1. Joule：21.5%效率！量子點助力MAPbI3鈣鈦礦太陽能電池
鈣鈦礦薄膜的缺陷鈍化和表面改性對于實現高功率轉換效率（PCE）和穩定的鈣鈦礦光伏電池至關重要。Osman M.Bakr團隊展示了一種簡單的策略，結合了高PCE和MAPbI3太陽能電池的高穩定性。該策略利用無機鈣鈦礦量子點（QD）在MAPbI3薄膜上均勻分布元素摻雜劑，并將配體連接到薄膜表面。與原始MAPbI3薄膜相比，用QD處理的MAPbI3薄膜顯示尾部狀態減小，陷阱態密度更小，并且載流子復合壽命增加。這種策略可以降低電壓損失，并將PCE從18.3％提高到21.5％，這是MAPbI3器件的最高效率之一。借助于QD引入的配體使得鈣鈦礦膜表面具有疏水性，抑制水分滲透。該裝置在標準光照射下保持其初始PCE的80％，持續500小時，并顯示出改善的熱穩定性。
Zheng, X., Troughton, J. et al. Quantum DotsSupply Bulk- and Surface-Passivation Agents for Efficient and Stable PerovskiteSolar Cells. Joule, 2019.
DOI: 10.1016/j.joule.2019.05.005
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S254243511930217X
2. Nature Commun.：利用白蛋白調控近紅外II區熒光團的熒光與光熱轉換性能
近紅外II區熒光團近年來在生物醫學領域得到了廣泛的關注。然而，這些熒光團的熒光(輻射衰變)和光熱效應(非輻射衰變)之間平衡的機制仍然是一個未解難題。復旦大學陸偉教授團隊和上海交通大學肖澤宇教授團隊合作證明了親脂性NIR-II熒光團BPBBT具有扭曲的分子內電荷轉移(TICT)和聚集誘導發射(AIE)特性。人血清白蛋白(HSA)可以與BPBBT結合，改變熒光團的平面性并限制其分子內旋轉。這種結合會改變BPBBT的AIE和TICT狀態之間的平衡，并對其熒光和光熱效率進行調節。在術中NIR-II熒光成像的指導下，結合了HSA的BPBBT納米粒子可以顯示出小鼠原位結腸腫瘤及轉移灶，尺寸小至0.5 mm~0.3 mm，并可以幫助對激光照射時間、劑量和面積進行優化。
Shuai Gao, Zeyu Xiao, Wei Lu, et al. Albumintailoring fluorescence and photothermal conversion effect of near-infrared-IIfluorophore with aggregation-induced emission characteristics. Nature Communications, 2019
DOI: 10.1038/s41467-019-10056-9
https://doi.org/10.1038/s41467-019-10056-9
3. JACS：光控制產生單線態氧用于癌癥治療
無創控制單線態氧(1O2)的可逆生成對于光動力治療具有重要的實際意義。華東師范大學田陽教授團隊和陳麗君、楊海波教授團隊合作，以光敏劑和光致變色材料為功能模塊開發了一種新型的雙級金屬環(M)，它可以通過有效的分子內能量轉移實現對1O2生成的無創控制。由于功能模塊在金屬環支架內的近端位置，光致變色組分(C-M)在環閉合狀態下的1O2生成會被光誘導的能量轉移猝滅，而環開狀態(O-M)下的1O2生成則會在光照下被激活。而負載該金屬環的納米顆粒具有較高的穩定性和水溶性，可以通過內吞作用將金屬環遞送給癌細胞。在光照下，開環型納米顆粒(O-NPs)對癌細胞的細胞毒性明顯高于閉環型納米顆粒(C-NPs)。體內實驗也表明，該納米粒子可在光照下非常有效地消除腫瘤，并具有光控調節體內單態氧生成的能力。
Yi Qin, Li-Jun Chen, Yang Tian, Hai-Bo Yang,et al. Light-Controlled Generation of Singlet Oxygen within a DiscreteDual-Stage Metallacycle for Cancer Therapy. Journal of the American Chemical Society, 2019.
DOI: 10.1021/jacs.9b02726
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.9b02726
4. JACS：無HF的簡便快速合成2D MXenes的通用策略
2D MXenes適用于各種與能源相關的應用，如儲能裝置和水分解的電催化。目前大量報道的MXenes是由HF酸刻蝕制備的，但HF酸的毒性阻礙了MXenes的大規模制造及其應用。因此，探索無害合成MXenes的方法是非常令人鼓舞的。香港理工大學郝建華課題組開發了基于熱輔助電化學蝕刻途徑的通用策略以合成MXenes（如Ti2CTx，Cr2CTx和V2CTx）。此外，鈷離子摻雜的MXenes顯示出異常增強的HER和OER活性，它們的多功能性與商業化催化劑相當。研究者成功開發了MXenes作為新型水性可充電電池正極，具有良好的容量保持率和出色的電輸出性能。
Sin-Yi Pang, Yuen-Ting Wong, Shuoguo Yuan, YanLiu, Ming-Kiu Tsang, Zhibin Yang, Haitao Huang, Wing-Tak Wong, Jianhua Hao. Auniversal strategy for HF-free facile and rapid synthesis of 2D MXenes as multifunctional energy material. Journal of the American Chemical Society,2019.
DOI: 10.1021/jacs.9b02578
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.9b02578
5. JACS：調節內部亥姆霍茲平面穩定鋰金屬負極的SEI
鋰金屬電池的穩定性很大程度上取決于固體電解質界面（SEI）的特征。在Li金屬負極和電解質之間的界面處形成SEI之前形成雙電層，通過雙電層結構對Li表面SEI結構和穩定性的調節的基本理解對于電池安全性是非常必要的。
清華大學張強和北理工黃佳琦團隊通過理論和實驗分析，證明SEI的界面化學與納米級初始Li的表面吸附雙電層相關。在大量電解質中Li+的恒溶劑化鞘結構的前提下，在電解液中采用微量LiNO3和CuF2在Li金屬表面構建穩固的雙電層結構。通過內部亥姆霍茲平面中雙（氟磺酰基）亞胺離子（FSI-）、F-和NO3-的初始競爭吸附實現了截然不同的結果。Cu-NO3-絡合物優先被吸附并還原形成SEI。改進的Li金屬電極可以在500次循環中實現99.5％的平均庫侖效率，實現了實際可充電電池的長壽命和高容量保持率。所提出的機理彌合了Li+溶劑化與工作電池中電極界面形成的吸附之間的差距。
Chong Yan, Hao-Ran Li, Xiang Chen, Xue-QiangZhang, Xin-Bing Cheng, Rui Xu, Jia-Qi Huang, Qiang Zhang. Regulating InnerHelmholtz Plane for Stable Solid Electrolyte Inter-phase on Lithium Metal Anodes. Journal of the American Chemical Society, 2019.
DOI: 10.1021/jacs.9b05029
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.9b05029
6. JACS：微孔3D COFs用于液相色譜分離二甲苯異構體和乙苯
微孔共價有機骨架(COFs)具有良好的小分子分離潛力，但在設計和合成方面存在一定的挑戰。近日，上海交通大學崔勇等團隊合作，報道了一種框架互穿策略合成微孔COFs，并用于分離C8烷基芳香族異構體。
在金屬離子存在或不存在的情況下，乙二胺與四面體四水楊醛-硅烷或甲烷衍生物發生席夫堿縮合反應，制備了兩對微孔三維(3D) 席夫-和Zn(席夫)基COFs。四種三維COFs具有相同結構，具有7重互穿菱形開孔框架，管狀通道寬度小于8.0 ?。它們具有永久的孔隙度、高的熱穩定性和良好的耐化學性。實驗發現，兩個未配位的席夫基團功能化的COFs可以作為高效液相色譜的固定相，為二甲苯異構體和乙苯的高分辨率分離提供了條件，而帶有Zn(席夫)基的COFs不能實現高分辨率的分離。席夫基COFs與鄰-二甲苯的親和力很高，可以在7分鐘內快速選擇性地分離鄰-異構體和其他異構體。
Jinjing Huang, Xing Han, Yong Cui*, et al. Microporous 3D Covalent Organic Frameworks for Liquid Chromatographic Separation of Xylene Isomers and Ethylbenzene. Journal of the American Chemical Society, 2019.
DOI: 10.1021/jacs.9b03075
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.9b03075
7. AM綜述：MOFs材料用于分離和純化輕質烴
輕烴(LHs)混合物的分離純化是石化工業中最重要但又最耗能的工藝之一。選擇性固體吸附劑吸附分離技術作為一種替代傳統的精餾、吸附、萃取等能源密集型分離方法的新技術，不僅有可能降低能源成本，而且具有更高的效率。因此，開發在溫和條件下有效選擇性吸附LHs分子的固體材料是極其重要和緊迫的。金屬有機框架(MOFs)作為一種新興的多孔有機-無機雜化材料，其獨特的性能有望解決這一難題。
近日，南開大學卜顯和、胡同亮團隊綜述了近年來利用MOFs作為分離純化LHs的分離劑的研究進展，包括CH4的純化、烷基烯/烷烴/烯烴，C5-C6-C7正構烷烴/異構烷烴，C8烷基烴的分離。重點介紹了新合成MOF材料的結構、組成特征及其分離性能和機理之間的關系。最后討論了該領域所面臨的挑戰和可能的研究方向。
Wen-Gang Cui, Tong-Liang Hu,* and Xian-He Bu*. Metal–Organic Framework Materialsfor the Separation and Purification of Light Hydrocarbons. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201806445
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201806445
8. AM：金屬鹵化物鈣鈦礦中激子和光生電荷載體的性質
近年來，金屬鹵化物鈣鈦礦（MHP）因其具有優異的光電性能以及在光電應用（如太陽能電池、發光二極管，激光和光電探測器）領域的巨大潛力引起了科學界的極大關注。盡管器件應用取得了快速進展，但對于MHP來說，非常需要對器件性能背后的光物理特性有充分的了解。
近日，湖南大學潘安練、王笑研究團隊探討了MHP中激子和光生電荷載體的性質。研究人員首先討論了MHP獨特的介電常數特性，晶體-液體二元性和基本光學過程。然后詳細描述MHP中激子和相關現象的性質，包括激子結合能及其影響因子，激子動力學，激子-光子耦合和相關應用，以及MHP中的激子-聲子耦合。描述了MHP中光生自由電荷載體的性質，例如載流子擴散長度，遷移率和重組。還闡述了各種應用的最新進展。最后，研究人員還展望了MHP的未來研究。
Jiang, Y. Wang, X. Pan, A. et al. Properties of Excitons and Photogenerated Charge Carriers in Metal Halide Perovskites. Advanced Materials, 2019.
DOI:10.1002/adma.201806671
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201806671
9. AM：用于染料敏化和鈣鈦礦太陽能電池的低成本對電極材料
將太陽能直接轉換為電能的太陽能電池是最方便和最重要的光電轉換裝置之一。盡管硅基太陽能電池和薄膜太陽能電池已經商業化，但開發低成本和高效率的太陽能電池以滿足未來需求仍然是一個長期挑戰。一些新興的太陽能電池類型，如染料敏化和鈣鈦礦，正在接近可接受的性能水平，但其成本仍然太高。為了獲得更高的性價比，有必要找到新的低成本材料來取代這些新興太陽能電池中的傳統貴金屬電極（Pt，Au和Ag）。
近年來，對于染料敏化和鈣鈦礦太陽能電池，可用的對電極材料的數量及其進一步改進的范圍已經擴展。通常，探索用于新興太陽能電池的反向材料的固有特征和結構圖案，特別是從電化學角度及其對成本和效率的影響。南開大學李國然、高學平研究團隊希望這種概括性分析有助于明確在新興太陽能電池中開發具有成本效益的對電極材料所取得的成就和仍然存在的問題。
Li, G.-R. Guo, X.-P. Low‐Cost Counter‐Electrode Materials for Dye‐Sensitized and Perovskite Solar Cells. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201806478
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201806478
10. AM：多孔納米片調控分子空間分布和化學吸附促進乙醇電氧化
熱力學上有利的乙醇重整反應與混合電解水相結合將使室溫生產高價值的有機產品和析氫成為可能。然而，由于乙醇多種基團和化學鍵的存在，導致其催化效率低、選擇性差，這就使得乙醇的電化學重整還沒有得到足夠的重視。除了受催化劑電子結構影響的熱力學性質外，電解質中的分子/離子動力學也對催化劑的效率起著重要的作用。乙醇分子體積較大，黏度較高，需要較大的通道才能通過催化劑進行分子/離子運輸。
近日，華中科技大學翟天佑、劉友文與中科大吳恒安團隊合作，提出了多孔氫氧化CoNi納米片作為模型催化劑，協同調節分子動力學和電子結構。分子動力學模擬直接揭示了該納米薄片可以作為一個“水壩”來富集乙醇分子，并通過納米孔促進滲透。此外，雜原子的電荷轉移行為改變了局部電荷密度，促進了分子的化學吸附。鑒于此，該多孔納米片在乙醇轉化為乙酸反應中體現出較小的電位(1.39 V)和較高的法拉第效率。
Wenbin Wang, Youwen Liu,* Heng-An Wu,* TianyouZhai*, et al. Modulation of Molecular SpatialDistribution and Chemisorption with Perforated Nanosheets for Ethanol Electro-oxidation. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201900528
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201900528
11. AM：基于四聚乙二醇的水凝膠密封劑用于體內止血
目前可以用于體內止血的醫用密封試劑還遠遠不能令人滿意。一個主要的問題在于缺乏可以快速控制出血，具有高安全性和方便的材料。中科院化學所楊飛團隊、吳德成團隊和解放軍總醫院唐佩福團隊合作研制了一種性能優良的氨解型四聚乙二醇水凝膠密封劑，它具有凝膠化速度快、組織附著力強、機械強度高等優點。實驗將環化琥珀酰酯基引入水凝膠基質中，使得該密封劑具有可快速降解和可控制溶解的性能。該水凝膠在抗凝條件下仍具有優異的止血性能，同時具有良好的生物相容性，從而證明該水凝膠是一種簡便、有效、安全的體內止血試劑。
Yazhong Bu, Fei Yang, Peifu Tang, Decheng Wu,et al. Tetra-PEG Based Hydrogel Sealants for In Vivo Visceral Hemostasis.Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201901580
https://doi.org/10.1002/adma.201901580
12. AM：設計可經皮膚給藥的離子液體的基本原則
離子液體(ILs)和深共晶溶劑在藥物遞送領域有著廣闊的應用前景，例如以膽堿為基礎的ILs，例如膽堿和天竺葵酸組成的CAGE已被用于經皮給藥。然而，關于設計經皮給藥的ILs的基本原則目前仍不清楚。
哈佛大學Samir Mitragotri團隊利用兩種親水性不同的模型藥物阿卡波糖和魯索利替尼以及16種ILs，系統研究了ILs的化學性質對其皮膚滲透的影響。實驗首先評估了化學計量學對藥物皮膚滲透性的影響，證明了膽堿與天竺葵酸的摩爾比為1:2時，藥物的穿透率最高。隨后研究利用與天竺葵酸結構相似的陰離子和與膽堿結構相似的陽離子，按1:2的比例制備了CAGE的變體。力學研究表明，離子間相互作用與ILs的皮膚滲透作用呈負相關。因此，這一研究也為優化ILs以提高其皮膚滲透性提供了一個通用的原則。
Eden E. L. Tanner, Samir Mitragotri, et al.Design Principles of Ionic Liquids for Transdermal Drug Delivery. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201901103
https://doi.org/10.1002/adma.201901103
