1. Nature Commun.：離子液體輔助下等離子體光轉(zhuǎn)化CO2成C1-C3碳?xì)浠衔?/span>
光化學(xué)將CO2轉(zhuǎn)化為燃料有望成為一種以化學(xué)鍵形式儲(chǔ)存間歇太陽能的策略。然而，由于動(dòng)力學(xué)方面的挑戰(zhàn)，這種策略很少能生產(chǎn)出高能源價(jià)值的碳?xì)浠衔铩＝眨?strong style="margin: 0px; padding: 0px;">伊利諾伊大學(xué)香檳分校Prashant K. Jain團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種由CO2和H2O在綠光驅(qū)動(dòng)下合成C1-C3碳?xì)浠衔锏牟呗浴Ｔ谶@種方法中，Au納米粒子的等離子體激發(fā)在納米顆粒/溶液界面產(chǎn)生有利于CO2活化的富電荷環(huán)境，且離子液體穩(wěn)定在該界面形成帶電中間體，促進(jìn)多步還原和C-C耦合。在最優(yōu)條件下，甲烷、乙烯、乙炔、丙烷和丙烯的光合選擇性為C2+ 50%左右。
Sungju Yu and Prashant K. Jain*. Plasmonicphotosynthesis of C1–C3 hydrocarbonsfrom carbon dioxide assisted by an ionic liquid. Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-10084-5
https://www.nature.com/articles/s41467-019-10084-5
2. Angew：全無機(jī)膠體納米晶柔性偏光器
具有各向異性結(jié)構(gòu)的無機(jī)單晶通常具有較高的脆性和剛度，因此柔性聚合物被用于取代無機(jī)晶體，但其熱拉伸誘導(dǎo)定向過程較為繁瑣，且定向分子鏈在老化過程中容易還原為隨機(jī)取向。近日，清華大學(xué)王訓(xùn)等多團(tuán)隊(duì)合作，采用濕紡法制備了具有各向異性、透明、柔性和穩(wěn)定(ATFS)等特征的納米線(NW)薄膜材料，該材料顯示出巨大的光學(xué)應(yīng)用潛力。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該NW薄膜具有雙折射性，其雙折射率高于許多聚合物；它還顯示出對(duì)紫外光的偏振吸收和可見光的各向異性散射效應(yīng)。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，由NWs和量子點(diǎn)(QDs)組成的復(fù)合薄膜具有良好的熒光偏振特性。
Simin Zhang, Xun Wang,* et al. All-inorganic Colloidal Nanocrystal Flexible Polarizer. Angewandte ChemieInternational Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201902240
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201902240
3. Angew：非層狀鎂低溫剝離為二維晶體
層狀前體的物理剝離是制備2D晶體最普遍的技術(shù)之一，然而，這種方法自然地被認(rèn)為本質(zhì)上不適用于非層狀體。中科院上海硅酸鹽研究所施劍林課題組確定了金屬鎂在低溫（CT）下的平面解理分化，并且開發(fā)了非層狀鎂到2D晶體的低溫剝離策略。研究發(fā)現(xiàn)，Mg晶格響應(yīng)外部機(jī)械應(yīng)力的解理各向異性源于CT誘導(dǎo)的基底滑動(dòng)特異性的失活，其導(dǎo)致垂直于c軸的基底解理。剝離的新型2D Mg晶體表現(xiàn)出明顯的局部表面等離子體共振，對(duì)于捕獲和轉(zhuǎn)換太陽能的應(yīng)用具有很大的潛力。
Chen Zhang, Yingfeng Xu, Ping Lu, ChenyangWei, Chenxi Zhu, Heliang Yao, Fangfang Xu, Jianlin Shi. Cryogenic Exfoliationof Non‐layered Magnesium into Two-Dimensional Crystal.Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201903485
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201903485
4. Angew綜述：鋰離子電池高能正極材料的研究進(jìn)展
通過增加電池電壓和穩(wěn)定容量是開發(fā)下一代鋰可充電電池新型正極材料的最佳方式，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，了解材料的原理并認(rèn)識(shí)到最先進(jìn)的正極材料所面臨的問題是必不可少的先決條件。韓國東國大學(xué)Yong-Mook Kang和成均館大學(xué)Won-Sub Yoon團(tuán)隊(duì)討論了可用于制造下一代鋰離子電池的各種高能正極材料，包括高鎳和富鋰層狀氧化物材料、高壓尖晶石氧化物、聚陰離子氧化物、陽離子無序巖鹽氧化物和轉(zhuǎn)化機(jī)理材料，對(duì)這些材料一般反應(yīng)和降解機(jī)制以及相應(yīng)各自缺點(diǎn)的主要挑戰(zhàn)和策略。
Wontae Lee, Shoaib Muhammad, Chernov Sergey,Hayeon Lee, Jaesang Yoon, Y. M. Kang, Won-Sub Yoon. Advances in the CathodeMaterials for Making a Breakthrough in the Li Rechargeable Batteries.Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201902359
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201902359
5. JACS：MOF輔助紅細(xì)胞的低溫保存
開發(fā)模擬抗凍蛋白的混合納米材料可以調(diào)節(jié)和抑制冰晶的生長來幫助用于細(xì)胞或者組織的冷凍保存。新墨西哥大學(xué)朱偉團(tuán)隊(duì)和C. Jeffrey Brinker團(tuán)隊(duì)介紹了一種利用鋯（Zr）基MOF納米顆粒來在不需要任何有毒的有機(jī)溶劑的情況下對(duì)紅細(xì)胞(RBCs)進(jìn)行冷凍保存的策略。這種MOF具有水相穩(wěn)定性好、溶血活性低的優(yōu)點(diǎn)以，其表面具長周期排列有機(jī)配體可以為識(shí)別和匹配冰晶體晶面提供精確的氫供體間距。
實(shí)驗(yàn)采用五種不同孔徑、不同表面化學(xué)性質(zhì)、不同骨架拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的Zr基MOF材料對(duì)RBCs進(jìn)行了低溫保存。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，MOF不僅具有抑制冰晶再結(jié)晶的作用，而且可以作為加速冰晶融化的催化劑。低溫保存實(shí)驗(yàn)表明，MOF可以使得紅細(xì)胞的回收率達(dá)到40%左右，其效果也好于目前常用的羥乙基淀粉聚合物。
WeiZhu, Wei Zhu, et al. Metal-Organic Framework Nanoparticle-Assisted
Cryopreservationof Red Blood Cells. Journal of the American Chemical Society,2019.
DOI:10.1021/jacs.9b00992
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.9b00992
6. AM：光觸發(fā)原位凝膠化可以通過重復(fù)刺激實(shí)現(xiàn)光動(dòng)力-免疫治療
光動(dòng)力療法(PDT)具有激發(fā)全身抗腫瘤免疫反應(yīng)的潛力。但是乏氧的腫瘤微環(huán)境會(huì)限制PDT的療效，而且常規(guī)PDT后的免疫反應(yīng)通常不足以消除轉(zhuǎn)移性腫瘤。蘇州大學(xué)劉莊教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種光致原位凝膠體系，它是以光敏劑修飾的過氧化氫酶和聚乙二醇雙丙烯酸酯(PEGDA) 作為聚合物基體，并進(jìn)一步將免疫佐劑納米顆粒引入該系統(tǒng)中以在PDT后實(shí)現(xiàn)抗腫瘤免疫反應(yīng)。
實(shí)驗(yàn)將混合前驅(qū)體溶液局部注射到腫瘤中，在光照下可以使得PEGDA發(fā)生聚合來誘導(dǎo)原位凝膠化。這種混合水凝膠可以在腫瘤內(nèi)長期保留，使腫瘤的乏氧微環(huán)境得到緩解并進(jìn)行多次的PDT治療來刺激產(chǎn)生顯著的免疫反應(yīng)。隨后實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步將其與抗細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞抗原-4檢查點(diǎn)阻斷相結(jié)合，這樣不僅可以抑制遠(yuǎn)端腫瘤的生長，還可以有效地保護(hù)長期免疫記憶防止腫瘤復(fù)發(fā)。
Zhouqi Meng, Zhuang Liu, et al.Light-Triggered In Situ Gelation to Enable Robust Photodynamic-Immunotherapy byRepeated Stimulations. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201900927
https://doi.org/10.1002/adma.201900927
7. AM：通過熱膨脹跟蹤鉛鹵化鈣鈦礦中的結(jié)構(gòu)相變
鉛鹵化鈣鈦礦材料因其出色光電特性成為光電半導(dǎo)體領(lǐng)域的寵兒，它們有望在未來光伏器件中占據(jù)一席之地。眾所周知，這些材料會(huì)因溫度的變化經(jīng)歷許多結(jié)構(gòu)相變，從而改變了它們的光學(xué)和電子特性。然而，在每個(gè)階段中精確的相變溫度和精確的晶體結(jié)構(gòu)在文獻(xiàn)中是有爭(zhēng)議的。
近日，魯汶大學(xué)Keshavarz，M和J.Hofkens 使用高分辨率電容膨脹計(jì)測(cè)量低于室溫的APbX3單晶（A =甲基銨（MA），甲脒（FA）; X = I，Br）的線性熱膨脹，以確定相變溫度。對(duì)于δ-FAPbI3，研究人員發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)在173和54K以下的負(fù)熱膨脹的寬區(qū)域，以及之前未報(bào)道的FAPbBr3的級(jí)聯(lián)急劇轉(zhuǎn)變。通過粉末X射線衍射鑒定它們各自的晶相。此外，研究人員還證明了在MA化合物的結(jié)構(gòu)相變下，在穩(wěn)態(tài)照射下的傳輸顯著改變。該工作的研究結(jié)果為晶體結(jié)構(gòu)隨溫度的演變提供了先進(jìn)的見解。
Keshavarz.M. Hofkens, J. et al. Tracking Structural Phase Transitions in Lead-HalidePerovskites by Means of Thermal Expansion. Advanced Materials, 2019.
DOI:10.1002/adma.201900521
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201900521
8. AM：揭示鈣鈦礦結(jié)晶途徑
混合鈣鈦礦在提高太陽能電池效率方面取得了實(shí)質(zhì)性成功，但復(fù)雜的鈣鈦礦晶體形成途徑仍然是神秘的。近日，香港中文大學(xué)Xinhui Lu研究團(tuán)隊(duì)通過原位掠入射廣角X射線散射測(cè)量和三相形成揭示了旋涂過程中混合鈣鈦礦FA0.83MA0.17Pb(I0.83Br0.17)3的詳細(xì)結(jié)晶過程。
確定階段：I）前體溶液; II）六方δ-相（2H）; III）復(fù)合相包括六方多型（4H，6H），MAI-PbI2-DMSO中間相和鈣鈦礦α相。相關(guān)器件性能和非原位表征表明存在覆蓋階段II持續(xù)時(shí)間的“退火窗口”。旋涂膜應(yīng)在"退火窗內(nèi)"內(nèi)退火，以避免在鈣鈦礦結(jié)晶過程中形成六方多型，從而實(shí)現(xiàn)良好的器件性能。值得注意的是，可以通過在混合鈣鈦礦中摻入Cs 離子來控制結(jié)晶途徑。結(jié)合密度泛函理論計(jì)算，具有充分的Cs +的鈣鈦礦系統(tǒng)將通過在動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)上促進(jìn)α相的形成來繞過階段III中的第二相的形成，從而顯著延長退火窗口。該研究提供了制造混合鈣鈦礦器件的時(shí)間敏感性的基本原因以及調(diào)控鈣鈦礦結(jié)晶路徑以獲得更高性能的深刻指導(dǎo)。
Qin, M.Lu, X. et al. Manipulating the Mixed-Perovskite Crystallization PathwayUnveiled by In Situ GIWAXS. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201901284
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201901284.
9. AEM：CsPbBr3納米線融合成薄膜，提高鈣鈦礦太陽能電池性能
布朗大學(xué)Nitin P. Padture、Ou Chen、Yuanyuan Zhou等人報(bào)道了CsPbBr3鈣鈦礦納米線用于改善塊狀鈣鈦礦薄膜的表面電子態(tài)，在PSC的鈣鈦/HTL界面形成成分分級(jí)的異質(zhì)結(jié)。研究發(fā)現(xiàn)，納米線形態(tài)是實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦膜表面狀態(tài)的橫向均勻性的關(guān)鍵，進(jìn)而制備近理想的漸變異質(zhì)結(jié)。得到的PSC顯示出高達(dá)21.4％的效率，以及高工作穩(wěn)定性。
Zhang, Y., Yang, H., Chen, M., Padture, N. P.,Chen, O., Zhou, Y. Fusing Nanowires into Thin Films: Fabrication of Graded-HeterojunctionPerovskite Solar Cells with Enhanced Performance. Advanced Energy Materials,2019.
DOI: 10.1002/aenm.201900243
https://doi.org/10.1002/aenm.201900243
10. AFM：共軛聚合物提高鈣鈦礦太陽能電池性能
香港大學(xué)Aleksandra B. Djuri?i?和南方科技大學(xué)Xugang Guo、何祝兵團(tuán)隊(duì)研究了在鈣鈦礦薄膜沉積的反溶劑處理步驟中添加共軛聚合物劑, 聚（聯(lián)噻吩亞胺）（PBTI）的影響。發(fā)現(xiàn)PBTI結(jié)合在晶界內(nèi)，這使得鈣鈦礦膜結(jié)晶度的改善和缺陷減少。PBTI產(chǎn)生的成功缺陷鈍化降低了復(fù)合損耗，從而提高了效率。此外，光穩(wěn)定性也得到大大改善，這可歸因于減少的離子遷移。與對(duì)照組的18.89％相比，PBTI電池的最佳效率為20.67％，在光照下600小時(shí)后，保持仍超過70％的初始效率。
Chen, W., Wang, Y., Pang, G., Koh, C. W.,Djuri?i?, A. B., Wu, Y., Tu,B., Liu, F.‐z., Chen, R., Woo, H. Y., Guo, X., He, Z.Conjugated Polymer–Assisted Grain Boundary Passivationfor Efficient Inverted Planar Perovskite Solar Cells. Advanced Functional Materials,2019.
DOI: 10.1002/adfm.201808855
https://doi.org/10.1002/adfm.201808855
