1. Nature Energy：多種元素痕量摻雜實現穩定4.6 V高壓LiCoO2正極
LiCoO2正極憑借其高體積能量密度而成為當今鋰離子電池中的主流正極材料，并且其還具有被進一步充電來提升電壓的空間。然而，在實際使用過程中，當LiCoO2被充電至更高的電壓時其深度脫鋰態的不穩定性以及由此引發的安全問題限制了該材料的高壓應用。
在本文中，中科院物理所李泓、禹習謙團隊連同美國SALC國家加速器實驗室Yijin Liu等通過痕量Ti-Mg-Al等多元素的摻雜實現了LiCoO2在4.6 V高電壓下的穩定循環。他們通過同步加速X射線成像技術和相關光譜手段證明了Mg和Al均能夠摻雜進入LiCoO2晶格中，從而能夠有效抑制高于4.5 V電壓下發生的不可逆相變。同時，研究人員還發現痕量的Ti元素會在晶界和材料表面發生分離，從而在修飾顆粒微結構的同時在高壓下能夠對表面氧進行穩定。這些摻雜元素通過不同的機理發生協同作用對LiCoO2正極在4.6 V高壓下的循環穩定性做出了貢獻。
Jienan Zhang, Xiqian Yu, Liquan Chen, Hong Liet al, Trace doping of multiple elements enables stable battery cycling ofLiCoO2 at 4.6V,Nature Energy, 2019
https://www.nature.com/articles/s41560-019-0409-z
2. Nature Photonics：超低功率亞光子電壓高效LED
傳統的發光二極管（LED）在低電流下就存在效率下降，這是由于非輻射復合超過低載流子密度下的輻射復合。為了克服這一普遍問題，國際商業機器公司（IBM）T J Watson研究中心Ning Li等人利用新型量子阱設計和高質量界面抑制非輻射復合并增強輻射復合，在超低電流和低電壓下開發高效LED。在低電流密度小于1×10-4 A cm-2時，該器件表現出接近100%的內部量子效率，比傳統LED低三個數量級。LED偏壓降低到光子電壓（hν/q）以下約30％。隨著LED內部量子效率擴展到更小的電壓和電流，使得諸如高效電致發光冷卻的新現象可能實現。
Li,N., Han, K. et al. Ultra-low-power sub-photon-voltage high-efficiencylight-emitting diodes. Nat. Photonics, 2019
Doi:10.1038/s41566-019-0463-x.
https://www.nature.com/articles/s41566-019-0463-x
3. Joule：量子點衍生的催化劑用于CO2還原反應
在催化劑的設計中，缺陷位點常常被認為是具有催化活性的關鍵位點，因此常用的改善催化劑活性的策略就是實現原子級缺陷位點在整個催化劑中的均勻分布。然而，這種缺陷工程策略在金屬催化劑中常常難以實現。
在本文中，中南大學的Min Liu和國立臺灣科技大學的Bing-Joe Hwang 以及加拿大多倫多大學的Edward H.Sargent 等通過量子點的合成設計了富含缺陷的催化劑并將其應用在CO2還原領域。這種量子點衍生的催化劑中缺陷高達20%，并且在相對于標準氫電極-0.2 V,-0.3 V和-0.9V的低電位下可逆地將CO2還原為甲酸鹽、CO和乙烯等產物的過程中電流密度分別高達16、19、25 mA/cm2，整個過程中具有高法拉第效率。該催化劑在CO2還原反應進行80小時后仍能夠保持穩定的催化活性，其在水溶液中的還原性能超出現有催化劑兩倍之多。作者還通過X射線吸收光譜和理論計算證實了缺陷位點為CO2還原反應提供了合適的原子結構與電子結構。
Min Liu, Bing-Joe Hwang, Edward H. Sargent etal, Quantum-Dot-Derived Catalysts for CO2 Reduction Reaction, Joule,2019
DOI: 10.1016/j.joule.2019.05.010
https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(19)30253-3?rss=yes#
4. PNAS：具有新生等離激元的Au333(SR)79納米粒子中的反常聲子弛豫
金納米粒子等離激元的研究在納米科學領域引起了廣泛的興趣。然而，由于合成困難，金屬到非金屬過渡區附近的超小尺寸金納米顆粒直到最近才被發現。近日，卡耐基梅隆大學金榮超等多團隊合作，在原子精確的Au333(SR)79納米顆粒中觀察到了有趣的電子動力學。飛秒瞬態吸收光譜揭示了一個前所未有的4-5 ps的弛豫過程——一個快速的聲子-聲子弛豫過程，以及電子-聲子耦合（~1 ps）和正常的聲子-聲子耦合(>100 ps)過程。三種不同的R基團保護的Au333(SR)79團簇均表現出獨立于R基團和溶劑的兩個等離激元漂白信號，表明在Au333(SR)79團簇的超小核中存在等離激元分裂和量子效應。
Tatsuya Higakia, Meng Zhou, RongchaoJin*, et al. Anomalous phonon relaxation in Au333(SR)79 nanoparticleswith nascent plasmons. Proc. Natl. Acad. Sci., 2019
DOI: 10.1073/pnas.1904337116
https://www.pnas.org/content/early/2019/06/12/1904337116
5. Angew：金屬有機框架-活性碳復合材料用于污染氣流除氨
金屬有機框架(MOFs)是一類多孔材料，其有望應用于去除空氣中的有毒工業化學品(TICs)。近日，英國圣安德魯斯大學Lauren Mc Hugh等多團隊合作，通過在BPL活性炭中生長STAM‐17‐OEt晶體制備了三種不同MOFs和碳比例的MOFs-活性碳復合材料。與未浸染的碳相比，該復合材料具有良好的水穩定性和較高的氨氣吸收率。該性能使的這些復合材料在空氣凈化和個人防護設備領域具有廣闊的應用前景。
Lauren McHugh*, et al. Metal‐organic Framework‐Activated Carbon CompositeMaterials for the Removal of Ammonia from Contaminated Airstreams. Angew. Chem. Int.Ed., 2019
DOI: 10.1002/anie.201905779
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201905779
6. AM：溶膠-凝膠的動力學助力高效鈣鈦礦太陽能電池的簡易加工
鈣鈦礦太陽能電池采用混合鹵化物混合陽離子化合物用作吸光層，因為其具有優異的穩定性。KAUST的Stefaan De Wolf和Aram Amassian團隊揭示了易于加工的根本原因。研究發現，鹵化物和陽離子工程系統地擴大用于制造高質量薄膜和高效太陽能電池的反溶劑處理窗口。對于混合系統，在單個陽離子/鹵化物體系的情況下，該窗口從幾秒鐘擴展到幾分鐘。原位X射線衍射研究表明，加工窗口與無序溶膠-凝膠的結晶和結晶副產物的數量密切相關。因此，處理窗口直接取決于精確的陽離子/鹵化物組成。這種行為歸因于通過陽離子/鹵化物工程的溶膠-凝膠狀態的動力學穩定化。這為設計新的配方提供了指導，最終使高效鈣鈦礦太陽能電池易于生產并具有高重現性。
Wang, K., Tang, M.‐C., Dang, H. X., Munir, R., Barrit, D., De Bastiani, M., Aydin, E.,Smilgies, D.‐M., De Wolf, S., Amassian, A., KineticStabilization of the Sol–Gel State in PerovskitesEnables Facile Processing of High‐Efficiency Solar Cells. Adv. Mater. 2019, 1808357.
DOI: 10.1002/adma.201808357
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201808357
7. AM：基因提高納米顆粒對腫瘤的歸巢增強對前列腺癌的特異性磁共振成像
實現對早期前列腺癌(PCa)的精確定位和可視化對于提高局部治療的成功率和降低癌癥死亡率來說至關重要。然而，由于PCa的復雜性和成像技術本身的靈敏度限制，目前針對于PCa的成像研究仍然困難重重。
天津市泌尿外科研究所牛遠杰教授團隊和馬薩諸塞大學醫學院韓剛教授團隊合作報道了一種新的基因提高納米顆粒對腫瘤的歸巢的策略，它可以提高對超小的PCa病變進行MRI診斷時的準確性。該策略可以在PCa的特異性啟動子DD3作用下驅動PCa中的TfR表達，從而顯著地準確提高Tf-USPIONs在PCa中的濃度，同時將其對正常組織的非特異性靶向效應降至最低。這種策略可以被用于利用MRI去精確定位超小的PCa病灶，進而有效地解決傳統MRI的瓶頸問題。這種協同的基因-納米策略也有望大大提高各種常用的納米尺度和分子探針的MRI效果，也可以通過使用其他類型癌癥的腫瘤特異性啟動子來進行針對不同腫瘤的MRI。
Yang Zhao, Gang Han, Yuanjie Niu. et al.Enhancing Prostate-Cancer-Specific MRI by Genetic Amplified Nanoparticle Tumor Homing. Advanced Materials. 2019
DOI: 10.1002/adma.201900928
https://doi.org/10.1002/adma.201900928
8. ACS Nano： 納米流體囊泡的鏈長和飽和度影響其腫瘤遞送的機制
小的單層囊泡(SUV)在生物體中普遍存在，其在各種生物過程中都起著重要而活躍的作用。雖然組成脂質分子的物理性質如酰基鏈的長度和飽和度會影響SUV的機械性能并調節其生物學行為和功能，但是其潛在的機制仍然是不夠清楚。
上海中醫藥大學王瑞教授團隊和中科院上海藥物研究所甘勇團隊合作，結合理論建模和實驗研究探討了具有不同脂質組成的SUV的力學行為。SUV的膜彎曲剛度會隨著鏈長和飽和度的增加而增加，從而導致囊泡剛度和變形能力產生差異。實驗還測試了具有低、中、高硬度的脂質體SUV模型的腫瘤但是能力。結果發現，中等硬度的脂質體會比較硬或較軟的脂質體具有更好的腫瘤細胞外基質擴散和多細胞球體(MCS)的穿透和保留能力，因此也可以更好地抑制腫瘤。硬的SUV會具有較強的細胞內化能力，但其在腫瘤中的遞送效率一般。研究結果表明，在MCSs中，SUV若能夠轉化為棒狀則可以更好地刺激其在腫瘤組織中的快速轉運。而硬的脂質體幾乎不變形，軟的脂質體的形狀變化則不規律，都會影響其在MCS的穿透速度。
Zhuo Dai,Miaorong Yu, Rui Wang, Yong Gan. et al. Chain-Length- and Saturation-TunedMechanics of Fluid Nanovesicles Direct Tumor Delivery. ACS Nano. 2019
DOI:10.1021/acsnano.9b01181
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b01181
