纳米前沿顶刊日报20181217

纳米人

2018-12-17

1.中科大Angew.：在活细胞中动态操纵可重构的核酸纳米平台用于亚细胞成像

在自然界中，蛛丝纤维的形成始于降低pH值后对丝蛋白(spidroins) 中pH敏感的N端结构域进行二聚。受到这一行为的启发，Peng等人在亚细胞水平上模拟了丝蛋白组装的初始步骤。实验利用两个具有不同分叉顶点的四面体DNA纳米结构(TDNs)去携带一个双分子i-motif和一个裂解ATP适配体，进而设计了一个骨架型核酸(FNA)纳米平台。TDNs一旦进入活细胞内的酸性溶酶体就会组装成一个异二聚体结构，从而形成一个更大的骨架，同时对内源性ATP做出反应进行亚细胞成像，而这种成像可以通过外部药物刺激调节细胞内pH和ATP水平来进行动态操纵。

Peng P, Du Y, et al.Reconfigurable Bioinspired Framework Nucleic Acid Nanoplatform Dynamically Manipulated in Living Cells for Subcellular Imaging[J]. Angewandte ChemieInternational Edition, 2018.

DOI:10.1002/anie.201811117

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201811117

2. Angew.：本征阻燃有机电解液实现安全Li-S电池

安全问题为Li-S电池的大规模应用提出了严峻的挑战，因为传统的易燃有机电解液和锂枝晶生长均会造成严重的安全隐患。在本文中，研究人员提出了一种本征阻燃的有机电解液并将其用于Li-S电池中，这种电解液以LiTFSI为溶质，溶剂为阻燃的磷酸三乙酯和高沸点的氟代碳酸酯组成。

Yang H, Guo C, et al. An Intrinsic Flame‐Retardant Organic Electrolyte for Safe Lithium‐Sulfur Batteries[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.

DOI: 10.1002/ange.201811291

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ange.201811291

3.Nano Lett.：羟基氟化物在OER过程中的表面自重构

OER目前主要使用的是典型的高成本和稀缺的贵金属氧化物(RuO₂/IrO₂)进行催化，而且过高的过电势(η)驱动OER反应不仅降低能量转换效率而且不利于设备的实际应用。近日，美国爱荷华州立大学胡珊 (通讯作者) 课题组和哈佛大学汪淏田 （现莱斯大学）课题组报道了羟基氟化铁镍纳米片阵列在OER条件下可自重构，进而诱发催化剂表面化学成分及相演变。在OER条件下，F从NiFe-OH-F表面析出，催化剂晶态表面转变为介孔状和非晶态NiFe羟基氧化物层。表面重构后的催化剂（NiFe-OH-F-SR）在1 M KOH中所表现出的催化活性相比于直接合成的催化剂提高了58倍（@ 220 mV过电位）: 在10 mAcm^-2 OER电流密度下，过电势仅176 mV。

Zhang B, Jiang K, Wang H, et al. Fluoride-Induced Dynamic Surface Self-Reconstruction Produces Unexpectedly Efficient Oxygen-Evolution Catalyst[J]. Nano Letters, 2018.

DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b04466

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021%2Facs.nanolett.8b04466

4. 周豪慎AEM：高浓三盐电解液实现高度可逆金属锂电池

金属锂负极相比当前商品化的负极材料能够释放出更高的可逆比容量。然而，由于金属锂负极的可逆性较差，因此在锂金属电池中常常需要投放大量过量的锂来保证电池正常工作，但这样会造成成本增加和能量密度的下降。在本文中，南京大学周豪慎教授课题组通过引入LiTFSI-LiNO₃-LiFSI三元盐类电解液体系，在少量锂过量的情况下实现了高度稳定的金属锂全电池。LiNO₃-LiFSI有助于形成富含稳定的LiF和Li₂O的SEI层，而LiTFSI有助于高浓体系下电解液的稳定。

Qiu F, Li X, et al. A Concentrated Ternary‐Salts Electrolyte for High Reversible Li Metal Battery with Slight Excess Li[J]. Advanced Energy Materials, 2018.

DOI: 10.1002/aenm.201803372

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.201803372

5.周欢萍AEM：双大阳离子制备高效稳定的二维钙钛矿

二维（2D）钙钛矿的间隙存在更大的疏水性有机阳离子，为优异的稳定性提供保障。北京大学周欢萍等人首次结合三氟乙基胺(F₃EA⁺)和正丁胺离子（BA⁺）用于钙钛矿太阳能电池，其特征为[(BA)_1–x(F₃EA)_x]₂(MA)₃Pb₄I₁₃。研究表明，BA⁺保证二维钙钛矿薄膜的生长；F₃EA⁺抑制薄膜内的非辐射复合，并促进光生载流子对的分离。基于双大阳离子的二维钙钛矿器件的稳态效率为12.08％，稳定性大幅度提升。这为稳定的钙钛矿材料的设计开辟了一条新的途径。

Tan S, et al. Effect of High Dipole Moment Cation on Layered 2D Organic–Inorganic Halide Perovskite Solar Cells[J]. Advanced Energy Materials, 2018.

DOI: 10.1002/aenm.201803024

https://doi.org/10.1002/aenm.201803024

6.黄维团队AFM：迅速结晶制备高效二维钙钛矿太阳能电池

黄维院士团队提出了一种由溶剂调控快速结晶，实现高质量2D钙钛矿薄膜制备的策略。研究发现，溶剂，例如，二甲基乙酰胺（DMAC），DMF和DMSO具有不同的极性和沸点，对晶体结构和相分布几乎没有影响，但显着影响结晶动力学，晶体生长取向和2D钙钛矿结晶度。DMAC铵盐具有低极性和合适的沸点，与铅的配位弱，易于逃逸，其能够加速2DRP钙钛矿。基于DMAC制备的电池获得12.15％效率。

Qiu J, et al. Rapid Crystallization for Efficient 2D Ruddlesden–Popper (2DRP) Perovskite Solar Cells[J]. Advanced Functional Materials, 2018.

DOI: 10.1002/adfm.201806831

https://doi.org/10.1002/adfm.201806831

7.清华大学Chem. Mater.：超薄钨青铜纳米线具有高效的光热转换性能

Zhang等人介绍了一种简单的一步溶剂热制备超薄钨青铜纳米线（QTBNWs）的方法。而只需改变碱碳酸盐和钨酸盐的起始类型，就可以制备出一系列碱金属掺杂的QTBNWs。这种合成的QTBNWs具有强的近红外(NIR)吸收能力、较高的可见光透射能力和好的光热转换性能，其性能优于钨青铜纳米棒和三元TBNWs。其优异的光热性能应归功于表面等离子体共振(SPR)效应。

Zhang S M, Shi Y A, et al. Ultrathin tungstenbronze nanowires with efficient photo-to-thermal conversion behavior[J]. Chemistry of Materials, 2018.

DOI: 10.1021/acs.chemmater.8b04437

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.8b04437

8.加州大学圣地亚哥分校Chem. Mater.：钆掺杂增强黑色素纳米颗粒的光声信号

Lemaster等人展示了负载钆的黑色素纳米颗粒(Gd(III)-SMNPs)相对于单独的黑色素纳米颗粒具有更高（40倍）光声信号强度，并且也高于其他金属螯合的SMNPs。由于Gd(III)-SMNPs还具有磁共振成像(MRI)造影剂的特性，因此这些材料可用作双模式造影剂。实验使用这中纳米颗粒来标记人类间充质干细胞(hMSCs)，并证实了细胞对其的摄取情况。Gd(III)-SMNP标记的干细胞仍会表达干细胞表面的标志物CD73、CD90和CD105，并继续增殖。随后将标记的干细胞注射到小鼠心肌后通过光声和MR成像观察组织。结果发现光声信号会随着细胞数量的增加而增加，说明这种方法可以在体外检测来用于区分干细胞群体。

Lemaster J E, Wang Z, et al. Gadolinium Doping Enhances the Photoacoustic Signal of Synthetic Melanin Nanoparticles: A Dual Modality Contrast Agent for Stem Cell Imaging[J]. Chemistry of Materials, 2018.

DOI: 10.1021/acs.chemmater.8b04333

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.8b04333