纳米前沿顶刊日报20190205

纳米人

2019-02-05

1.斯坦福大学Chem. Rev.综述：超全、超详细！层状卤化物钙钛矿的发光性质

层状卤化物钙钛矿为通过合成设计进行光管理提供了一个多功能平台。层状钙钛矿的发射范围可以非常窄，显示出高的色纯度；或者它可以非常宽，跨越整个可见光谱。Smith等人总结了可以从层状卤化物钙钛矿获得的不同类型的光致发光，重点是如何通过改变大块晶格来系统地调整发射：组成、结构和维度的变化。光致发光的起源可以有很大的不同。强相关的电子-空穴对，永久晶格缺陷，瞬态光诱导缺陷，以及有机层中的无机层和分子发色团中的配位-场跃迁均可以参与发射机制。

Smith M D, Connor B A& Karunadasa H I. Tuning the Luminescence of Layered Halide Perovskites. Chemical Reviews, 2019.

DOI: 10.1021/acs.chemrev.8b00477

https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.8b00477

2.匡华Angew.：圆偏振光激活的手性卫星纳米粒子用于对活细胞中多种金属离子的成像和分析

Gao等人构建了一种圆偏振光(CPL)激活的手性卫星纳米材料，该材料由DNA酶驱动的多刺纳米棒二聚体和上转换纳米颗粒(UCNPs)组成，能够同时定量分析活细胞中的多种二价金属离子。手性纳米探针可以与不同的二价金属离子在980 nm左圆偏振(LCP)光照射下协同工作，从而作为一种原位共聚焦生物成像平台，用于定量细胞内金属离子。实验证明该手性探针在活细胞中对Zn²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺的检测限(LOD)分别为1.1 nmol/10⁶细胞、1.02 nmol/10⁶细胞、0.45 nmol/10⁶细胞。

Gao R, Xu L G, et al.Circular Polarized Light-Activated Chiral Satellite Nanoprobes for the Imagingand Analysis of Multiple Metal Ions in Living Cells. Angewandte Chemie International Edition, 2019.

DOI:10.1002/anie.201814282

http://dx.doi.org/10.1002/anie.201814282

3.华盛顿州立大学王振家ACS Nano：中性粒细胞膜源性纳米囊泡保护小鼠不发生缺血性脑中风

缺血性脑中风是一种急性、严重的神经系统疾病，可导致残疾和死亡。缺血性脑再灌注是脑中风后治疗脑损伤的一种方法；然而，但是也会引起炎症反应和继发性组织损伤，称为缺血/再灌注(I/R)损伤。其中，中性粒细胞与内皮细胞的粘附是I/R炎症发生的基础。Dong等人报道了一种中性粒细胞膜源性的纳米囊泡用于药物递送。这些纳米囊泡中含有消退素 D2 (RvD2)，可以对抗炎症从而保护缺血性脑中风中的脑损伤。实验采用脑中动脉闭塞(MCAO)小鼠模型模拟缺血性脑中风，实时观察了纳米囊泡与炎症性脑血管的结合以及为缺血性脑中风病灶提供治疗的过程。负载RvD2的纳米囊泡可显著降低缺血性脑中风的炎症反应，改善小鼠神经功能。

Dong X Y, Gao J, et al. Neutrophil Membrane-Derived Nanovesicles Alleviate Inflammation to Protect Mouse BrainInjury from Ischemic Stroke. ACS Nano, 2019.

DOI: 10.1021/acsnano.8b06572

https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acsnano.8b06572

4.崔屹Nano Lett.：冷冻电镜下褶皱石墨烯笼实现高容量锂金属负极

金属锂负极被认为是负极化学中的“圣杯”，但其实际应用受到低库伦效率和安全性差的的限制。在本文中，研究人员介绍了一种新型褶皱石墨烯笼载体（WGC）用于金属锂负极。与以往报道的无定形碳球不同，WGC的机械稳定性得到了提高、具有更高的离子电导率和卓越的固态电解质界面保护（SEI）。在低面积容量下，金属锂优先沉积在石墨烯笼的内部。

冷冻电镜表征发现WGC表面均匀稳定的SEI膜界面可以防止金属锂与电解液的直接接触。随着面容量的增加，金属锂会致密均匀地沉积在石墨烯笼之间的孔隙中且无枝晶生长。因此，在商品化碳酸酯电解液中在0.5 mA/cm²和1-10 mA/cm²的电流密度下能够实现高达98.0%的库伦效率。采用预嵌锂的WGC与LFP电极匹配的全电池能够保持良好的循环稳定性。

Wang H, et al. Wrinkled Graphene Cages as Hosts for High-Capacity Li Metal Anodes Shown by Cryogenic Electron Microscopy. Nano Letters, 2019.

DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b04906

https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.nanolett.8b04906

5.ACS Energy Lett.：金属锂与固态电解质之间的界面形貌控制着电池失效

许多固态电解质与金属锂负极之间的界面通常是电化学或化学稳定的，更好地理解界面稳定性与电化学降解之间的关系对于稳定电化学界面和确保电池正常工作十分必要。在本文中，研究人员采用原位透射电子显微镜与各种非原位技术对发生在LAGP固态电解质与金属锂之间的界面电化学反应进行了系统研究。

金属锂与LAGP发生电化学反应造成了界面的非晶化与体积膨胀，这会进一步造成固态电解质的裂缝与电池内阻的增大。这种界面演化在高电流密度下形貌十分不均匀，从而造成机械-化学失效。该项工作表明，固态电解质与金属锂界面反应的电流依赖性在确定化学机械降解机制中起着至关重要的作用，这对理解和控制具有不稳定界面的各种SSE材料的降解具有重要意义。

Lewis J A, et al. Interphase Morphology between a Solid-State Electrolyte and Lithium Controls Cell Failure. ACS Energy Letters, 2019.

DOI:10.1021/acsenergylett.9b00093

https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acsenergylett.9b00093

6.ACS Energy Lett.：高质量层状富镍NCMA正极用于锂离子电池

NCM和NCA 正极是高比能锂离子电池正极材料的典范。在本文中，研究人员提出了一种综合了NCM和NCA正极材料且含Ni量相近的杂化正极材料NCMA（LiNi_0.89Co_0.05Mn_0.05O₂）。这种高质量MCMA正极材料放电容量高达228 mAh/g且循环稳定性（1000周后容量保持率高达85%）超过了其对照的NCA和NCM。脱嵌锂过程中体积变化的减小和单粒子压缩变化实验证实了机械强度的增加抑制了微裂纹的形成和扩展。微裂纹是电解液的渗透通道因此其发展与抑制对于后续内表面演化十分重要。

Kim U-H, et al. Quaternary Layered Ni-Rich NCMA Cathode for Lithium-Ion Batteries.ACS Energy Letters, 2019.

DOI: 10.1021/acsenergylett.8b02499

https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acsenergylett.8b02499

7.王中林AFM：压电效应增强等离子体光催化

通过制造Au_x/BaTiO₃纳米异质结构，引入压电效应以增强等离子体光催化作用。 BaTiO₃纳米晶在超声处理时的压电极化抑制了光生热电子-空穴对的复合，增强了Au纳米粒子的局域表面等离子共振，从而改善了光催化过程。

Wang Z, et al. Piezotronic Effect Enhanced Plasmonic Photocatalysis by AuNPs/BaTiO₃ Heterostructures. Advanced Functional Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adfm.201808737

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201808737

8.刘生忠AFM：NbF₅，稳定α相FA基钙钛矿

基于甲脒（FA）的钙钛矿太阳能电池的应用在很大程度上受到从α立方相到黄色δ斜方晶相的相变的阻碍。刘生忠课题组通过使用NbF₅作为新型添加剂制造出高效且相稳定的基于FA的钙钛矿太阳能电池。NbF₅可以改善钙钛矿薄膜的质量，并有效地抑制黄色δ相的形成。

Yuan S, Qian F, et al. NbF₅: ANovel α-Phase Stabilizer for FA-Based Perovskite Solar Cells with High Efficiency. Advanced Functional Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adfm.201807850

https://doi.org/10.1002/adfm.201807850

9.Adv. Sci.：对肿瘤微环境进行治疗性改造可以增强纳米颗粒的递送

在癌症纳米医学的发展中，一个主要的难题是纳米材料不能有效地穿透和向实体肿瘤中运送治疗药物。以往的研究表明，肿瘤血管系统和细胞外基质会调节纳米颗粒的跨血管和间质运输，因此这两者都是影响纳米药物递送到实体肿瘤的关键。在恶性肿瘤微环境中，血管形态异常表现出明显的通透性。此外，肿瘤细胞外基质(ECM)也不同于正常组织实质。这些病理生理特性极大地阻碍了纳米材料的瘤内递送。

Chen等人通过使用抗血管内皮生长因子受体抗体DC101，和一个抗转化生长因子β1 (TGF-β1)抗体、使得肿瘤血管和ECM正常化。这种改造使肿瘤血管网络更有组织性，降低了胶原密度，而这些都有助于增强纳米颗粒在肿瘤中的递送和分布。结果表明，通过改造肿瘤血管和ECM的联合策略可以大大改善纳米药物在实体肿瘤中的传递，因此对开发更有效的肿瘤纳米药物联合治疗平台具有重要意义。

Chen Y X, Liu X J, et al. Therapeutic Remodeling of the Tumor Microenvironment Enhances Nanoparticle Delivery. Advanced Science, 2019.

DOI: 10.1002/advs.201802070

https://doi.org/10.1002/advs.201802070

10.Small：介孔诱导的T-Nb₂O₅/C纳米纤维薄膜实现柔性高功率钠离子电容器

杂化钠离子电容器由于结合了电池与超级电容器的优势和钠元素的低成本等优势而然吸引了众多关注。然而，钠离子电池的大规模发展受到负极材料中的钠离子缓慢动力学的局限。为了实现快速反应动力学，研究人员通过原位SiO₂刻蚀反应组装了介孔正交Nb₂O₅-碳纳米纤维网络。这种制备的T-Nb₂O₅(m-Nb₂O₅)碳纳米纤维薄膜在不使用粘结剂、添加剂以及集流体的前提下可以保持机械柔性。材料中原位形成的介孔能够促进储钠性能的提升，比如良好的倍率性能（高达150C）、优异的循环稳定性(100C下循环10000周容量保持率高达94%)等。基于m-Nb₂O₅/CNF纳米纤维负极与石墨烯框架/介孔碳纳米纤维正极的柔性钠离子电容器在55Wh/kg的能量密度下具有60KW/kg的超高能量密度。

Li Y, et al. Mesopore‐Induced Ultrafast Na⁺‐Storage in T‐Nb₂O₅/Carbon Nanofiber Films toward Flexible High‐Power Na‐Ion Capacitors. Small, 2019.

DOI: 10.1002/smll.201804539

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.201804539?af=R