1. Nature Phys.：[磁性絕緣體/重金屬]異質結中發現室溫以上拓撲霍爾效應
磁斯格明子（Magnetic skyrmion）是具有穩健拓撲的納米級自旋結構，可以用低電流密度操縱，因此是未來自旋電子器件的潛在信息載體。到目前為止，斯格明子主要存在于金屬薄膜中，而金屬薄膜具有歐姆損耗，因此具有很高的能量耗散。磁性絕緣體由于其低阻尼和無焦耳熱損失，可以提供一個更節能的斯格明子平臺。然而，在之前的研究中，對于絕緣化合物(Cu2OSeO3)而言，只在超低溫下觀察到過斯格明子——因為在低溫下，斯格明子通過塊體Dzyaloshinskii-Moriya相互作用（DMI）而穩定下來。
最近，加州大學洛杉磯分校Kang L. Wang和Qiming Shao團隊在室溫以上的[磁性絕緣體(銩鐵石榴石，Tm3Fe5O12)/重金屬(Pt)]雙層異質結中觀測到了拓撲霍爾效應——磁斯格明子的一個特征。拓撲霍爾效應對面內偏場和磁性絕緣體厚度的依賴關系表明，磁斯格明子是由界面Dzyaloshinskii-Moriya相互作用穩定的。通過改變溫度，可以調整系統的磁各向異性，在更大外磁場范圍內獲得斯格明子，并在易平面各向異性狀態下提升斯格明子的穩定性。
圖1. Tm3Fe5O12/Pt中拓撲霍爾效應示意圖以及輸運性質。
圖2. 拓撲霍爾效應的實驗觀測。
圖3. 磁性絕緣體厚度對拓撲霍爾效應的影響。
Qiming Shao, Yawen Liu, Guoqiang Yu, Se KwonKim, Xiaoyu Che, Chi Tang, Qing Lin He, Yaroslav Tserkovnyak, Jing Shi &Kang L. Wang. Topological Hall effect at above room temperature in heterostructures composed of a magnetic insulator and a heavy metal. Nature Electronics, 2019.
DOI: 10.1038/s41928-019-0246-x
https://www.nature.com/articles/s41928-019-0246-x#article-info
2. Joule：25.9%效率！高效鈣鈦礦-CIGS疊層太陽能電池
疊層太陽能電池包括窄帶和寬帶隙吸光層，是實現超高效率和低制造成本最佳光伏器件之一。對于窄帶隙CIGS薄膜底部電池而言，高效的多晶寬帶隙頂部電池的開發仍是一個挑戰。美國國家可再生能源實驗室Zhu Kai團隊采用PEAI和Pb(SCN)2添加劑，制備了高效寬帶隙鈣鈦礦太陽能電池（1.68eV (FA0.65MA0.20Cs0.15)Pb(I0.8Br0.2)3），實現了20％的效率。PEA+和SCN-產生的協同效應，不僅提高了鈣鈦礦膜質量和結晶度，減少了過量PbI2的形成，而且使得薄膜的缺陷密度更低和提高載流子遷移率（~47cm2 V-1 s-1）和壽命（~2.9μs）。當通過這種方法制造的半透明1.68 eV鈣鈦礦頂部電池與1.12 eV CIGS底部電池疊層后，4個子電池串聯的電池效率可達25.9％。
Kim,D. H., Muzzillo, C. P. et al. Bimolecular Additives Improve Wide-Band-Gap Perovskitesfor Efficient Tandem Solar Cells with CIGS. Joule, 2019.
DOI:10.1016/j.joule.2019.04.012
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2542435119302107
3. Nature Commun.：兼具高效率和低驅動電壓的熒光有機發光二極管
通常認為，需要全帶隙電壓來實現有機發光二極管中的有效電致發光（EL）。近日，北卡羅來納州立大學 Franky So研究團隊證明了具有大單重-三重態分裂的有機分子可以在低于帶隙電壓的電壓下實現有效的EL。EL起因于三重融合導致的延遲熒光。研究人員還證明了藍色熒光有機發光二極管的功率效率高于一些最佳的熱活化延遲熒光和磷光藍色有機發光二極管。目前的研究結果表明，利用有機發光二極管材料中純有機分子的三重態融合，為實現穩定高效的藍色有機發光二極管提供了另一種途徑。
Salehi, A. So, F. et al.Realization of high-efficiency fluorescent organic light-emitting diodes with low driving voltage. Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-10260-7
https://www.nature.com/articles/s41467-019-10260-7
4. Angew：具有精確的藥物比例的適配體-藥物偶聯物用于聯合靶向治療癌癥
聯合治療(藥物聯合治療(DCCT))是針對于腫瘤增殖相關的多種機制，能夠有效地提高治療效果，降低藥物劑量并有效解決腫瘤對單個藥物的耐藥性問題。然而，目前大多數的DCCT策略都不能精確地調整藥物比例并將其精確地遞送至腫瘤細胞內。湖南大學趙子龍團隊、譚蔚泓院士團隊和中科院化學所方曉紅團隊合作設計了一種二價適配體-藥物偶聯物(cb-ApDCs)。cb-ApDCs不僅具有高的穩定性、可特異性識別、良好的細胞攝取和酯酶觸發釋放等優點，而且其中的藥物比例也可以被精確調整，從而在不需要復雜化學過程的情況下讓單個藥物具有更好的協同作用。
Fang Zhou, Peng Wang, Zilong Zhao, XiaohongFang, Weihong Tan, et al. Molecular Engineering-Based Aptamer-Drug Conjugateswith Accurate Tunability of Drug Ratios for Drug Combination Cancer Targeted Therapy. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201903807
http://dx.doi.org/10.1002/anie.201903807
5. Angew綜述：MOFs的“開關”研究
近年來，金屬-有機框架(MOFs)由于其可調的孔隙結構和由不同有機連接體和金屬結構單元(SBUs)設計而來的幾乎無限的結構多樣性而成為研究熱點。最近科學家面臨的巨大挑戰包括可切換的MOFs及其相應的應用?？汕袚QMOFs是一種智能材料，當暴露于外部刺激時，其結構會發生明顯的、可逆的化學變化，具有重要的技術適用性。雖然切換過程與靈活性有相似之處，但是專門針對切換的研究非常有限，而大量的研究報告和綜述都傾向于研究MOFs中的靈活性。有鑒于此，近日，塔比阿特莫達勒斯大學Ali Morsali與德州農工大學周宏才團隊合作，對可切換MOFs的特性和設計進行了總結。根據切換產生的原因：光、自旋交叉(SCO)、氧化還原、溫度和潤濕性對切換活性進行了描述。
Fahime Bigdeli, Christina T. Lollar, AliMorsali*, Hong-Cai Zhou*. A Study on Switching in Metal-Organic Frameworks. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201900666
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201900666
6. Angew：充滿離子液體的金屬有機框架實現寬溫超離子電導
大部分分子在有限空間內都會表現出與其體相中明顯不同的行為。然而，大孔通常是由兩種區域構成的：一種是液體與孔表面產生相互作用的界面區域，另一種是液體體相的核心區域。在本文中，日本東京大學Hiroshi Kitagawa 等在介孔金屬有機框架中實現了具有超高遷移率的離子液體。這種復合物室溫離子電導高達4.4 mS/cm，其離子遷移活化能低至0.20 eV。這一數值不僅是報道過的離子液體與金屬有機框架復合物的最高離子電導，而且可將此復合物歸為超離子導體。特別值得注意的是，混合液在低溫（<263 K）下離子傳導優于普通離子液體，這使其可用作在室溫下在較寬溫度范圍內運行的電化學裝置的固態電解質。
YukihiroYashida, Hiroshi Kitagawa et al. Superionic Conduction over a Wide TemperatureRange in a Metal‐Organic Framework Impregnated with Ionic Liquids. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/ange.201903980
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.201903980?af=R
7. Angew綜述：全面了解可充電鋰空氣電池的電解質
鋰-空氣電池由于其嚴重的容量衰減和差的倍率能力，實現實用的鋰空氣電池仍然是具有挑戰性的，而電解質是電池衰竭的主要原因。
北京理工大學陳人杰課題組綜述了可充電鋰空氣電池電解質的機遇和挑戰，對其提供了詳細的總結，包括反應機理、內部組成、不穩定因素、選擇標準和探索的電解質的設計思想，以獲得滿足電池要求的適當策略。研究者將鋰空電池電解質分為：（Ⅰ）非質子電解質，（Ⅱ）離子液體電解質，（Ⅲ）固態電解質，（Ⅳ）水溶性和雜化電解質，并對最近的研究進展和對電解質的觀點進行詳細討論，包括電解質材料的選擇標準、新的電解質組合物、電解質添加劑的有效設計和使用，以及電池結構的創新。其中，離子液體（IL）電解質和固態電解質顯示出能夠獲得高能量密度和安全性令人興奮的機會。該評論旨在提供信息以幫助選擇合適的鋰空電池電解質，并表明現有的挑戰，以找到通過電解質優化而改善鋰空氣電池性能的方法。
圖1. TOC
圖2. 不同電解質的鋰空氣電池的機理
圖3. 常用的RTIL陽離子和陰離子、非質子溶劑和溶劑化IL電解質的例子，以及鋰空氣電池中不同非水液體電解質的主要性能評估。
圖4. 鋰空氣電池中不同固態電解質的組分、分類、Li+傳輸機理以及主要性能評估
圖5. 不同無機固體電解質的Li+電導率及其與Li，水分和空氣的穩定性
Jingning Lai, Yi Xing, Nan Chen, Li Li, FengWu, Renjie Chen. A comprehensive insight into the electrolytes for rechargeable lithium–air batteries. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201903459
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201903459
8. Angew：一種雙極性自聚合酞菁配合物實現快速可控能量儲存
雙極性氧化還原有機物憑借其柔性、可持續性以及環保等特點而吸引了儲能領域的諸多目光。然而，雙極性有機化合物在全有機電池體系中的應用尚處于起步階段且急需給予足夠的關注。在本文中，中科院長春應化所Shuyan Song 等提出了一種分子水平的設計策略來篩選大量的酞菁基有機化合物。采用該方法篩選出來的四胺膦菁銅（CuTAPc）在諸多儲能體系中都表現出優異的正極材料性能。值得注意的是，在鋰基雙離子電池中，以CuTAPc為正極材料可以在50 mA/g的電流密度下達到236 mAh/g的放電比容量，循環4000周后的可逆容量仍然高達74.3 mAh/g。更重要的是，在全有機雙離子電池體系中能量密度高達239 Wh/kg而功率密度為11.5 kW/kg。
Hengguo Wang, Shuyan Song et al. A bipolar andself-polymerized phthalocyanine complex for fast and tunable energy storage. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/ange.201904242
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.201904242?af=R
9. Angew：結構與CO2加氫反應產物選擇性之間的相互作用
反應條件下活性結構的識別對多相催化劑的合理設計具有重要意義，但多相催化劑復雜的結構往往會影響催化劑的設計。近日，天津大學鞏金龍團隊介紹了Co3O4表面結構與CO2加氫反應的相互作用。實驗結果與理論計算相結合表明，具有形態依賴性晶體表面的Co3O4具有不同的氧空穴還原性和形成能，因而導致產物選擇性不同。Co3O4-0h菱形十二面體完全還原為Co0和CoO，對CH4的選擇性約為85%；相比之下，Co3O4-2h納米棒被部分還原為CoO，對CO的選擇性在95%左右。此外，作者還證明了Co3O4結構在決定CuCo基催化劑催化高醇合成催化性能方面的關鍵作用。正如所料，Cu/Co3O4-2h由于對CH4化的抑制作用，乙醇產量是Cu/Co3O4-0h的9倍。
Chengsheng Yang, Jinlong Gong*, etal. The Interplay between Structure and Product Selectivity of CO2 Hydrogenation. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201904649
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201904649
10. Angew：Au23-xAgx(S-Adm)15團簇的結構及其在光催化降解有機污染物的應用
配體對金屬納米團簇的原子排列起著重要的作用。近日，大連化物所Jiahui Huang與上海理工大學Tao Li等多團隊合作，報告了一個新的納米團簇[Au23-xAgx(S-Adm)15]，該團簇由大位阻硫醇保護，通過一鍋法合成得到。[Au23-xAgx(S-Adm)15]團簇由Au13-xAgx二十面體金屬內核和三個Au3(SR)4單元、一個AgS3訂書針結構組成。紫外-可見光譜分析表明[Au23-xAgx(S-Adm)15]的HOMO-LUMO間隙為1.5 eV。DFT計算表明[Au19Ag4(S-Adm)15]是所有可能結構中最穩定的結構。得益于Ag摻雜，[Au23-xAgx(S-Adm)15]在可見光照射下對羅丹明B (RhB)和苯酚降解的光催化活性較Au23納米團簇顯著提高。
Chao Liu, Tao Li*, Jiahui Huang*, etal. The Structure of Au23-xAgx(S-Adm)15 Nanoclusterand its Application in Photocatalytic Degradation of Organic Pollutants. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201904612
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201904612
11. AEM綜述：非富勒烯n型有機半導體，用于鈣鈦礦太陽能電池
與無機半導體和/或富勒烯衍生物相比，非富勒烯n型有機半導體具有溫加工，柔韌性和分子結構多樣性，并且已廣泛用于鈣鈦礦太陽能電池（PSC）。北京大學占肖衛團隊總結了在PSC中，起電子傳輸、界面改性、添加劑和光吸收層材料作用的非富勒烯n型有機半導體的最新進展。還討論了基于非富勒烯的PSC的挑戰和未來方向。
Zhang,M., Zhan, X. Nonfullerene n‐Type Organic Semiconductorsfor Perovskite Solar Cells. Advanced Energy Materials, 2019.
DOI: 10.1002/aenm.201900860
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.201900860
12. AEM：缺陷和異質結協同提高鋰硫電池的電化學性能
在鋰硫電池正極一側引入催化劑，加速多硫化物氧化還原反應，是緩解“穿梭效應”的有效手段之一。催化劑的催化活性與其電子結構密切相關，引入表面缺陷和構筑異質結構是調控無機催化劑電子結構的重要手段。然而，目前在鋰硫電池中關于電子結構—催化活性的作用機制尚不明確。
有鑒于此，西安交通大學丁書江團隊和劍橋大學郗凱從能帶工程角度出發，將具有豐富氧空位的超薄二氧化鈦納米片和多壁碳納米管復合，成功制備出異質結構的CNT@TiO2-x復合材料。通過電化學實驗輔助第一性原理計算發現氧空位和異質結構可以有效的調控復合材料的電子結構，提高材料導電性，實現對多硫化物氧化還原反應的催化作用。同時，超薄的TiO2-x有助于鋰離子在電極表面的快速傳輸，CNT和TiO2-x之間復合有利于電子在異質界面的快速轉移。因此，該復合材料作為硫的載體時，表現出優異的電化學性能。這種催化策略，不僅可以應用于鋰硫電池體系，也可應用于其他電池體系和超級電容器中。
Yuankun Wang, Ruifang Zhang, Jie Chen, Hu Wu,Shiyao Lu, Ke Wang, Huanglong Li, Christopher J. Harris, Kai Xi,* RamachandranVasant Kumar, Shujiang Ding*. Enhancing Catalytic Activity of Titanium Oxide in Lithium–Sulfur Batteries by Band Engineering. Advanced Energy Materials, 2019.
DOI: 10.1002/aenm.201900953
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.201900953
