1. Chem. Sci.:構建柔性電化學發光平臺用于汗液檢測
柔性可穿戴的化學傳感器可以在生物體內檢測與生理相關的化學和生化信息。雖然目前電化學發光(ECL)檢測法已被廣泛研究和應用于許多領域,但還沒有柔性電化學發光(ECL)設備被開發報道。武漢大學黃衛華教授團隊和湖北大學張修華教授團隊合作,通過在金納米管(Au NT)上固定發光納米球,并進一步涂覆彈性分子印跡聚合物(MIP)后制備了一種柔性ECL傳感器。該柔性ECL傳感器在變形過程中會產生非常穩定的ECL信號,可以在身體中有選擇性地檢測與生理相關的化學物質。實驗通過對汗液中的乳酸和尿素進行穿戴式采樣和檢測后證明了該傳感器具有良好的ECL性能和保真度、出色的可重復使用性和抗干擾能力。這一研究成功地將ECL傳感器集成到柔性可穿戴設備中,為非侵入性健康監測和研究代謝產物提供了新的策略。
Miao-Miao Chen, Xiuhua Zhang, Wei-Hua Huang. et al. Construction of a flexible electrochemiluminescence platform for sweat detection. Chemical Science. 2019
DOI: 10.1039/c9sc01937e
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/sc/c9sc01937e#!divAbstract
2. Osman M. Bakr最新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 Dots Supply Bulk- and Surface-Passivation Agents for Efficient and Stable Perovskite Solar Cells. Joule, doi:https://doi.org/10.1016/j.joule.2019.05.005 (2019).
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S254243511930217X
3. 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 Imaging and Sensing. Angewandte Chemie International Edition. 2019
DOI: 10.1002/anie.201904167
http://dx.doi.org/10.1002/anie.201904167
4. Nanoscale:鈣鈦礦納米晶LED綜述
新興的鹵化鉛鈣鈦礦(LHP)納米晶體在固態發光應用中取得了令人矚目的成就。 LHP發光二極管(PeLED)具有與有機發光二極管相媲美的發光效率,具有寬色域,色純度高,在整個可見光范圍內具有可調的發射波長。 近日,南洋理工大學Hilmi Volkan Demir研究團隊發表了關于LHP納米晶PeLED的綜述,討論了應用于PeLED的LHP納米晶體發射器的關鍵特性以及實現高性能器件的策略。
Yan, F. Demir, H. V. et al. LEDs Using Halide Perovskite Nanocrystal Emitters. Nanoscale 2019.
DOI:10.1039/C9NR03533H
https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2019/nr/c9nr03533h
5. 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. Albumin tailoring fluorescence and photothermal conversion effect of near-infrared-II fluorophore with aggregation-induced emission characteristics. Nature Communications. 2019
https://doi.org/10.1038/s41467-019-10056-9
6. 河南大學AFM:重磅!30.9%EQE! 量子點發光二極管
在量子點發光二極管(QLED)的研究中,即使是最先進的成就,仍然長期存在電荷平衡問題,即電子注入效率遠高于空穴注入效率。近日,河南大學Huaibin Shen和 Lin Song Li研究團隊通過精確控制殼生長,報道了高亮度Zn1-x CdxSe / ZnSe / ZnS量子點的專用設計和合成,其與器件中相鄰空穴傳輸層能級匹配。這種基于Zn1-xCdxSe的QLED的峰值外量子效率(EQE)高達30.9%,最大亮度超過334 000 cd m-2,在高電流密度下滾降效率非常低(EQE≈25%) @電流密度為150 mA cm-2),100 cd m-2時的T50達到≈180000 h。這些非凡的性能使得這項工作是迄今為止通過同時實現高發光和平衡電荷注入的文獻中報道的所有溶液處理的QLED中是最佳的。這些主要歸功于中間ZnSe層與超薄ZnS外層作為殼材料的組合以及用 2‐ethylhexane‐1‐thiol的表面改性,這可以顯著提高空穴注入效率,從而導致更均衡的電荷注入。
Song, J. Shen, H. Li, L. et al. Over 30% External Quantum Efficiency Light‐Emitting Diodes by Engineering Quantum Dot‐Assisted Energy Level Match for Hole Transport Layer. AFM 2019.
DOI:10.1002/adfm.201808377
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201808377
7. 南京大學AM:32.6%效率!圓偏振有機發光二極管
圓偏振有機發光二極管(CP-OLED)有利于直接產生CP光,并且其在3D顯示應用中嶄露頭角。然而,目前CP器件的性能較低(低亮度,低效率)。南京大學鄭佑軒團隊通過巧妙地合并手性源和發光體骨架,開發了一對基于八氫聯萘酚(OBN)的手性發光對映體(R/S)-OBN-Cz。這些手性受體-供體(C-A-D)型和棒狀化合物具有92%的高光致發光量子產率和強烈的圓偏振光致發光。基于(R/S)-OBN-Cz對映體的CP-OLED不僅顯示出明顯的圓偏振電致發光信號。而且也表現出優異的效率,最大外量子效率(EQE)高達32.6%。在5000 cd m-2時EQE為30.6%,這是到目前為止的CP器件最優的性能。
Wu, Z.‐G., Han, H.‐B., Yan, Z.‐P., Luo, X.‐F., Wang, Y., Zheng, Y.‐X., Zuo, J.‐L., Pan, Y., Chiral Octahydro‐Binaphthol Compound‐Based Thermally Activated Delayed Fluorescence Materials for Circularly Polarized Electroluminescence with Superior EQE of 32.6% and Extremely Low Efficiency Roll‐Off. Adv. Mater. 2019, 1900524.
Doi.org/10.1002/adma.201900524.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201900524
8. Angew:鑭系摻雜的CaS納米粒子作為新型藍光LED激發的NIR II納米探針
鑭系(Ln3+)摻雜發光納米粒子NIR II區生物窗口中有良好的發射性能,因此具有廣闊的生物應用前景。但由于Ln3+具有不良的4f-4f電子躍遷,其吸收效率較低,不利于其應用的拓展。中科院福建物構所鄭偉、陳學元團隊開發了一種新的基于Ce3+/Er3+和Ce3+/Nd3+共摻雜CaS NPs的新型NIR II發光納米探針,利用低成本的藍色發光二極管芯片就可以有效地激發該探針。實驗利用Ce3+對4f-5d躍遷進行敏化,實現了Er3+和Nd3+的強NIR II發光,量子產率分別為9.3%和7.7%。這些NPs在被包覆兩親性磷脂后具有穩定的水溶性,可以作為一種敏感的NIR-II發光納米探針來準確檢測疾病生物標志物黃嘌呤,檢測限可到32 nM,表明這一NIR-II發光納米探針具有很好的臨床生物測定應用價值。
Meiran Zhang, Wei Zheng, Xueyuan Chen. et al. A new class of blue-LED-excited NIR-II luminescent nanoprobes based on lanthanide-doped CaS nanoparticles. Angewandte Chemie International Edition. 2019
DOI: 10.1002/anie.201905040
http://dx.doi.org/10.1002/anie.201905040
9. Nano Energy:銅摻雜CsPbBrI2納米晶助力穩定的紅光鈣鈦礦LED
紅色鈣鈦礦納米晶體(NCs)對于鈣鈦礦發光二極管(PeLED)很重要的。然而,由于它們結構較差的穩定性,阻礙了紅色鈣鈦礦NC LED的發展。近日,華中科技大學Guoli Tu聯合桂林電子科技大學Jian Zhang通過銅取代和富鹵化物鈍化策略實現了高穩定和紅色鈣鈦礦CsPbBrI2 NCs。研究人員證明了Cu2+的摻入可以增強形成能量,引起輕微的晶格收縮,從而穩定這些NC的立方相。另一方面,富鹵化物的鈍化方法可實現高發光效率的Cu 2+ 取代CsPbBrI2 NC。得益于這種有效的取代和富含鹵化物的策略,這些Cu2+取代的CsPbBrI2 NCs顯示出優異的光電性能,具高達94.8%光致發光量子產率(PL QY)和改善的穩定性。高度穩定和發光的Cu2+取代的CsPbBrI2 NC可以很好地用作制備高性能紅色鈣鈦礦LED。
Zhang, J. Tu, G. Zhang, J. et al. Enhancing Stability of Red Perovskite Nanocrystals through Copper Substitution for Efficient Light-Emitting Diodes. Nano Energy 2019.
DOI:10.1016/j.nanoen.2019.05.027
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519304331#!
10. AFM:配體交換改善CsPbI3鈣鈦礦量子點的穩定性和光電探測器性能
北京科技大學Jianjun Tian聯合香港城市大學Andrey L. Rogach研究團隊通過短鏈配體2‐aminoethanethiol (AET)進行部分配體交換,代替原來的長鏈配體(油酸和油胺)提高CsPbI3鈣鈦礦量子點(QDs)的穩定性。納米晶顆粒周圍形成致密的配體屏障,阻止了水分子的滲透并因此防止了薄膜的降解,同時改善了載流子遷移率。此外,AET配體可以鈍化QD的表面缺陷,提高光致發光(PL)效率。AET-CsPbI3 QD在溶液和薄膜中保持其優異的光學性能,在水中保持1小時或紫外線照射下2小時,仍然具有超過95%的初始PL強度。基于AET-CsPbI3 QD薄膜的光電探測器表現出卓越的性能,如高光響應性(105 mA W-1)和探測靈敏度(450 nm處5×1013Jones和700 nm處3×1013Jones),沒有外部偏壓。光電探測器還具有出色的穩定性,在環境空氣中保持超過95%的初始響應度,持續40小時,無需任何封裝。
Bi, C. Rogach, A. L. Tian, J. et al. Improved Stability and Photodetector Performance of CsPbI3 Perovskite Quantum Dots by Ligand Exchange with Aminoethanethiol. AFM 2019.
DOI:10.1002/adfm.201902446
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adfm.201902446