1. Nature Catal.：單原子裁剪法制備高效多功能NiPt電催化劑
鉑基納米催化劑在各種電催化系統中發揮著重要作用，對可再生能源、清潔能源的轉化、儲存和利用具有重要意義。但是鉑的稀缺性和高成本嚴重限制了這些催化劑的實際應用。用其他過渡金屬修飾鉑催化劑提供了一個有效的途徑來調整它們的催化性能，但往往犧牲了電化學活性表面積(ECSA)。近日，加州大學洛杉磯分校段鑲鋒、黃昱、Philippe Sautet等多團隊合作，報道了一種單原子裁減策略制備NiPt電催化劑，在提高鉑納米催化劑活性的同時，表面活性位點的損失也最小。作者以PtNi合金納米線為起始，采用部分電化學去合金法，制備了單原子鎳修飾的Pt納米線，該納米線具有高的析氫反應、甲醇氧化和乙醇氧化反應的活性與ECSA。
Mufan Li, Kaining Duanmu, Chengzhang Wan,Philippe Sautet*, Yu Huang*, Xiangfeng Duan*, et al. Single-atom tailoring ofplatinum nanocatalysts for high-performance multifunctional electrocatalysis. Nature Catalysis, 2019.
DOI: 10.1038/s41929-019-0279-6
https://doi.org/10.1038/s41929-019-0279-6
2. Nature Chem.：開發出具有催化活性的[Mn]-氫化酶
在大自然的作用下，特定的金屬離子與酶結合，催化生命所必需的化學反應。其中，天然氫化酶是一種激活H2分子的酶，它只利用過渡金屬Ni和Fe，分別表現為[NiFe]-、[FeFe]-和[Fe]-氫化酶。然而，目前來看，其他過渡金屬可以在合成體系中激活或催化氫的生成。
有鑒于此，瑞士洛桑聯邦理工學院胡喜樂團隊聯合德國馬普陸地微生物研究所Seigo Shima團隊發展了一種源于[Fe]-氫化酶的仿生模型配合物，區別在于金屬中心替換為一個錳。這種錳配合物能夠異裂H2，并催化氫化反應。將該模型物與[Fe]-氫化酶的脫輔基酶結合，可得到[Mn]-氫化酶，其活性（采用活性位點占比進行歸一化后的值）高于類似的半合成[Fe]-氫化酶。作者認為，這些發現證明了一種非天然金屬氫化酶具有催化功能，并且基于錳活性位點的氫化酶是可行的。
圖1：[Fe]-氫化酶的活性位點及其相應錳基模型配合物的合成、結構和催化活性。
圖2：計算研究氫化機理。
圖3：半合成[Mn]-氫化酶的活性。
Hui-Jie Pan, Gangfeng Huang, Matthew D.Wodrich, Farzaneh Fadaei Tirani, Kenichi Ataka, Seigo Shima & Xile Hu. Acatalytically active [Mn]-hydrogenase incorporating a non-native metalcofactor. Nature Chemistry, 2019.
DOI: 10.1038/s41557-019-0266-1
https://www.nature.com/articles/s41557-019-0266-1#article-info
3. Joule：柔性最高效率！21.3%效率的全鈣鈦礦串聯太陽能電池
多結全鈣鈦礦太陽能電池通過將多結結構中低熱損耗的優勢與鈣鈦礦的有益特性相結合，即低加工成本，高產量制造和兼容性。然而，實現高效串聯有兩個主要挑戰：（1）設計復合層以有效地組合兩個鈣鈦礦子電池，同時還防止頂部電池處理期間底部電池損壞和（2）實現高開路電壓寬間隙子電池。
美國國家可再生能源實驗室Axel F.Palmstrom等人克服了這兩個挑戰。首先，展示了由具有親核羥基和胺官能團的超薄聚合物組成的成核層，用于通過原子層沉積（ALD）使共形的低導電性鋁氧化鋅層成核。該方法使得ALD生長的復合層能夠減少在現有鈣鈦礦活性層頂部的溶液加工中的分流以及溶劑降解。接下來，展示了一種基于不匹配尺寸（二甲基銨和Cs）的A位陽離子的帶隙調諧策略，以實現具有高穩定電壓的1.7 eV鈣鈦礦。通過結合這些策略，制造了雙端全鈣鈦礦串聯太陽能電池，在剛性基底上的效率為23.1％；在柔性基底上的串聯電池效率為21.3％，這是迄今為止報道的柔性薄膜太陽能電池的最高效率。
Palmstrom, A. F.; Eperon, G. E.; Leijtens, T.;Prasanna, R.; Habisreutinger, S. N.; Nemeth, W.; Gaulding, E. A.; Dunfield, S.P.; Reese, M.; Nanayakkara, S.; Moot, T.; Werner, J.; Liu, J.; To, B.;Christensen, S. T.; McGehee, M. D.; van Hest, M. F. A. M.; Luther, J. M.;Berry, J. J.; Moore, D. T. Enabling Flexible All-Perovskite Tandem Solar Cells.Joule, 2019.
DOI: 10.1016/j.joule.2019.05.009.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2542435119302521
4. Nature Commun.：鋰離子電池轉化型電極材料的相轉變
使用轉化型電極材料的電池具有更高的能量存儲密度，但是相比嵌入型電極材料來說其經歷著嚴重的容量衰減問題。通常人們認為容量衰減是由活性材料與集流體之間接觸不好或者固態電解質中間相界面破裂導致的。
在本文中，加拿大滑鐵盧大學陳忠偉、布魯克海文實驗室Dong Su 以及阿貢國家實驗室Hua Zhou等結合同步輻射X射線吸收光譜和原位透射顯微鏡等技術對鐵氧化物復合結構在后期循環過程中的相變過程進行了研究。他們研究了轉化型材料的容量衰減問題，發現其與初始鋰化完全不同。累積的內部鈍化相和表面層的過度循環對電子輸運形成了一個速率限制擴散屏障，這是導致容量退化和倍率性能下降的原因。這項工作直接將性能與循環電極材料的微觀相演變聯系起來，并為設計應用的轉換型電極材料提供了見解。
Jing Li, Zhongwei Chen, Hua Zhou, Dong Su etal. Phase evolution of conversion-type electrode for lithium ion batteries. Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-09931-2
https://www.nature.com/articles/s41467-019-09931-2
5. Angew：中性Al雙鍵實現CO2固定和催化還原
在地球CO2濃度不斷升高的今天，將CO2進行固定并還原為有價值的產品具有十分重要的意義。在本文中，德國慕尼黑工業大學Inoue教授等采用含有Al-Al雙鍵的有機鋁化合物實現了對CO2的固定和還原。在不存在或存在額外的二氧化碳的情況下，二氧化碳固定復合物也會進一步發生反應，從而分別形成第一個碳羰基和碳酸鹽雙鋁復合物。Al-Al雙鍵用于二氧化碳的催化還原是通過形成碳酸雙鋁絡合物而不是傳統的氫化鋁循環來實現甲酸循環的。該方法得到的CO2還原產物不僅是有工業附加值的C1產物，而且分離出的新型有機鋁配合物在分離許多工業相關催化過程中間體中具有重要意義。
Catherine Wettman, Shigeyoshi Inoue et al. CO2Fixation and Catalytic Reduction by a Neutral Aluminium Double bond. AngewandteChemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/ange.201905045
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.201905045?af=R
6. Angew：MOF基礦井甲烷納米捕集器
甲烷是一種主要的溫室氣體，直接從煤礦排放到大氣中的甲烷卻沒有引起足夠的重視。為了解決這一問題，南佛羅里達大學Shengqian Ma團隊報道了一種甲烷納米捕集器，該捕集器中的金屬有機框架(MOF)中具有相對相鄰的開放金屬位點和密集的烷基基團。該烷基MOF基甲烷納米捕集器在298K和1 bar時具有創紀錄的甲烷吸收率和CH4 /N2選擇性。作者進一步通過單晶X射線衍射實驗對烷基MOF中的甲烷分子進行了晶體學鑒定，并結合分子模擬研究揭示了MOF基納米捕集器中甲烷的吸附機理。IAST計算和突破性實驗表明，該烷基MOF基甲烷納米捕集器是CH4/N2分離的新基準，為煤礦甲烷的捕集回收、減少溫室氣體排放提供了新的前景。
Zheng Niu, Shengqian Ma*, et al. A Metal–Organic Framework Based Methane Nano-trap for the Capture of Coal-MineMethane. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201904507
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201904507
7. Angew：納米體共軛的納米管用于近紅外體內成像和傳感
單壁碳納米管(SWCNTs)等熒光納米材料具有很多光學物理的優點，但是目前很難將其定位于生命系統中的某個特定位置。相比之下，綠色熒光蛋白(GFP)則已經在許多細胞和生物體中被基因融合到蛋白質中。因此，GFP不僅可以作為一個熒光團，而且可以被看作是一種通用的靶點。喬治-奧古斯都-哥廷根大學Sebastian Kruss團隊設計了將連接GFP的納米體與DNA包裹的SWCNTs相結合的策略。該方法具有GFP結合納米體的靶向性和SWCNTs的近紅外熒光(850-1700 nm)。這些偶聯物能夠用于在黑腹果蠅胚胎發育過程中對單個的激酶-5-GFP運動蛋白進行示蹤。并且它們也對神經遞質多巴胺十分敏感，也可用于對多巴胺的靶向檢測。
Florian Alexander Mann, Florian Alexander Mann,et al. Nanobody Conjugated Nanotubes for Targeted Near-Infrared in vivo Imagingand Sensing. Angewandte Chemie International Edition, 2019
DOI: 10.1002/anie.201904167
http://dx.doi.org/10.1002/anie.201904167
8. AFM：組織衍生的細胞外基質用于不同的治療應用
組織源性、脫細胞的細胞外基質(dECM)由于其與自然細胞外基質(ECM)復雜的組成、結構十分吻合，逐漸成為組織工程支架的金標準。而通過各種處理技術則可以進一步操縱這些脫細胞組織來控制其特征并賦予其大量有價值的新功能，從而擴大它們研究范圍和提高轉化應用前景中。以色列理工學院Marcelle Machluf團隊對最先進的dECM平臺及其潛在的應用進行了綜述；介紹了ECM的特點并簡要討論了選擇dECM來源時主要考慮的因素；介紹了水凝膠法、生物沖洗法、靜電紡絲法、多孔支架法、微載體法和微膠囊法等處理dECM的重要工藝方法及其優缺點，重點介紹了平臺在組織工程中的應用；最后對基于dECM的平臺的未來發展進行了展望。
Stasia Krishtul, Marcelle Machluf, et al.Processed Tissue–Derived ExtracellularMatrices: Tailored Platforms Empowering Diverse TherapeuticApplications. Advanced Functional Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adfm.201900386
https://doi.org/10.1002/adfm.201900386
