纳米人|前沿科技顶刊日报 20180804

纳米人

2018-08-04

1. PNAS: Pd表面合金化增强H₂吸附

气固表界面是控制能量转运的法门，对于氢气储运，穿越表面的氢气转运被认为是该领域的一个瓶颈。有鉴于此，Kazuhiro Namba等在Pd（100）晶面上通过合金化手段成功修饰上亚单层的Au，后续的H₂吸收动力学研究表明，这种表面合金化的策略可以有效增强H₂的吸附，为制备氢气纯化及储存材料提供了新的思路。

Namba K, Ogura S, Ohno S, et al. Acceleration of hydrogen absorption by palladium through surface alloying with gold[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2018.

DOI: 10.1073/pnas.1800412115

http://www.pnas.org/content/115/31/7896

2. Nat. Commun.: 二维“保护”三维结构钙钛矿

钙钛矿组分工程是提高相稳定性和改善稳定性的有效手段，但无法避免会牺牲部分光电流。UCLA Yang Yang课题组将少量二维钙钛矿(PEA₂PbI₄)掺入三 维钙钛矿(FAPbI₃)前体溶液中，能够形成和稳定纯相的FAPbI₃，其光致发光寿命提高一个数量级。电池获得20.64%的效率，值得一提的是，光电流密度超过24 mA‧cm^-2。

Lee J W, Dai Z, Han T H, et al. 2D perovskite stabilized phase-pure formamidinium perovskite solar cells[J]. Nature Communications, 2018.

DOI: 10.1038/s41467-018-05454-4

https://doi.org/10.1038/s41467-018-05454-4

3. JACS: 均匀碳花颗粒的高度可调和简易合成

具有花状超结构的三维分级多孔碳材料因其特殊形貌受到电化学能量转换方向的青睐。鲍哲楠课题组通过一步自由基聚合过程一锅法合成聚丙烯腈及其共聚物纳米结构颗粒，使用各种溶剂或通过引入不同共聚单体，可得到具有可控的各种超结构（花，绒球，毛叶和花瓣形状）。通过汉森溶解度参数分析可确定聚合物颗粒形状和溶剂性质之间的相关性。经高温气体处理，所得碳材料具有高氮掺杂浓度和可调多孔结构。

Chen S, Koshy D M, Tsao Y, et al. Highly Tunable and Facile Synthesis of Uniform Carbon Flower Particles[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.

DOI: 10.1021/jacs.8b05825

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b05825

4. JACS: 石墨烯纳米带的荧光成像及无损检测

对基底上的石墨烯纳米带进行高分辨的成像及无损伤的原位检测一直电子器件运用方面的一个难题。Dharati Joshi等在石墨烯纳米带周围修饰荧光分子，开发了一种在绝缘基底上实时成像及无损检测的技术，成功解决了困扰大家的难题。

Joshi D, Hauser M, Veber G, et al. Super-Resolution Imaging of Clickable Graphene Nanoribbons Decorated with Fluorescent Dyes[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.

DOI: 10.1021/jacs.8b04679

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.8b04679

5. JACS：含七元环的非平面氮杂蒄

非平面的多环芳香型C-H化合物及其异原子掺杂的衍生物在纳米碳化学领域引起了广泛关注。Kosuke Oki等用成功合成出一种非共平面的核扩张氮杂蒄，并用X-ray单晶衍射确定了其结构，该结构有2个七元环和8个内嵌的氮原子。

Oki K, Takase M, Mori S, et al. Synthesis, Structures, and Properties of Core-expanded Azacoro-nene Analog: A Twisted π-system with Two N-doped Heptagons[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.

DOI: 10.1021/jacs.8b06079

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.8b06079

6. JACS：pH响应的氧化铁纳米团簇组件对早期肝脏癌细胞的诊断

氧化铁纳米材料作为磁共振成像（MRI）造影剂已被广泛应用于对肝损伤的诊断。然而，这类造影剂对早期小型肝细胞癌（HCC）的检测还不够敏感。Lu等人报道了一种对pH响应的氧化铁纳米团簇组件（RIAs）用于提高正常肝组织和HCC之间的对比效果。肿瘤微环境的酸性pH值使得RIAs分解，从而将RIAs从T2转化为T1造影剂，使得正常肝变暗和HCC变亮的对比增强的结果也证明其精确的诊断效果。

Lu J, Sun J, Li F, et al. Highly Sensitive Diagnosis of Small Hepatocellular Carcinoma Using pH-Responsive Iron Oxide Nanocluster Assemblies[J].  Journal of the American Chemical Society, 2018.

DOI: 10.1021/jacs.8b04169

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b04169

7. Angew.: 水如何加速二价离子扩散

多价（MV）离子电池的应用受到缓慢MV阳离子扩散的影响。Chunsheng Wang课题组研究了H₂O在电解质和电极晶格中对基于分层VOPO₄模型平台可逆MV离子插层的热力学和动力学的影响。发现电解质/电极界面处H₂O的存在对于帮助Zn²⁺从电解质扩散到表面起关键作用，而晶格结构中的H₂O改变了工作电位。在充/放电循环期间，H₂O输送最终达到体电极和电解质之间的动态平衡，水活度是决定水运动方向和循环稳定性的关键参数。

Wang F, Sun W, Shadikez Z, et al. How Water Accelerates Bivalent Ion Diffusion[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.

DOI: 10.1002/anie.201806748

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201806748

8. Angew.: 通过电化学电镀产生的空气稳定的锂球

Li在空气中非常活泼，使其难以处理和运输。Jianyu Huang课题组在高级像差校正环境TEM内CO2气氛下通过电化学电镀得到了空气稳定的锂球（ASLS）。 ASLS为核(Li)-壳(Li2CO3)结构。置于空气中的ASLS不会与水分发生反应并保持其核壳结构。ASLS用作锂离子电池中的负极，表现出与金属Li类似的电化学行为，表面Li2CO3层是良好的Li+离子导体。其空气稳定性归因于表面Li2CO3层，其在室温下几乎不溶于水且不与空气中的氧和氮反应，因此钝化Li核。

Yang T, Jia P, Liu Q, et al. Air stable lithium spheres produced by electrochemical plating[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.

DOI: 1002/anie.201807355

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201807355

9. Angew.: 电解质相对溶剂化能力与锂硫电池中锂多硫化物穿梭效应的关系

 Khalil Amine课题组引入相对溶剂化能力，其定义为溶剂与参比溶剂之间配位比的比率，以探测电解质溶剂与Li-S电池中锂多硫化物（LiPS）溶解的定量关系。醚溶剂的相对溶剂化能力越高，LiPS溶解越严重，锂硫电池的库仑效率越低。溶剂的相对溶剂化能力与LiPS溶解度之间建立了线性关系，使得相对溶剂化能力成为选择Li-S电池的电解质溶剂的重要参数，是揭示电解质溶剂的定量构效关系和锂硫电池循环性能的有用工具。

Sun C C, He M, Amine R, et al. Relationship between Relative Solvating Power of Electrolyte and Shuttling Effect of Lithium Polysuflides in Lithium‐Sulfur Batteries[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.

DOI: 10.1002/anie.201807367

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201807367

10. Adv. Mater.: 高效全无机钙钛矿光探测器

金属卤化物钙钛矿具有光学吸收强和载流子迁移率高等优势，在光电探测应用中得到广泛研究。Bao, C.等人通过优化器件工程和薄膜质量，开发出一种基于全无机CsPbI_xBr_3-x钙钛矿的高性能光电探测器，同时具有高灵敏度和快速响应。

Bao C, Yang J, Bai S, et al. High Performance and Stable All-Inorganic Metal Halide Perovskite-Based Photodetectors for Optical Communication Applications[J]. Advanced Materials, 2018.

DOI: 10.1002/adma.201803422

https://doi.org/10.1002/adma.201803422

11. ACS Nano：微型“马达”药片用于口服药物递送

近年来，许多合成的微型马达在生物医学领域应用广泛，主要由于其具有的良好生物相容性，多功能化和高效的马达推动作用。Karshalev等人报道了一种将微型“马达”Mg@TiO₂均匀分散于药片构成的口服递送药物系统。研究证明，该系统可以有效地保护Mg@TiO₂使其在胃中被集中地释放，由此“马达”上运载的“货物”可以在为胃粘膜上滞留更久，并且在恶劣的环境下也可以储存更久，保持性能。

Karshalev E, Ávila B E F, Beltrán-Gastélum M, et al. Micromotor Pills as a Dynamic Oral Delivery Platform[J]. ACS Nano, 2018.

DOI: 10.1021/acsnano.8b03760

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b03760

12. ACS Nano：可生物降解的聚氨基酸-金-磁性复合物用于成像指导的肿瘤协同治疗

金纳米结构作为性能优越的癌症光热治疗试剂，却也存着这生物降解困难的缺点，阻碍其进一步的临床推广。Ma等人报道了一种具有自降解特性的多功能聚氨基酸-金-磁性复合物进行化学-光热协同治疗。研究表明，模拟体液中该复合物可以被降解为不到3 nm的颗粒。同时其也具备多模态成像和高效的治疗肿瘤的能力，因此成为一种可生物降解的纳米诊疗试剂，具有临床应用的潜能。

Ma J, Li P, Wang W, et al.  Biodegradable Poly(amino acid)-Gold-Magnetic Complex with Efficient Endocytosis for Multimodal Imaging-Guided Chemo-Photothermal Therapy[J]. ACS Nano, 2018.

DOI: 10.1021/acsnano.8b02750

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b02750