1. Nature Chem.：低碰撞能下，受激原子與帶電分子之間的反應阻塞效應
最近的進展實現了在前所未有的低溫下研究原子-離子化學，允許精確觀測化學反應和新穎的化學動力學。到目前為止，這些研究主要涉及原子與原子離子或非極性分子離子之間的反應，且這些粒子通常處于電子基態。有鑒于此，加州大學洛杉磯分校Prateek Puri團隊研究了低溫下原子-離子混合阱中激發態原子-極性分子離子之間的化學反應(Ca* + BaCl+)，實現了對已有研究的擴展。
實驗測量了反應速率和產物分支比，并將其作為原子量子態和碰撞能的函數，與模型計算結果進行了比較。在最低碰撞能下，化學動力學與捕獲理論的預測結果有很大的不同：前者主要是由原子量子態的輻射壽命決定的，而不是潛在的激發態相互作用勢。這種反應阻塞效應極大地抑制了短壽命激發態的反應活性，為直接探測反應范圍提供了一種手段，也自然地抑制了混合阱實驗中不需要的化學反應。
圖：激發態中性分子-離子系統中的反應阻塞現象。
Prateek Puri, Michael Mills, Ionel Simbotin,John A. Montgomery Jr, Robin C?té, Christian Schneider,Arthur G. Suits & Eric R. Hudson. Reaction blockading in a reaction betweenan excited atom and a charged molecule at low collision energy. NatureChemistry, 2019.
DOI: 10.1038/s41557-019-0264-3
https://www.nature.com/articles/s41557-019-0264-3
2. Nature Mater.：BiFeO3薄膜室溫多鐵性的確定性光學控制
通過光學方法控制多個鐵的性能（鐵電性，鐵磁性和鐵彈性）是一個重大的挑戰，因為有序參數耦合強度和入射光子之間的能量尺度存在很大的不匹配。臺灣國立成功大學Yi-Chun Chen和Jan-Chi Yang等人展示了一種在環境溫度下通過激光照射在外延混合相BiFeO3薄膜中操縱多個鐵的性能的方法。相場模擬表明，光驅動的撓曲電效應允許有序區域的形成。還實現了精確的激光寫入和不同域模式的擦除，這證明了室溫下多鐵性的確定性光學控制。由于鐵的性能直接影響復雜材料的磁化率和導電性，該研究不僅揭示了多種功能的光學控制，而且還提出了光電子學及相關應用的可能發展。
Liou,Y.-D.; Chiu, Y.-Y.; Hart, R. T.; Kuo, C.-Y.; Huang, Y.-L.; Wu, Y.-C.; Chopdekar,R. V.; Liu, H.-J.; Tanaka, A.; Chen, C.-T.; Chang, C.-F.; Tjeng, L. H.; Cao,Y.; Nagarajan, V.; Chu, Y.-H.; Chen, Y.-C.; Yang, J.-C. Deterministic opticalcontrol of room temperature multiferroicity in BiFeO3 thinfilms. Nature Materials, 2019.
DOI:10.1038/s41563-019-0348-x
https://www.nature.com/articles/s41563-019-0348-x
3. Nature Commun.：共軛聚合物二極管中的高遷移率，無陷阱電荷傳輸
傳統上認為共軛聚合物半導體中的電荷傳輸受限于通過顯著的能量紊亂的低遷移率方案。最近，通過開發低無序共軛聚合物在推進場效應晶體管中的載流子遷移方面取得了進展。然而，在二極管中，這些聚合物迄今未顯示出明顯改善的遷移率。在二極管中，較低的載流子濃度可用于填充狀態密度中的殘余尾狀態。卡文迪許實驗室Mark Nikolka 和Henning Sirringhaus團隊研究表明，低失調聚合物中的大量電荷傳輸受到水誘導陷阱狀態的限制，并且通過將小分子添加劑摻入聚合物薄膜中可以顯著降低它們的濃度。在摻入添加劑后，實現了類似于分子單晶的空間電荷限制電流特性，例如紅熒烯具有高達0.2 cm2/Vs的高無陷阱SCLC遷移率。
Nikolka,M.; Broch, K.; Armitage, J.; Hanifi, D.; Nowack, P. J.; Venkateshvaran, D.;Sadhanala, A.; Saska, J.; Mascal, M.; Jung, S.-H.; Lee, J. K.; McCulloch, I.;Salleo, A.; Sirringhaus, H. High-mobility, trap-free charge transport inconjugated polymer diodes. Nature Communications, 2019.
DOI:10.1038/s41467-019-10188-y
https://doi.org/10.1038/s41467-019-10188-y
4. JACS：高濃非水電解質溶液微觀異質性的觀察
開發能夠描述非水電解質溶液結構和動力學的模型是一項十分具有挑戰性的工作，并且這需要實驗觀察作為基礎。在本文中，美國阿貢國家實驗室的Jeffrey S. Moore和Y Z團隊利用中子散射手段對非水有機電解液體系的分子動力學特征進行了表征。他們比較了兩種電解質溶液：一種含有容易結晶的對稱電解質分子，另一種含有傾向于無序狀態的不對稱電解質分子。對于后者來說，量熱和中子數據表明其中無序流體在高濃度下可以承受非常低的溫度，加熱后會發生局部冷結晶進而導致液相中微晶固體發生爆裂成核。該項研究結果發現了高濃流體中存在的分子團簇并指出了溶劑化異質性和分子擁擠性。
Lily A. Robertson, Jeffrey S. Moore et al. Observation of Microheterogeneity in Highly Concentrated Nonaqueous Electrolyte Solutions. Journal of the American Chemical Society, 2019.
DOI: 10.1021/jacs.9b02323
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.9b02323
5. JACS：自組裝響應型雙層囊泡用于增強的癌癥成像和治療
福州大學楊黃浩團隊和美國國立衛生研究院陳小元團隊合作，將氧化鐵-金納米粒子(Fe3O4-Au JNPs)組裝成磁性-等離子體雙層囊泡用于活性氧(ROS)增強的腫瘤化療。計算結果和實驗數據證明了該雙層囊泡具有增強的光學性能。由于粒子間磁偶極子相互作用和等離激元耦合作用，該囊泡的T2馳豫率和光聲性能比單個JNPs都更強。在酸性腫瘤微環境中，對pH響應的囊泡可分解為單個JNPs，進而在細胞內進行PLHP和亞鐵離子的生化反應，產生活性氧來增加細胞內氧化應激。通過結合ROS的細胞毒性和DOX誘導的化療，該材料治療腫瘤的效果十分顯著。而利用放射性同位素64Cu對囊泡進行標記后則可利用PET成像證明其在腫瘤內的高效聚集和體內清除效率。
JibinSong, Zhan-Wei Li, Huanghao Yang, Xiaoyuan Chen, et al. Self-Assembled Responsive Bilayered Vesicles with Adjustable Oxidative Stress for EnhancedCancer Imaging and Therapy. Journal of the American Chemical Society. 2019
DOI:10.1021/jacs.8b13902
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.8b13902
6. AM：共軛聚合物納米顆粒用于對腦和腫瘤血管的高分辨率三維近紅外II區光聲成像
外源性造影劑輔助的近紅外II區高分辨光聲顯微鏡成像(ORPAMI)具有深度穿透、高信噪比(SBR)和高成像分辨率等優點，有望可以用于對廣域三維生物結構進行研究。新加坡國立大學劉斌教授團隊報道了利用近紅外II區共軛聚合物納米顆粒(CP NP)進行ORPAMI可以用于對大腦和腫瘤血管的定位。
CP NPs1161 nm波長具有48.1 L g-1的消光系數，其PA敏感性高達2μg mL-1。實驗證明，利用CP對小鼠耳朵的三維ORPAMI可以清晰地顯示出規則的血管結構，在最大成像深度為539 μm時SBR為29.3 dB，分辨率為19.2 μm。通過三維血管成像，可以清晰地勾畫出致密血管構成的耳腫瘤的邊緣。此外，該方法可以穿過完整的顱骨，實現清晰的三維全皮質腦血管結構成像，具有成像面積大(48 mm-2)、分辨率高(25.4 μm)和SBR高(22.3 dB)的優勢。這一研究結果顯著優于最近報道的三維近紅外II區熒光共聚焦血管成像，也為近紅外II區ORPAMI的生物醫學應用開辟了新的途徑。
Bing Guo, Chengbo Liu, Bin Liu, et al.High-Resolution 3D NIR-II Photoacoustic Imaging of Cerebral and TumorVasculatures Using Conjugated Polymer Nanoparticles as Contrast Agent. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201808355
https://doi.org/10.1002/adma.201808355
7. AM：用于生物醫學領域的MOF機器人
可動型MOF材料是一種可用于環境修復、靶向藥物遞送和納米級外科手術的小型機器人平臺。蘇黎世聯邦理工學院Josep Puigmartí-Luis團隊成功地制備了一種具有良好生物相容性和對pH響應特性的ZIF-8磁性螺旋結構。結果表明，在弱的旋轉磁場控制下，這種高度集成的多功能材料可以沿著預先設計好的軌跡游動。結果證明，該系統可以在細胞培養基中實現單細胞靶向，并在復雜的微流體通道網絡中實現對載荷的控制性遞送。
Xiaopu Wang, Josep Puigmartí-Luis, et al. MOFBOTS: Metal–Organic-Framework-Based Biomedical Microrobots. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201901592
https://doi.org/10.1002/adma.201901592
8. AM綜述：金屬-絡合物/半導體混合光催化劑和光電極用于可見光驅動CO2還原
利用非均相光催化劑將CO2還原為碳原料是解決氣候變化和化石燃料消耗的有效方法。開發可見光（可見光占太陽光譜的大部分）具有響應的光催化系統至關重要。金屬配合物具有良好的電催化(和/或光催化)CO2還原活性，且半導體材料又能夠有效地將水氧化為O2分子，因此由金屬配合物和半導體組成的復合系統用于光催化CO2還原是很有前景的。有鑒于此，東京工業大學Kazuhiko Maeda對催化CO2還原聯合H2O氧化的復合光催化劑和光電極的研究進展進行了總結并作出了展望。
Kazuhiko Maeda*. Metal-Complex/Semiconductor Hybrid Photocatalysts andPhotoelectrodes for CO2 Reduction Driven by Visible Light. AdvancedMaterials, 2019.
DOI:10.1002/adma.201808205
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201808205
9. AM進展報告：金屬-硫電池的現狀與未來
鋰硫電池憑借其高能量密度和低成本材料等優勢而引起了學術界和工業界的廣泛關注。鋰硫電池的高能量密度來自于其中電極材料發生的轉化反應。原料來源廣泛且環境友好的硫電極使得鋰硫電池成為了最具前景的儲能器件。研究現狀表明，鋰硫電池現在正處于從實驗室規模的設備向更實用的儲能應用過渡的階段。基于類似的電化學轉化反應，低成本硫正極可與多種金屬負極（如鈉、鉀、鎂、鈣和鋁）相耦合，這些新的“金屬-硫”體系在降低生產成本或產生高能量密度方面具有巨大的潛力。
德州大學奧斯汀分校Arumugam Manthiram團隊以鋰硫電池的快速發展和金屬-硫電池的前景為出發點對450多篇研究論文進行了概括總結，通過分析其研究進展對電池的電化學特性、電池組裝參數、電池測試條件和材料設計等進行了系統深入的探討。除了突出當前的研究進展外，文章還討論了將轉換型鋰硫電池和其他金屬硫電池推向市場所需的未來研究領域。
Sheng‐Heng Chung , Arumugam Manthiram et al. Current Status and FutureProspects of Metal–Sulfur Batteries. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201901125
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201901125
10. AM：錳基富鈉材料增強鈉離子電池高性能層狀正極中的陰離子氧化還原
為了提高鈉離子電池的能量密度與功率密度，諸多的研究人員將重點放在對陰離子氧化還原過程進行活化上。與富鋰正極材料相比，富鈉正極材料受到的關注很少，這其中很關鍵的原因就在于對陰離子物種的高效利用。
在本文中，南京大學周豪慎、郭少華和Xiaoyu Zhang團隊對O3型Mn基富鈉正極材料Na1.2Mn0.4Ir0.4O2在氧化還原過程中的陰離子貢獻與陽離子貢獻進行了系統研究。其中單陽離子氧化還原過程依賴于Mn4+/Mn3+電對，而Ir原子通過共價鍵與O相連并有效抑制了O2的釋放。他們采用原位拉曼、XPS、SXAS等表征手段證實了充放電過程中O22-物種形成的可逆性進而表明該材料存在高度的陰離子氧化還原過程。原位XRD表征揭示了材料初始和循環之后的不對稱循環演變，這也進一步說明了電荷補償機制對電化學性能的影響。
Xiaoyu Zhang, Shaohua Guo,Haoshen Zhou et al. Manganese‐Based Na‐Rich Materials Boost AnionicRedox in High-Performance Layered Cathodes for Sodium‐Ion Batteries. AdvancedMaterials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201807770
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201807770
11. ACS Nano：納米螺旋結構的無定形SnOx用于Na離子電池
由于氧化錫（SnOx）低成本和低電位而被認為是有希望的SIB負極材料，理論上SnO2可以提供高達1378 mAh g-1的高容量，涉及轉化和合金化反應，因此提高氧化錫和Na離子之間電化學反應的可逆性非常重要。低結晶度的錫氧化物，有利于Na離子的插入，使Sn和O鍵的斷裂和重排更容易引發，但通過傳統的方法合成非晶錫氧化物比較困難。此外，脫嵌過程中的體積膨脹也很嚴重。
韓國浦項科技大學（POSTECH）Jinwoo Lee和Jong Kyu Kim團隊通過傾斜角沉積（OAD）、無溶液且無表面活性劑的方法，在Cu箔上制備了一系列非晶氧化錫（a-SnOx）納米螺旋（NH）并將其作為Na離子電池的負極材料。非晶SnOx具有低氧化值和高縱橫比的NH幾何結構，具有大的表面積和高孔隙率，有助于Na離子動力學和適應體積變化。即使不使用碳添加劑和聚合物粘合劑，也比對應的結晶二氧化錫（c-SnO2）和一氧化錫（c-SnO）納米顆粒的電化學儲鈉性能更優異。
Il Yong Choi, Changshin Jo, Won-Gwang Lim,Jong-Chan Han, Byeong-Gyu Chae, Chan Gyung Park, Jinwoo Lee, Jong Kyu Kim.Amorphous Tin Oxide Nanohelix Structures Based Electrode for Highly ReversibleNa-Ion Batteries. ACS Nano, 2019.
DOI: 10.1021/acsnano.8b09773
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acsnano.8b09773
12. Nano Lett.：靶向深部胰腺癌微環境的共遞送納米系統
胰腺導管腺癌(PDAC)因其獨特的微環境而被認為是最具侵襲性的惡性腫瘤之一，其主要病理組織學特征是間質促纖維增生，它約占腫瘤體積的80%。間質促纖維增生對于藥物擴散和T細胞滲透有著負面影響，且會形成免疫抑制的微環境。然而，這種獨特的微環境也可以通過抑制鄰近效應來限制胰腺癌的物理擴散。
復旦大學蔣晨教授團隊采用靶向腫瘤中心基質和微環境響應的策略制備了共負載紫杉醇和磷酸化吉西他濱的納米顆粒。該納米顆粒會破壞中心基質從而提高了化療藥物的抗腫瘤效果。另外,該納米顆粒可以通過增加細胞毒性T細胞的數量和抑制調節性T細胞的百分比來調節免疫抑制的腫瘤微環境。而相對完整的細胞外基質也能有效抑制鄰近作用以防止腫瘤轉移。這一研究將基質靶向與刺激響應型聚合物納米材料遞送策略相結合，為開發有效的腫瘤靶向藥物傳遞系統提供了新的方法。
Xinli Chen, Chen Jiang, et al. A codeliverynanosystem targeting the deep microenvironment of pancreatic cancer. Nano Letters, 2019.
DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b00374
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.nanolett.9b00374
