纳米前沿顶刊日报 20181023

纳米人

2018-10-23

1. Chem. Rev.：从机理视角看过去10年钒的催化应用！

本综述总结和讨论了从2008年至2018年均相和负载钒配合物催化的反应。特别关注钒催化反应的机理和动力学研究，包括烷烃，烯烃，芳烃，醇，醛，酮和硫物质的氧化，以及C-C和C-O键氧化断裂，C-C键形成，去氧化脱氢，卤过氧化物酶，氰化，氢化，脱氢，开环易位聚合和氧代/亚氨基异构复合，描述的工作代表了V催化的巨大进步。此外，作者也指出需要更多的动力学研究来充分了解V如何促进这些转化，这些将有助于开发新的催化方法。同时，对于V体系催化剂，作者还指出未来应该要追求的研究方向，比如扩大未开发的催化区域，合成多金属钒催化剂，开发具有均相功能的非均相催化剂，改进高级理论计算和开发应用先进的光谱技术等，以便更好地推动钒催化的研究和实际应用。

LangeslayR R, Kaphan D M, Marshall C L, et al. Catalytic Applications of Vanadium: A Mechanistic Perspective[J]. Chemical Reviews, 2018.

DOI:10.1021/acs.chemrev.8b00245

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.8b00245

2. 许建斌Joule：16.13%效率，无空穴传输层高效钙钛矿太阳能电池

昂贵且不稳定的有机空穴传输层（HTL）是阻碍钙钛矿太阳能电池广泛应用的关键问题之一。香港中文大学许建斌课题组通过界面离子交换过程形成一种3D-2D钙钛矿-钙钛矿平面异质结：MAPbI₃-(BA)₂(MA)_n-1Pb_nI_{3n+ 1}。为了有效的电荷分离，形成了渐变带结构，并且可以通过FA掺入来调节2D钙钛矿的导电性，使得改性的2D钙钛矿层成为高效稳定的HTL。基于3D-2D太阳能电池最初效率为13.15％，热老化后为16.13％。无封装电池在65％湿度下，50天后可保持71％，在85 ℃，30天后仍保持74％。

Zhang, T. et al. Stable and Efficient 3D-2DPerovskite-Perovskite Planar Heterojunction Solar Cell without Organic Hole Transport Layer. Joule,

Doi:10.1016/j.joule.2018.09.022.

https://doi.org/10.1016/j.joule.2018.09.022

3. Joule：高MnO₂负载的3D印刷赝电容电极展示创纪录的面积电容！

沉积在集流体上的赝电容材料MnO₂通常仅在小于1mg cm^-2的质量负载下才能实现高电容，通常质量负载的增加会导致电容性能的急剧下降。研究人员报道了一种3D打印的石墨烯气凝胶/MnO₂电极，其中MnO₂负载量高达182.2 mg cm^-2，实现了创纪录的44.13 F cm^-2的面积电容。研究发现，该电极的面电容随MnO₂负载和电极厚度线性增加，此外，随着MnO₂负载，重量和体积电容保持不变。该电极可以实现在面积、重量测量和体积三者归一化下展示高电容，这是大多数电极的折衷。这项工作成功验证了印刷实用赝电容电极的可行性，这可能会彻底改变赝电容器的制造。

Yao B,Chandrasekaran S, Zhang J, et al. Efficient 3D Printed Pseudocapacitive Electrodes with Ultrahigh MnO₂ Loading[J]. Joule, 2018.

DOI:10.1016/j.joule.2018.09.020

https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(18)30458-6

4. 乔世璋Sci. Adv.：从原子水平改造材料，使其电容达到理论极限

基于原子水平的结构改造工程对于改变材料物理化学性质具有重要作用，但是针对材料电容性质的研究相对较少。有鉴于此，乔世璋教授课题组运用原子水平结构改造工程技术研究Zn_xCo_1−xO的电容性质。研究发现，材料表面大量的O空穴增加了氧插层的几率，原子级分散的Zn提高了电子传输的速度，从而使其容量接近于理论极限。

Ling T, DaP, Zheng X, et al. Atomic-levelstructure engineering of metal oxides for high-rate oxygen intercalation pseudocapacitance[J]. Science Advances, 2018.

DOI: 10.1126/sciadv.aau6261

http://advances.sciencemag.org/content/4/10/eaau6261

5. Nat. Commun.：在受损肿瘤微环境中靶向SPINK1可以减轻治疗耐药性

化疗和放疗不仅会引起肿瘤细胞凋亡，也会损伤肿瘤微环境中的基质细胞，导致与衰老相关的分泌表型(SASP)出现。Chen等人介绍了丝氨酸蛋白酶抑制剂Kazal I型(SPINK1)，它会在基因治疗后在人间质细胞中产生SASP因子。实验发现化疗或放疗造成的DNA损伤会引发SPINK1表达，而SPINK1将使得癌细胞的药物抗性增强。体内结果也发现，SPINK1会在实体肿瘤间质中表达并且在化疗后的癌症患者血液中可以被检测到。这一研究证实SPINK1既是可作为靶标的SASP因子，也是一种用于疾病控制和临床监测的新型生物标志物。

Chen F,Long Q, et al. Targeting SPINK1 in the damaged tumor microenvironmentalleviates therapeutic resistance[J]. Nature. Communications, 2018.

DOI:10.1038/s41467-018-06860-4

https://www.nature.com/articles/s41467-018-06860-4

6. JACS：磁性纳米靶向治疗材料用于切伦科夫辐射诱导的光动力治疗

放射性核素与纳米材料相结合可用于进行切伦科夫辐射(CR)诱导的光动力治疗(PDT)，而不再需要外部的光去激发。这就克服了传统PDT存在的组织渗透受限、外部光依赖和光敏剂肿瘤积累低等缺点。然而，CR的作用一般较弱，使得这种PDT在用于临床时需要采用新的策略来放大改善治疗效果。Ni等人用⁸⁹Zr放射性核素和卟啉分子(TCPP)对磁性纳米粒子(MNPs)进行表面修饰，合成了CR诱导的磁性靶向转肿瘤进行PDT的治疗试剂89Zr-MNPs/TCPP。该材料在外磁场作用下表现出较高的肿瘤积累；从而在包括荧光、CR发光(CL)、CR共振能量转移(CRET)等多模态成像指导下发挥了良好的光动力治疗肿瘤效果，并可以对治疗过程进行监测。

Ni D,Ferreira C A, et al. Magnetic Targeting of Nanotheranostics Enhances Cerenkov Radiation-Induced Photodynamic Therapy[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.

DOI:10.1021/jacs.8b09374

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b09374