纳米前沿顶刊日报20190128

纳米人

2019-01-27

1.Angew.：脂质体中分离的聚合物点作为光催化剂用于原位氢气治疗

半导体聚合物点(Pdots)由于其具有良好的光催化活性和可调谐的光学带隙，近年来引起了人们的广泛关注。Zhang等人介绍了Pdots通过原位光催化产生氢气的治疗应用。实验使用脂质体作为纳米反应器来对光催化剂、反应物、中间体和副产物进行限域。Pdots在吸收光子后就可以在水溶液开始催化循环产生H₂，而H₂可以扩散到脂质双分子层以抵消病变组织中过表达的活性氧(ROS)。这一研究证明含有Pdots和牺牲电子供体的脂质体纳米材料是一种良好的，用于原位氢气治疗的光催化纳米反应器。

Zhang B Y, Wang F, et al. Polymer Dots Compartmentalized in Liposomes as Photocatalyst for In Situ Hydrogen Therapy. Angewandte Chemie International Edition, 2019.

DOI: 10.1002/anie.201813066

http://dx.doi.org/10.1002/anie.201813066

2.复旦Angew.：将锂沉积于交叉堆叠碳纳米管板上用于锂氧电池（具有超高比容量）

复旦大学彭慧胜和Ye Zhang团队将对齐的碳纳米管交叉堆叠成多孔网络，开发了一种沉积Li的三维交叉堆叠碳纳米管网络（3D-CSC）作为高效Li-O₂电池的有效负极（Li/3D-CSC）。由于无枝晶和稳定的固体电解质界面，循环稳定性显着提高。该负极提供高达3656 mAh/g的可逆比容量，接近纯金属Li的理论比容量（3861 mAh/g）。基于Li/3D-CSC负极的Li-O₂电池显示出优于常用裸Li箔负极五倍的循环性能。3D-CSC支架具有以下优点：

1 通过端对端连接的定向碳纳米管（CNT）网络非常轻（约0.07mg/cm²），具有低薄层电阻，提供了制造高性能Li负极的可接近性，同时对容量的影响最小。

2 具有大表面积的可膨胀多孔支架促进均匀的无枝晶Li沉积并减轻体积变化以实现稳定的循环性能。

3 电化学和机械稳定性使其成为Li沉积的兼容主体，在诸如Li-O₂电池的各种应用中备受青睐。

Ye L, Liao M, Sun H, et al. Stabilizing lithium into cross-stacked nanotube sheets with ultra-high specific capacityfor lithium oxygen battery. Angewandte Chemie International Edition, 2019.

DOI: 10.1002/anie.201814324

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201814324

3.周豪慎&郭少华AM：具有可逆阴离子氧化还原的新型富锂岩盐氧化物Li₂Ni_1/3Ru_2/3O₃

南京大学周豪慎和郭少华团队报道了具有Fd-3m空间群的新的富Li岩盐氧化物Li₂Ni_1/3Ru_2/3O₃，其中阳离子位点存在部分阳离子有序排列。第一原理计算表明该岩盐氧化物在脱锂状态下具有氧活性潜力，并具有更多0-TM（TM =过渡金属）渗透网络的良好动力学。原位拉曼证实了可逆的阴离子氧化还原，在富锂岩盐正极的循环过程中首次确定了O^2-/O^-演化。电荷补偿基于循环期间的阳和阴离子氧化还原过程，优异的倍率性能归因于更开放的扩散通道引起的良好动力学行为。具有过氧物种形成的氧行为可直接在岩盐结构材料中可视化，其具有可持续的可逆性。与具有相同空间群的常见阳离子无序氧化物相比，Li₂Ni_1/3Ru_2/3O₃正极提供了高容量，突出的倍率以及良好的循环性能，并具有可忽略的电压衰减。

Li X, Qiao Y, Guo S, et al. A New Type of Li‐Rich Rock‐Salt Oxide Li₂Ni_1/3Ru_2/3O₃ with Reversible Anionic Redox Chemistry. Advanced Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adma.201807825

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201807825

4.南方科大ACS Nano：单分子层空穴传输层用于倒置钙钛矿太阳能电池

Kong等人通过引入有机单分子层（ML）解决了由于ITO/钙钛矿界面处的能级不匹配，消除钙钛矿太阳能电池（PSC）中的效率损失和加快载流子转移，并产生界面偶极子，Sn-N键可以提高ITO的有效功函数。ITO/钙钛矿界面处的能级对准通有利于有效的电荷转移，并抑制非辐射载流子复合。基于ML改性的ITO的无空穴传输层的PSC效率为19.4％，远高于未修饰的ITO的PSC（10.26％）。

Kong W, Li W, et al. Organic Monomolecular Layers Enable Energy Level Matching for Efficient Hole Transporting Layer Free Inverted Perovskite Solar Cells. ACS Nano, 2019.

DOI: 10.1021/acsnano.8b07627

https://doi.org/10.1021/acsnano.8b07627

5.美国西北大学Kanatzidis最新AEM：去年发DJ钙钛矿晶体，今年发DJ器件！

相对于2DRuddlesden-Popper（RP）钙钛矿，在2DDion-Jacobson（DJ）类型的卤化物钙钛矿中发现的层间距离越近，意味着更好的载流子电荷传输和在太阳能电池中的优异性能。Mercouri G. Kanatzidis课题组使用3-（氨基甲基）哌啶鎓（3 AMP²⁺）作为间隔阳离子和钙钛矿笼中甲基铵（MA ⁺）和甲脒（FA ⁺）阳离子的混合物的2D DJ钙钛矿的结构和性质。(3AMP)(MA_0.75FA_0.25)₃Pb₄I₁₃钙钛矿具有更窄的带隙，更少的扭曲无机骨架。此外，通过溶剂工程方法用少量氢碘酸制备的(3AMP)(MA_0.75FA_0.25)₃Pb₄I₁₃薄膜具有更好的薄膜形态和结晶质量，更优选垂直取向。因此，基于(3AMP)(MA_0.75FA_0.25)₃Pb₄I₁₃的太阳能电池的效率为12.04％，高填充因子为81.04％,空气和光稳定性均有提升。

Ke W, Mao L, et al.Compositional and Solvent Engineering in Dion–Jacobson 2D Perovskites Boosts Solar Cell Efficiency and Stability. Advanced Energy Materials, 2019.

DOI: 10.1002/aenm.201803384

https://doi.org/10.1002/aenm.201803384

6.福建农林大学AEM综述：两性离子在光伏光器件和电池中的应用

两性离子是一类含有共价键合阳离子和阴离子的材料，由于其特殊的特性，例如在极性溶剂中的优异溶解性，溶液加工以及载流子和离子转移的偶极子形成。最近，已经开发出两性离子作为有机太阳能电池（OSC），钙钛矿太阳能电池（PVSC）和有机发光器件（OLED）的电极改性剂，以及用于锂离子电池（LIB）的电解质添加剂。福建农林大学的研究团队重点介绍了通过将其作为界面层和电解质添加剂引入，构建高性能器件。例如，关于OSC，PVSC，OLED和LIB的最新进展。还详细阐述了各种两性离子材料作为高效OSC，PVSC，OLED和LIB的界面层和添加剂的作用。然后，概述了两性离子材料的器件性能，并讨论了结构-属性关系。最后，还讨论了两性离子材料的前景。

Islam A, Li J, et al. Zwitterions forOrganic/Perovskite Solar Cells, Light-Emitting Devices, and Lithium Ion Batteries: Recent Progress and Perspectives. Advanced Energy Materials, 2019.

DOI: 10.1002/aenm.201803354

https://doi.org/10.1002/aenm.201803354

7.Adv. Sci.：肿瘤特异性药物释放和活性氧生成用于化疗/化学动力学联合治疗肿瘤

化疗药物联合活性氧(ROS)是一种很有前途的提高抗癌效果的策略。Wang等人制备的纳米药物(LaCIONPs)可以实现肿瘤特异性化疗药物释放和ROS生成，用于化疗和化学动力学联合治疗癌症。LaCIONPs是将氧化铁纳米颗粒(IONPs)和β-拉帕醌 (La)封装在纳米结构内组装而成的，纳米结构由对过氧化氢(H₂O₂)响应的前药和对 pH响应的聚合物组成。纳米LaCIONPs可以通过增强的渗透和滞留效应以在肿瘤组织中积累。LaCIONPs被肿瘤细胞内化后，其结构在酸性细胞内环境中会解体导致La和铁离子快速释放。释放的La通过肿瘤特异性fc催化产生大量H₂O₂。一方面，H₂O₂会与铁离子发生反应产生毒性极强的羟基自由基进行化学动力学治疗；另一方面，H₂O₂也能激活化疗药物喜树碱的释放。LaCIONPs的显著抗肿瘤作用也在体内外都得到了证实。

Wang S, Wang Z T, et al. Tumor-Specifc Drug Release and Reactive Oxygen Species Generation for Cancer Chemo/Chemodynamic Combination Therapy. Advanced Science, 2019.

DOI: 10.1002/advs.201801986

https://doi.org/10.1002/advs.201801986

8.Small综述：柔性锌离子电池的挑战与进展

为了跟上便携式以及可穿戴电子器件发展的脚步，发展先进的柔性储能器件迫在眉睫。从这个角度来说，锌离子电池凭借其高容量、低成本、高安全性和环境友好等优势而吸引了广泛关注。近年来柔性锌离子电池的发展更是备受瞩目。本文对柔性锌离子电池的设计、组装以及表征等研究进展进行了概括总结。为了确保柔性特征的实现，本文的重点放在了柔性电极与电解质的设计上。此外，文章还列出了高性能柔性锌离子电池当前发展的挑战与未来发展的机会。

Yu P, et al. Flexible Zn‐IonBatteries: Recent Progresses and Challenges. Small, 2019.

DOI: 10.1002/smll.201804760

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.201804760