纳米前沿顶刊日报20190124

纳米人

2019-01-23

1.埃因霍芬理工大学JACS：用合成性水凝胶模拟活性生物聚合物网络

在生物系统中，由内应力产生的硬化过程是非常重要的，这也是许多生物力学过程的基础。例如，细胞会通过拉伸胶原蛋白和纤维蛋白纤维使周围的基质变硬。在亚细胞水平上，分子马达会促进流化并通过向相反方向滑动极性肌动蛋白丝来主动强化细胞骨架。Fernández-Castaño等人表明纤维矩阵与热响应的半弹性聚合物聚(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) 进行化学交联后会通过线团-球体转变产生内部压力导致宏观硬化。PNIPAM坍缩所产生的力足以在几分钟内将流体材料驱入坚硬的凝胶中。这一概念为合理设计在体温下迅速硬化、在机械和结构上与细胞和组织类似的水凝胶材料提供了新的策略。

Fernández-Castaño Romera M, Göstl R, etal. Mimicking Active Biopolymer Networks with a Synthetic Hydrogel[J]. Journal of the American Chemical Society, 2019.

DOI: 10.1021/jacs.8b10659

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b10659

2.莫纳什大学Angew.：可视化混合卤化物钙钛矿单晶中的相分离

在光照下，混合有机卤化物钙钛矿分离成富含碘的区域，这对其在光伏和发光器件中的应用极其不利，相关的研究表明相分离的区域位于晶界。Mao 等人采用MAPb(BrxI_1-x)₃单晶深入研究相分离的过程。研究发现，在整个晶体中的生长中，纳米团簇状富I区域的直接可视化揭示了这种转变不需要晶界。窄带荧光成像和时间分辨光谱提供了对相分离域的性质和对光电性质影响的新见解。

Mao W, et al. VisualizingPhase Segregation in Mixed-Halide Perovskite Single Crystals[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2019.

DOI: 10.1002/anie.201810193

https://doi.org/10.1002/anie.201810193

3.ACS Nano：MnO六方片中形成氧空位用于高容量超长寿命锂离子电池

（001）纤锌矿结构的MnO的极性表面具有显著的静电不稳定性，其在锂化/脱锂过程中促进纤锌矿至类石墨烯结构的转变，这种转变导致电池的低效和循环不稳定性。鉴于此，研究人员通过在Ar/H₂气下热解和还原MnCO₃HS来合成具有丰富氧空位缺陷（MnO-Vo HSs）的MnO六方片（HS）。氧空位（Vos）在还原过程中产生，并使用一系列技术进行表征：XANES，电子自旋共振，Artemis建模和R空间Feff建模。分析结果表明，在每个O原子层内引入一个Vos可以将电荷密度降低为3.2×10^-19 C，平衡内部非零偶极矩并使纤锌矿结构更稳定，从而抑制变成类石墨烯结构。DFT计算表明，Vos的存在，显著改善了Li原子周围的电荷积累并增加了Li+吸附能（-2.720 eV）。当用作锂离子电池负极材料时，MnO-Vo HS具有极高的比容量（0.1 A g^-1时1228.3 mAh g^-1）和优异的电池循环稳定性（1.0 A g^-1下1000次连续充放电后容量保持率约为88.1％）。

Zou Y, Zhang W, Chen N, et al. GeneratingOxygen Vacancies in MnO Hexagonal Sheets for Ultralong Life Lithium Storagewith High Capacity[J]. ACS Nano, 2019.

DOI: 10.1021/acsnano.8b08608

https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acsnano.8b08608

4.AFM：水化层状钒氧化物用于可充水溶液锌离子电池的高度可逆正极材料

可充水溶液锌离子电池评凭借其低成本和高安全性等优势而备受瞩目，但是其又面临着循环稳定性差和能量密度低等问题。在本文中，研究人员报道了利用简单的电化学沉积技术制备的高性能V₂O₅·6H₂O纳米带正极材料。他们发现水合的钒氧化物正极能够实现高度可逆和超快的Zn²⁺脱嵌。这种无粘结剂V₂O₅正极能够在500 mA/g的电流密度下保持354.8 mAh/g的可逆比容量，同时保持高达99.5%的库伦效率，循环1000周后容量保持率高达94%。

Zhang N, al. Hydrated Layered Vanadium Oxide as a Highly Reversible Cathode for Rechargeable Aqueous Zinc Batteries[J]. Advanced Functional Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adfm.201807331

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201807331

5.华中科大Adv. Sci.：来谈一谈氯在二维非铅钙钛矿中的角色

Wang等人报道了一种一锅法合成具有不同Cl掺杂浓度的二维非铅钙钛矿BA₂SnI₄的策略。并研究了Cl掺入如何影响钙钛矿的形态变化，光致发光，相变和电荷传输。研究表明，Cl元素成功地掺入钙钛矿材料中的晶格中。变温光致发光研究表明，BA₂SnI_4-xCl_x中的发射性质和相变行为可以通过改变Cl掺入浓度来调节。Cl掺杂浓度也可以极大地改变电荷传输行为，并且在较高的Cl掺入浓度下可以显着改善电导率。

Wang J, et al. The Role of Chloride Incorporation in Lead-Free 2D Perovskite (BA)₂SnI₄:Morphology, Photoluminescence, Phase Transition, and Charge Transport[J].Advanced Science, 2019.

DOI: 10.1002/advs.201802019

https://doi.org/10.1002/advs.201802019

6.Adv. Sci：纳/微米方法用于癌症免疫治疗

关于肿瘤免疫治疗的研究在嵌合抗原受体-T细胞(CAR-T)治疗、免疫检查点阻断(ICB)治疗、新抗原疫苗制备等方面取得了显著的临床效果。然而，肿瘤免疫治疗的应用也一直受到耐受率低和免疫相关不良事件的影响。近十年来，纳/微米技术的快速发展为提高癌症免疫治疗效果提供了有效的策略。纳/微米粒子的尺寸大小、高表面体积比和可修饰的表面使其可以用于对特定细胞类型的精确靶向等方面，进而用于癌症疫苗的设计和免疫调节剂的递送。Mi等人综述了纳/微米技术在癌症疫苗、免疫检查点阻断和间接免疫治疗中的应用；探讨了纳/微米粒子提高这些治疗效果的免疫机制以及在加速肿瘤免疫治疗的临床转化方面的应用。

Mi Y, Hagan IV C T, et al. Emerging Nano-/Microapproaches for Cancer Immunotherapy[J]. Advanced Science, 2019.

DOI: 10.1002/advs.201801847

https://doi.org/10.1002/advs.201801847

7.Small：在植物和动物体内对铜粒子进行化学选择性光声成像

检测植物和动物体内的Cu²⁺对环境监测和疾病诊断具有重要意义。Zeng等人制备了近红外(光NIR)开启的光声(PA)探针(LET-2)，用于豆芽和小鼠等活体对象体内的Cu²⁺检测。LET-2与Cu²⁺相互作用后，其吸收峰会由625 nm变为715 nm，并且在715 nm处产生强PA信号(PA715)输出。PA715值也随着Cu²⁺浓度的增加而增加，检测限为10.8 x10^-9 M。对豆芽和小鼠的体内外研究表明，LET-2PA探针对Cu²⁺的检测具有较高的灵敏度和选择性。

Zeng L L, Ma G C, et al. In Vivo Chemoselective Photoacoustic Imaging of Copper(II) in Plant and Animal Subjects[J].Small, 2019.

DOI: 10.1002/smll.201803866

https://doi.org/10.1002/smll.201803866

8.Small：机械化学法制备具有优异储锂性能的γ石墨烯

γ石墨烯由于具有独特的大共轭环结构因而具有高理论储锂容量，这使其有望成为一类新型碳纳米负极材料。在本文中，研究人员报道了基于实验方法的γ石墨烯高容量锂离子电池。文中所用γ石墨烯是通过机械化学以及后续CaC₂和C₆Br₆烧结过程制备的。这种电极材料在100 mA/g的电流密度下可逆储锂容量高达1104.5 mAh/g，其倍率性能表现为在5 A/g的电流密度下容量为435.1 mAh/g。优异的电化学性能归功于γ石墨烯的介孔结构、大共轭环以及增大的内平面间距。

Yang C, etal. Mechanochemical Synthesis of γ‐Graphyne with Enhanced Lithium Storage Performance[J]. Small, 2019.

DOI: 10.1002/smll.201804710

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.201804710