1. Nature Mater.：發現普適性規律！有機半導體中水誘導陷阱產生
電荷載流子陷阱通常對半導體器件的性能非常不利。與無機半導體的情況不同，關于有機半導體中陷阱的特征和原因的深入研究仍然非常有限。瑞士林雪平大學Martijn Kemerink課題組準確地確定了各種有機半導體薄膜的空穴和電子陷阱能量。研究發現，電子和空穴陷阱能量遵循類似的經驗規則，分別位于HOMO上方和LUMO下方約0.3-0.4eV。結合實驗和理論方法，陷阱的起源是水滲透納米空隙在有機半導體薄膜中的介電效應。研究人員還提出了一種溶劑退火方法，用于從所研究的材料中去除與水相關的陷阱。該研究為實現無陷阱有機半導體薄膜提供了一條全新途徑。
GuangzhengZuo, Mathieu Linares, Tanvi Upreti & Martijn Kemerink. General rule for theenergy of water-induced traps in organic semiconductors. Nature Materials, 2019.
DOI:10.1038/s41563-019-0347-y
https://www.nature.com/articles/s41563-019-0347-y
2. Joule綜述：室內光伏電池技術與市場前景
室內光伏電池具有為物聯網生態系統提供動力的潛力，包括分布式和遠程傳感器，執行器和通信設備。隨著操作這些設備所需的功率持續減少，現在可由室內光伏電池持續供電的節點的類型和數量正在快速增長。這將推動室內光伏發電需求的顯著增長，為現有和新型光伏技術創造一個巨大的替代市場。隨著人們對室內光伏電池興趣的重新出現，麻省理工學院Ian Mathews團隊對這一新興領域進行了概述，重點關注以可行價格創造能源自主傳感器所面臨的技術挑戰，并克服個別光伏技術加速市場的商業挑戰。
Mathews,I., Kantareddy, S. N., Buonassisi, T. & Peters, I. M. Technology and MarketPerspective for Indoor Photovoltaic Cells. Joule, 2019.
DOI:10.1016/j.joule.2019.03.026
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435119301667
3. Joule：喝咖啡，使鈣鈦礦太陽能電池更有勁兒！
為了增加鈣鈦礦太陽能電池的商業前景，需要簡單，成本有效且通用的方法來減輕其固有的熱不穩定性。UCLA楊陽教授團隊和蘇州大學王照奎教授采用了1,3,7-三甲基黃嘌呤，一種具有兩個共軛羧基的商品化學品，俗稱咖啡因，改善了基于MAPbI3和CsFAMAPbI3的鈣鈦礦太陽能電池的性能和熱穩定性?？Х纫蚝蚉b2+離子之間的強相互作用充當“分子鎖定”，其在膜結晶期間增加活化能，提供具有優選取向的鈣鈦礦膜，改善的電子性質，減少的離子遷移和大大增強的熱穩定性?；诳Х纫虻募僊APbI3鈣鈦礦的太陽能電池，其最佳效率為19.8％。在85°C的氮氣連續退火下，保留了85％以上的效率。
Wang, R.; Xue, J.; Meng, L.; Lee, J.-W.; Zhao,Z.; Sun, P.; Cai, L.; Huang, T.; Wang, Z.; Wang, Z.-K.; Duan, Y.; Yang, J. L.;Tan, S.; Yuan, Y.; Huang, Y.; Yang, Y. Caffeine Improves the Performance and ThermalStability of Perovskite Solar Cells. Joule, 2019.
DOI: 10.1016/j.joule.2019.04.005
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435119301734#undfig1
4. Joule：自發晶種生長, 增強鈣鈦礦太陽能電池的穩定性
對于水分的長期穩定性差的問題仍然是阻礙鈣鈦礦太陽能電池用于實際應用的關鍵挑戰。美國國家可再生能源實驗室Kai Zhu報道了一種順序應用典型的一步溶液配方-自晶種生長（SSG）的方法，進而實現高品質鈣鈦礦薄膜，具有降低的缺陷密度，改善的電荷載流子傳輸和壽命、增強的疏水性以增強穩定性?；贔A/MA/Cs的鈣鈦礦，SSG器件的效率從17.76％（對照組）提高到20.30％（SSG），在環境中4,680小時后，未封裝的器件仍保持初始效率的80％以上。
Zhang, F.; Xiao, C.; Chen, X.; Larson, B. W.;Harvey, S. P.; Berry, J. J.; Zhu, K. Self-Seeding Growth for Perovskite SolarCells with Enhanced Stability. Joule, 2019.
DOI: 10.1016/j.joule.2019.03.023
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435119301631#!
5. Nature Commun.：高性能紅色熒光粉，照亮未來
由于發光二極管技術在降低全球能源消耗方面的巨大潛力，因此用于轉換為白色發光二極管的熒光粉新材料的需求量劇增。由于藍色發光二極管已經實現了高度優化，轉換熒光粉對進一步改善二極管性能是至關重要的。
有鑒于此，因斯布魯克大學Hubert Huppertz等人報道了高性能紅色熒光粉Sr[Li2Al2O2N2]:Eu2+，滿足了熒光粉光學性能的所有要求。它結合了美國政府2016年研發計劃中所定義的紅色熒光粉的最佳光譜位置，具有非常小的半高寬，并且熱穩定性非常好。采用Sr[Li2Al2O2N2]:Eu2+的白色中功率熒光粉轉換發光二極管與目前市面上的高顯色熒光粉轉換發光二極管相比，發光效率提高了16%，同時保持了良好的顏色再現性能。這種熒光粉使白色熒光粉轉換發光二極管的能源效率有了很大的飛躍。
GregorJ. Hoerder, Markus Seibald, Dominik Baumann, Thorsten Schr?der, Simon Peschke,Philipp C. Schmid, Tobias Tyborski, Philipp Pust, Ion Stoll, Michael Bergler,Christian Patzig, Stephan Rei?aus, Michael Krause, Lutz Berthold, Thomas H?che,Dirk Johrendt & Hubert Huppertz. Sr[Li2Al2O2N2]:Eu2+—A high performance red phosphor to brighten the future. NatureCommunications, 2019.
DOI:10.1038/s41467-019-09632-w
https://www.nature.com/articles/s41467-019-09632-w
6. Nature Commun.：2D COFs中晶格聲子與超快電荷轉移的耦合
共價有機框架(COFs)已成為一種很有前途的光捕獲組件，用于人工光合作用和光伏發電。近年來，為了有效地生成自由載流子，在二維(2D) COFs中實現了給體-受體(D-A)共軛。在二維D-A COFs中，光激發會產生極化子對，極化子對是自由載流子的前驅體，比激子具有更低的結合能。雖然初級激發態的性質是決定材料光電性質的一個關鍵因素，但導致極化子對產生的激發態動力學尚未得到研究。
有鑒于此，韓國科學技術研究院Hyotcherl Ihee、Hyungjun Kim以及韓國化學技術研究所Jin-Ook Baeg、韓國仁川大學Jeongho Kim等人結合飛秒級光譜學和非絕熱的分子動力學模擬，研究了二維D-A COFs中光生載流子的動力學。研究表明，極化子對是通過超快的層內空穴轉移和二維晶格的耦合振動形成的，這說明了聲子輔助電荷轉移的機理。
Tae Wu Kim, Sunhong Jun, Yoonhoo Ha, Rajesh K.Yadav, Abhishek Kumar, Chung-Yul Yoo, Inhwan Oh, Hyung-Kyu Lim, Jae Won Shin,Ryong Ryoo, Hyungjun Kim, Jeongho Kim, Jin-Ook Baeg & Hyotcherl Ihee.Ultrafast charge transfer coupled with lattice phonons in two-dimensionalcovalent organic frameworks. Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-09872-w
https://www.nature.com/articles/s41467-019-09872-w
7. Nature Commun.：具有類似金屬熱導率的納米結構聚合物膜
聚合物因其獨特的性質，當其轉化為熱導體時，有機會用作先進熱管理材料。最近的研究表明聚合物可以具有高導熱性，但是其傳輸機制尚未明確。近日，麻省理工學院陳剛等多團隊合作，報道了一種聚乙烯膜，其熱導率達62 W m?1 K?1 ,比典型的聚合物(~0.1 W m?1 K?1）大兩個數量級。結構研究和熱模擬表明該聚乙烯膜由具有晶態和非晶態區域的納米纖維組成，非晶態區具有非常高的熱導率（~16 Wm?1 K?1）。該工作為合理設計和合成用于熱管理的導熱聚合物奠定了基礎，尤其是柔性、輕質、化學惰性和電絕緣導熱導體。
Yanfei Xu, Gang Chen*, et al. Nanostructuredpolymer films with metal-like thermal conductivity. Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-09697-7
https://doi.org/10.1038/s41467-019-09697-7
8. Nature Commun.：無添加劑的MXene墨水用于微型超級電容器的直接印刷
直接印刷功能性油墨對于包括電化學能量存儲，智能電子和醫療保健在內的各種領域的應用至關重要。但目前可用的可印刷油墨配方遠非理想，其通常涉及表面活性劑/添加劑，造成油墨濃度低，不僅增加了制造的復雜性還降低了印刷分辨率。德雷塞爾大學Yury Gogotsi、都柏林圣三一學院Valeria Nicolosi和Chuanfang (John) Zhang團隊報道了無添加劑、濃縮MXene油墨的配方和直接印刷，具有高印刷效率和空間均勻性。
研究者展示了水性和有機兩種類型的二維碳化鈦（Ti3C2Tx）MXene油墨，在沒有任何添加劑或二元溶劑體系的情況下，分別用于擠出印刷和噴墨印刷?；谌玀Xene印刷的微型超級電容器的和能量密度和體積電容比現有的噴墨/擠出印刷活性材料大幾個數量級。都具有出色的面電容和體積電容。此外，MXene油墨配方和印刷的協議是通用的，即歐姆電阻器也可以噴墨印刷，該印刷平臺具有用于下一代電子器件可擴展制造的巨大潛力。
Chuanfang (John) Zhang, Lorcan McKeon,Matthias P. Kremer, Sang-Hoon Park, Oskar Ronan, Andrés Seral‐Ascaso, Sebastian Barwich, Cormac óCoileáin, Niall McEvoy, Hannah C. Nerl, Babak Anasori,Jonathan N. Coleman, Yury Gogotsi, Valeria Nicolosi. Additive-free MXene inksand direct printing of micro-supercapacitors. Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-09398-1
https://www.nature.com/articles/s41467-019-09398-1
9. JACS：內源性ROS觸發的形態改變可以增強其與線粒體的協同作用
國家納米科學中心喬增瑩、王浩團隊報道了利用內源性活性氧(ROS)去引發多肽類偶聯物(PPCs)發生形態改變，進而可以與線粒體發揮協同作用實現更好的腫瘤治療效果。
PPCs是由（1）與聚(乙二醇)共軛的多肽KLVFF（2）靶向線粒體的細胞毒性肽KLAK和（3）聚乙烯醇骨架等所組成的。因此PPCs納米顆粒可以進入細胞并且靶向線粒體。由于大多數癌細胞的線粒體周圍的活性氧生成過多，PPCs中的硫代酮連接物會被裂解，導致納米顆粒轉化為纖維狀納米結構。這種納米纖維會暴露KLAK進而使得其與線粒體之間的多價協同作用增強，在體內產生對癌細胞具有選擇性的細胞毒性和顯著的腫瘤抑制作用。這一工作也是利用細胞內的ROS觸發材料發生形態轉化的首例，表明這一策略可以通過增強與靶向位點的相互作用來為疾病的診斷和治療提供一個新的方法。
Dong-Bing Cheng, Zeng-Ying Qiao, Hao Wang, etal. Endogenous ROS-Triggered Morphology Transformation for Enhanced CooperativeInteraction with Mitochondria. Journal of the American Chemical Society,2019.
DOI: 10.1021/jacs.8b07727
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.8b07727
10. Angew：利用可由腎清除的金納米顆粒去改善抗癌藥物的體內轉運
利用納米粒子去精確地控制抗癌藥物在正常和癌變組織中的體內轉運是實現納米藥物臨床轉化的關鍵，這需要從根本上理解納米粒子是如何的抗癌藥物遞送過程中的“靶向-清除”和“滲透-保留”進行影響的。德克薩斯大學達拉斯分校鄭杰教授團隊以抗癌藥物阿霉素為模型，系統地研究了可由腎清除的金納米粒(AuNPs)對藥物在癌組織和正常組織中的滲透、分布和滯留的影響。實驗結果表明，AuNPs既保持了游離藥物利用高腫瘤血管通透性去快速靶向腫瘤的優勢，而且也可以加速非靶向藥物的體內清除。這一研究結果表明，利用納米粒子可以調和抗癌藥物在體內遞送時存在的矛盾問題。
Chuanqi Peng, Jie Zheng, et al. Tuning in vivotransport of anticancer drugs with renal-clearable gold nanoparticles. Angewandte ChemieInternational Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201903256
http://dx.doi.org/10.1002/anie.201903256
11. Angew：乙醇脫氫酶與銠修飾的周期性介孔有機硅協同作用，提高催化活性
金屬絡合物催化劑和酶的聯合使用是一個有吸引力的概念，但通常會導致共同失活。近日，日本豐田中央研究所Shinji Inagaki團隊發現雙吡啶基周期性介孔有機硅(BPy-PMO)固定的銠(Rh)化合物在模型蛋白牛血清蛋白(BSA)存在下體現出高的轉移氫化催化活性，而均相下的Rh化合物因與BSA的直接相互作用而導致活性降低。
用較小的蛋白質或氨基酸代替BSA，BPy-PMO體現出明顯的尺寸篩分效應，避免Rh催化劑受直接相互作用。將Rh固定在BPy-PMO的催化劑與馬肝醇脫氫酶(HLADH)結合使用，成功地促進了NAD+經過轉移氫化反應得到具有高對映選擇性的NADH，再進一步對4-苯基-2-丁酮進行不對稱加氫這一順序反應。這說明Rh固定在BPy-PMO的催化劑與HLADH具有很好的兼容性。該工作使用BPy-PMO作為金屬化合物的載體，提高了金屬催化劑與酶的兼容性，為設計金屬化合物-酶催化劑提供了思路。
Tomoki Himiyama, Shinji Inagaki,* et al. Cooperative Catalysis of an Alcohol Dehydrogenase andRhodium-Modified Periodic Mesoporous Organosilica. Angewandte ChemieInternational Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201904116
https://doi.org/10.1002/anie.201904116
12. ACS Nano：結晶誘導熒光增強的四電子團簇
團簇是近年來的研究熱點。近日，印度馬德拉斯技術學院Thalappil Pradeep團隊報道了硫醇和雙膦配體共保護的[Ag22(dppe)4(2,5-DMBT)12Cl4]2+（2,5-DMBT=2,5-二甲基苯硫酚，dppe=1,2-雙(二苯基膦基)乙烷）團簇，該團簇由Ag10內核和Ag12(dppe)4(2,5-DMBT)12Cl4外殼組成。該團簇的Ag10內核由兩個Ag5扭曲的三角雙錐單元組成，這在Au和Ag納米團簇中是很少見的。ESI-MS表征發現該團簇是正二價，含有4個自由電子。更有趣的是，該團簇在溶液和無定型的狀態下熒光很弱，然而，結晶后它的熒光可以增強12倍。進一步研究發現，結晶狀態配體之間的C-H…π和π…π相互作用是熒光增強的主要原因。
Esma Khatun, Thalappil Pradeep*, et al.Confining an Ag10 Core in an Ag12 Shell: A Four-ElectronSuperatom with Enhanced Photoluminescence upon Crystallization. ACS Nano,2019.
DOI: 10.1021/acsnano.9b01189
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acsnano.9b01189
