1. Nature Commun.：三點拓撲金屬MoP中的極高電導率
魏爾費米子和狄拉克費米子在凝聚態物理和材料科學中引起了極大的關注。最近，研究人員對幾種不同類型的費米子進行了預測。在本文中，德國馬普研究所Chandra Shekhar等在MoP這種新發現的三點費米金屬中觀測到了低溫下極高的離子電導。他們發現該金屬在2 K的低溫下電阻率為6 nΩ cm，電子的平均自由程為11 um。他們利用德哈斯-范-阿爾芬振蕩解釋了費米表面的自旋分裂。與導電率和載流子數相似的貴金屬相比，MoP中的磁阻在2 K時并不會達到飽和的9T。研究人員還發現發現電子的動量弛豫時間比量子相干時間大15倍以上。這種散射尺度之間的差異說明低溫下動量守恒散射在MoP中占主導地位。
Nitesh Kumar, Claudia Felser, Chandra Shekharet al. Extremely high conductivity observed in the triple point topologicalmetal MoP. Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-10126-y
https://www.nature.com/articles/s41467-019-10126-y
2. AM：具有高親鋰特性的化學剝離二維COF
具有可逆氧化還原行為的共價有機框架（COFs）可以被用做鋰離子電池電極材料。然而，之前報道過的COFs鋰離子擴散動力學緩慢、電子電導差、可逆容量有限且倍率性能差，這嚴重限制了其實際應用。在本文中，萊斯大學Ajayan聯合上海大學Yong Wang和天津大學Chen Long等設計了一種每個重復單元有六個不飽和苯環和有序介孔結構的新型二維COF(TFPB-COF)。他們采用化學剝離策略獲得了少層COF納米片，這些二維納米片的重堆積由于層間MnO2納米顆粒的形成而受到限制。與體相的三維COF相比，這種二維COF由于層間強烈的共軛π電子云的存在而具有更多儲鋰位點，電子/離子傳輸動力學也更加快速。
Xiaodong Chen, Pulickel M.Ajayan, Long Chen, Yong Wang et al. High‐Lithium‐Affinity Chemically Exfoliated 2D CovalentOrganic Frameworks. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201901640
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201901640
3. AM：基于Co–N–C納米片的Co納米島用作鋅-空氣電池的高效氧電催化劑
開發非貴金屬雙功能氧還原和析氧反應(ORR/OER)催化劑是提高鋅-空氣電池反應效率的一項重要任務。Co基催化劑由于Co元素的多價性，被認為是一種很有前景的ORR和OER催化劑。近日，清華大學李景虹，黑龍江大學付宏剛，Lei Wang等多團隊合作，報道了以碳氈為載體，在Co-N-C納米片上合成Co納米島催化劑(Co/Co–N–C)。
高OER活性的金屬Co島與具有優異ORR性能的Co–N–C納米片的協同作用使得Co/Co–N–C催化劑具有良好的雙功能催化性能。小波變換擴展X射線吸收精細光譜和X射線光電子光譜證實了Co(主要是Co0)和Co–N–C (主要是Co2+和Co3+)結構的形成。作為空氣‐陰極，所組裝的鋅-空氣電池具有較小的充放電電壓間隙(0.82 V@10 mA cm?2)和高的功率密度（132mW cm?2），優于商用Pt/C催化劑。此外，Co/Co–N–C在電纜柔性充電鋅-空氣電池顯示出良好的彎曲性和耐久性。作者進一步進行DFT計算與實驗研究闡明了鋅空氣電池Co/Co–N–C陰極氧反應的活性位點。
Peng Yu, Lei Wang,* Jinghong Li,* HonggangFu*, et al. Co Nanoislands Rooted on Co–N–C Nanosheets as Efficient OxygenElectrocatalyst for Zn–Air Batteries. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201901666
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201901666
4. AM：超細雙相碳化物納米晶限域在多孔氮摻雜碳十二面體中高效HER
設計結構和組成可控的新型非貴金屬高效電催化劑用于析氫反應(HER)是一大挑戰。近日，新加坡南洋理工大學樓雄文團隊用鉬酸鹽或鎢酸鹽對 ZIF‐8進行退火，合成了多孔氮摻雜十二面體(PNCDs)限域的超細碳化物納米晶。通過控制ZIF‐8框架中MO4單元(M = Mo或W)的取代量，可以獲得限域在PNCDs中的雙相碳化物納米晶（MC‐M2C/PNCDs)，其HER的活性優于單相MC/PNCDs和M2C/PNCDs。催化劑中均勻分布的超細納米晶有利于活性位點的暴露。PNCDs作為載體促進電荷轉移，保護納米晶體在HER過程中不團聚。此外，MC和M2C之間的強耦合相互作用為水解離和氫氣脫附提供了有利的場所。
Xue Feng Lu, Xiong Wen (David) Lou *, et al. Ultrafine Dual‐Phased Carbide NanocrystalsConfined in Porous Nitrogen‐Doped Carbon Dodecahedronsfor Efficient Hydrogen Evolution Reaction. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201900699
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201900699
5. AM：法諾共振介導的發光碳量子點的可控形成
熒光碳量子點(CQD)的快速和可控合成在納米光子學和生物光子學領域是至關重要的。華南師范大學Shaolong Tie和Sheng Lan等人提出了一種合成CQD的新策略，該CQD在激光或汞燈的激發下可以發射白光。通過用飛秒激光脈沖照射，摻雜有金納米顆粒(AuNP)的聚(乙烯醇)(PVA)膜來合成發光的CQD。由PVA產生的CQD是由AuNP介導的兩步脫水過程，其不僅作為熱源而且作為催化劑起作用。從數值和實驗上揭示了，通過共振激發AuNP的低聚物中形成的法諾共振(Fano共振)，可以在AuNP的低聚物中實現深亞波長尺度的空間定位溫度分布，從而實現小直徑的CQD的制備。通過在AuNP/PVA膜中選擇性地引入發光CQD，可以實現具有超低能量的光學顯示和光學數據存儲。
Zheng, Y., Liu, H., Li, J., Xiang, J., Panmai,M., Dai, Q., Xu, Y., Tie, S., Lan, S. Controllable Formation of LuminescentCarbon Quantum Dots Mediated by the Fano Resonances Formed in Oligomers of GoldNanoparticles. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201901371
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201901371
6. AM：基于全無機鈣鈦礦量子點的柔性，可印刷軟X射線探測器
金屬鹵化物鈣鈦礦由于其獨特的光電特性和簡單成本的制造工藝，成為引人注目的光伏和光電探測器應用的最有希望的材料。它們的成分的高原子序數（Z）和顯著更高的載流子遷移率也使得鈣鈦礦半導體適合于檢測電離輻射。近日，莫納什大學BabarShabbir, Yupeng Zhang, Qiaoliang Bao研究團隊通過利用這一點，在基于全無機鈣鈦礦量子點（QD）的剛性和柔性檢測器中證明了軟X射線誘導的光電流的直接檢測。
研究人員利用同步加速器軟X射線束線，在X射線劑量率為0.0172 mGyair s-1的情況下實現高達1450 μCyair-1 cm-2的高靈敏度，僅有0.1 V偏壓，是傳統α-Se器件的70倍靈敏。此外，通過廉價的噴墨印刷方法將鈣鈦礦膜均勻地印刷在各種基板上，證明了多通道檢測器陣列的大規模制造。這些結果表明，鈣鈦礦量子點是檢測軟X射線和大面積平板或柔性板的理想選擇，在多維和不同架構成像技術中具有巨大的應用潛力。
Liu, J. Shabbir, B. Zhang, Y. Bao, Q. et al.Flexible, Printable Soft-X-Ray Detectors Based on All-Inorganic PerovskiteQuantum Dots. Advanced Materials, 2019.
DOI:10.1002/adma.201901644
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201901644
7. AM：CsPbBr3量子點2.0：苯磺酸等效配體完全純化
鈣鈦礦量子點（Pe-QD）的穩定性和光電子器件性能受到現有配體策略的嚴格限制，因為這些配體表現出高度動態的結合狀態，制約了QD的純化和存儲。近日，南京理工大學李曉明、曾海波研究團隊開發了“Br-等效”配體策略，其中所提出的強離子磺酸鹽頭，例如苯磺酸，可以牢固地結合暴露的Pb離子以形成穩定的結合狀態，并且還可以有效地消除由溴化物空位引起的激子捕獲的概率。從這兩個方面來看，磺酸鹽頭在完美的鈣鈦礦晶格中起到與天然Br離子相似的作用。使用這種方法，可以容易地實現高光致發光量子產率（PL QY）> 90％，而不需要胺相關配體。此外，制備的PL QYs在8個純化循環，超過5個月的儲存和高通量光照射后得到良好維持。
Yang, D. Li, X. Zeng, H. et al. CsPbBr3Quantum Dots 2.0: Benzenesulfonic Acid Equivalent Ligand Awakens CompletePurification. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201900767
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201900767
8. AM：氟化二維碘化鉛鈣鈦礦鐵電體
雜化鈣鈦礦材料因其在光伏和光電子領域的巨大應用潛力而聞名。其中，碘化鉛基鈣鈦礦因其良好的光吸收能力和優異的電輸運性而備受關注。盡管許多人認為鐵電光伏效應（FEPV）對于高轉換效率起著至關重要的作用，但CH3NH3PbI3中的鐵電性仍然存在爭議，并且獲得鐵電鉛碘化鉛鈣鈦礦仍然具有挑戰性。
為了避免常規尋找鈣鈦礦鐵電體的方法中的隨機性和盲目性，近日，東南大學游雨蒙研究團隊開發了氟改性的設計策略。作為示例，研究人員對非極性碘化鉛鈣鈦礦進行了改性，得到了一種新的(4,4-二氟環己基銨)2PbI4二維氟化層狀雜化鈣鈦礦材料，其具有明顯的鐵電性和可控的自發極化。具有強光致發光的2.38 eV的直接帶隙也保證了直接觀察極化誘導的FEPV。更重要的是，2D結構和氟化也有望實現良好的穩定性和電荷傳輸性能。(4,4-二氟環己基銨)2PbI4不僅是具有確認的鐵電性的二維氟化碘化鉛鈣鈦礦，而且是研究鹵化鉛鈣鈦礦太陽能電池和其他光電子應用中鐵電性和FEPV效應的一個很好的平臺。
Sha, T.-T. You, Y.-M. et al. Fluorinated 2DLead Iodide Perovskite Ferroelectrics. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201901843
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201901843
9. AM：極化鐵電聚合物，用于高性能鈣鈦礦太陽能電池
在雜化鹵化鉛鈣鈦礦太陽能電池中，能量損失與鈣鈦礦層和界面中的非輻射復合息息相關。蘇州大學廖良生、王照奎和UCLA楊陽教授通過鐵電聚合物的內部摻雜和電場
的外部控制的組合，開發了一種簡單有效的策略來改善鈣鈦礦太陽能電池的性能。首先將一組極化鐵電（PFE）聚合物摻雜到MAPbI3層，這不僅改善MAPbI3的結晶，而且調節電池中的非輻射復合。PFE聚合物摻雜使得MA+陽離子有序排列，減少陷阱態，優選多晶鈣鈦礦膜的生長取向。此外，將PFE插入鈣鈦礦和空穴傳輸層之間以增強內建場（BIF），通過電池中加寬的耗盡區而得到增強。作為界面偶極層，PFE聚合物在增加BIF中起關鍵作用。因此，組裝的電池的開路電壓為1.14 V，效率為21.38％。
Zhang, C.‐C., Wang, Z.‐K., Yuan, S., Wang, R., Li, M., Jimoh, M. F., Liao, L.‐S., Yang, Y., Polarized Ferroelectric Polymers for High‐Performance Perovskite Solar Cells. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201902222
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201902222#
10. AM：體相和界面復合在高效低維鈣鈦礦太陽能電池中的作用
2D Ruddlesden-Popper鈣鈦礦（RPP）太陽能電池具有優異的環境穩定性。然而，RPP電池的效率仍然不如基于3D鈣鈦礦的電池。德國波茨坦大學Martin Stolterfoht團隊分析具有不同層數的（n = 2-4）的2D BA2MAn-1PbnI3n+1鈣鈦礦電池。PLQY測量表明，在n> 2的材料中，非輻射開路電壓（VOC）損失超過輻射損耗。n = 3，4薄膜表現出比標準MAPbI3鈣鈦礦更高的PLQY，但同時伴隨著鈣鈦礦/C60界面處的界面復合增加。體相鈣鈦礦主導電池的復合性質。在大多數情況下，準費米能級分裂使電池VOC在20 meV內匹配，這表明金屬觸點處的復合損失最小。結果表明，電荷傳輸不良而不是激子解離是RPP電池填充因子降低的主要原因。優化的n = 4的RPP電池效率可達13％。
Zhang, S., Hosseini, S. M., Gunder, R.,Petsiuk, A., Caprioglio, P., Wolff, C. M., Shoaee, S., Meredith, P., Schorr,S., Unold, T., Burn, P. L., Neher, D., Stolterfoht, M. The Role of Bulk andInterface Recombination in High‐Efficiency Low‐Dimensional Perovskite Solar Cells. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201901090
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201901090#
11. AM：MOF包封質粒DNA用于高效的基因遞送和表達
基因分子在胞內的遞送和功能化在基于基因的診療過程中起著重要作用。目前，利用非病毒載體來對質粒DNA (pDNA)進行遞送進而實現高效的胞內基因表達的研究也受到越來越多的關注。
格里菲斯大學趙慧君團隊、Ming Q. Wei團隊和國家納米科學中心唐智勇團隊合作，采用仿生礦化和共沉淀法將pDNA包封到ZIF-8和ZIF-8聚合物載體中。pDNA分子在該納米結構中均具有良好的分布，并且該納米結構對其也有著很好的酶降解保護作用。實驗通過使用聚乙烯亞胺(PEI) 25kD作為包覆劑，使得納米結構具有增強的負載、更好的pH響應釋放性以及更強的結合pDNA的能力。在體外實驗中，研究利用ZIF-8-PEI 25kD載體使得pDNA的細胞攝取和溶酶體逃逸得到了很大的改善，進而使得基因表達成功且轉染效率很高，并可與昂貴的商業試劑相媲美。
Yantao Li, Ming Q. Wei, Huijun Zhao, ZhiyongTang, et al. Encapsulation of Plasmid DNA by Nanoscale Metal–Organic Frameworks for Effcient Gene Transportation andExpression. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201901570
https://doi.org/10.1002/adma.201901570
12. Nano Lett.：超薄氧化石墨炔納米片用于腫瘤再氧化和血液灌注增強光動力治療
擴散受限和灌注受限導致的乏氧與腫瘤的發展、轉移和治療耐藥性密切相關。而能同時有效克服這兩種類型的乏氧以提高癌癥治療效果的策略目前還尚未見報道。中國科學技術大學王育才教授團隊和徐航勛教授團隊通過使用仿生超薄氧化石墨炔(GDYO)納米片，有效解決了這兩種類型的乏氧可以進而實現了理想的光動力治療(PDT)效果。實驗通過將石墨炔(GDY)進行氧化剝離來制備GDYO納米片，它能夠利用近紅外輻射來有效地催化水的氧化釋放O2并生成單線態氧(1O2)。同時，GDYO納米片還具有良好的光熱轉換性能，其光熱轉換效率為60.8%。因此，實驗通過在GDYO納米片表面包覆iRGD肽修飾的紅細胞膜(i-RBM)后可以實現腫瘤靶向，進而同時實現腫瘤再氧化和血液灌注以增強PDT。
Wei Jiang, Hangxun Xu, Yucai Wang, et al.Tumor Reoxygenation and Blood Perfusion Enhanced Photodynamic Therapy usingUltrathin Graphdiyne Oxide Nanosheets. Nano Letters, 2019.
DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b01458
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b01458
13. Nano Lett.：二維超晶格的界面修飾助力高效整體水分解
超晶格中不同單分子納米片之間界面上分子尺度的調控對于提高其催化活性具有重要意義。在本文中，日本國家材料科學研究所Renzhi Ma、Sasaki與悉尼科技大學Guoxiu Wang 等系統地研究了MoS2、NiFe層狀雙氫氧化物（NiFe-LDH）和石墨烯這三種單分子納米片中任意兩種的交替再填充形成的三種超晶格的電催化水分解性能。
MoS2/NiFe-LDH超晶格在10 mA/cm2的電流密度下表現出210 mV和110 mV的低過電位，分別優于MoS2/石墨烯和NiFe-LDH/石墨烯超晶格的極化行為。MoS2/NiFe-LDH超晶格雙功能電催化劑也表現出對整體水分解的高活性和高穩定性，這種電催化性能也優于商品化Pt/C-RuO2催化劑。這種優異的性能可以歸因于HER和OER中間體在MoS2/NiFe-LDH超晶格上的最佳吸附能，這又源于異質界面上的強電子耦合效應。該項研究結果預示著超晶格的界面調控為設計先進的電催化劑提供了一種富有前景的方法。
Pan Xiong, Renzhi Ma, Takayoshi Sasaki, GuoxiuWang et al. Interface Modulation of Two-Dimensional Superlattices for EfficientOverall Water Splitting. Nano Letters, 2019.
DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b01329
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b01329
14. Nano Lett.：平面內高分散性Cu2O納米顆粒助力均勻鋰沉積
不可控的枝晶生長是限制鋰金屬負極在可充鋰電池中實際應用最大的難題。實現均勻的鋰沉積是解決這個棘手問題的關鍵。在本文中，清華大學深圳研究院Xianying Qin和Baohua Li與香港理工大學Guohua Chen等通過低溫熱解過程在部分還原的氧化石墨烯片上錨定了高度分散的Cu2O納米粒子并將其用作金屬鋰沉積的晶種。Cu2O納米顆粒的親鋰特性降低了鋰成核過程的過電勢從而緩解了電池極化，并進一步實現了均勻的鋰成核和光滑平整的鋰沉積，且有效減少了死鋰的形成。因此，在Li-Li對稱電池中，這種鋰金屬電極能夠在2 mA/cm2的電流密度下循環140周后保持高達95.6%的庫倫效率，且在1 mA/cm2的電流密度下能夠循環超過800 h。
Yuanming Liu, Xianying Qin, Baohua Li et al.In-Plane Highly Dispersed Cu2O Nanoparticles for Seeded Lithium Deposition, Nano Letters, 2019.
DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b01567
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b01567
