50 μm時產(chǎn)生功能性藍(lán)色和紅色發(fā)射。
Ying‐Chieh Wong, Wen‐Bin Wu, Tian Wang, Jun De Andrew Ng, Khoong Hong Khoo, Jie Wu, Zhi‐Kuang Tan. Color Patterning of Luminescent Perovskites viaLight-Mediated Halide Exchange with Haloalkanes. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201901247
https://doi.org/10.1002/adma.201901247
11. AM: 熱力學(xué)優(yōu)勢晶體取向! 用于高效鈣鈦礦太陽能電池
晶體取向?qū)︹}鈦礦薄膜的性質(zhì)和所得器件性能有很大影響。混合陽離子鈣鈦礦中晶體取向（優(yōu)選的晶面和相對于特定平面的晶體堆疊模式）的精確控制對器件性能的基本機制仍然不清楚。北京大學(xué)周歡萍團(tuán)隊通過組合工程精細(xì)調(diào)節(jié)甲脒/甲基銨（FA/MA）混合陽離子鈣鈦礦中的熱力學(xué)上有利的晶體取向。研究表明，F(xiàn)A/MA比率影響混合鈣鈦礦的表面能，從而導(dǎo)致優(yōu)先取向的變化。當(dāng)平行于基底放置時，沿（001）晶面的優(yōu)選生長影響電荷輸送和收集性質(zhì)。在優(yōu)化條件下，混合陽離子鈣鈦礦（FA1-xMAxPbI2.87Br0.13(Cl)）太陽能電池的效率超過21％，認(rèn)證效率為20.50±0.50％。
Ziqi Xu，Zonghao Liu，Nengxu Li，Gang Tang，GuanhaojieZheng，Cheng Zhu，Yihua Chen，Ligang Wang，Yuan Huang，Liang Li，Ning Zhou Jiawang Hong，Qi Chen，Huanping Zhou. AThermodynamically Favored Crystal Orientation in Mixed Formamidinium/MethylammoniumPerovskite for Efficient Solar Cells. Advanced Materials, 2019.
DOI:10.1002/adma.201900390
https://doi.org/10.1002/adma.201900390
12. AFM：基于4-氟苯乙基銨的穩(wěn)定的準(zhǔn)二維鈣鈦礦電池
與3D鈣鈦礦相比，準(zhǔn)二維鈣鈦礦太陽能電池的抗?jié)裥苑€(wěn)定性優(yōu)異。華盛頓大學(xué)Alex K.‐Y. Jen團(tuán)隊系統(tǒng)地研究了間隔陽離子，即苯乙基銨（PEA），4-氟苯乙基銨（F-PEA）和4-甲氧基苯乙基銨（MeO-PEA）對準(zhǔn)2D鈣鈦礦的光電性能和器件性能的影響。研究觀察到，較大和較疏水的陽離子可以改善鈣鈦礦對水分的穩(wěn)定性，而較大的尺寸會降低器件性能。有趣的是，使用F-PEA或MeO-PEA，n值的分布可以轉(zhuǎn)移到準(zhǔn)2D鈣鈦礦層中的高3D含量，這使得能夠降低帶隙并且可能降低激子結(jié)合能。由于最佳的電荷傳輸和最低的帶隙，基于F-PEAI的準(zhǔn)2D鈣鈦礦（n = 5）太陽能電池顯示出了14.5％的效率，在濕度為40-50％的空氣中具有出色的穩(wěn)定性，40天后保持原始效率的90％。
Fu, W.; Liu, H.; Shi, X.; Zuo, L.; Li, X.;Jen, A. K. Y. Tailoring the Functionality of Organic Spacer Cations forEfficient and Stable Quasi-2D Perovskite Solar Cells. Advanced Functional Materials,2019.
DOI: 10.1002/adfm.201900221
https://doi.org/10.1002/adfm.201900221
