石墨烯Nature、钙钛矿Nature、上交大Science丨顶刊日报20190817
纳米人 纳米人 2019-08-17
1. Nature: 石墨烯纳米结构的振动位置与动量的映射

原子振动波声子的传播决定了材料的热学、力学、光电子输运等重要特性。因此,对声子色散(即振动能量对动量的依赖性)的了解是理解和优化材料行为与性质的重要手段分。然而,由于振动光谱学的实验局限性,在过去的十年间对二维材料(如石墨烯)的独立单层的声子色散及其局部变化一直进展缓慢。尽管电子能量损失谱(EELS)在最近已经被证明可以探测局部振动电荷响应,但受限于其聚焦束的几何结构,这种研究仍然受到动量空间积分的限制;同时材料的极性对其使用也造成了一定局限,如氮化硼存在由强偶极子矩引起的巨大信号。另一方面,通过非弹性X射线(中子)散射光谱或EELS在反射中对石墨烯进行的测量则没有任何空间分辨率。
 
在本文中,日本国家先进工业科技研究所Kazu Suenaga等通过映射大动量转移的不同振动模式将确定声子色散到一个独立的单层石墨烯上。他们用密度泛函微扰理论精确地重复和解释了实验所测得的散射强度。此外,使用石墨烯纳米带结构对选定的动量分辨振动模式进行纳米尺度映射能够在空间上分离体积、边缘和表面等多种不同振动模式。该结果证明了在纳米尺度上研究二维单层材料的局部振动模式的可行性。

1-.png

RyosukeSenga, Kazu Suenaga et al, Position and momentum mapping of vibrations ingraphene nanostructures, Nature, 2019
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1477-8?utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+nature%2Frss%2Fcurrent+%28Nature+-+Issue%29
 

2. Nature: CaSiO3钙钛矿的地震速度可以解释地球下地幔中的LLSVPs

地震学记录了整个下地幔中各种异质性的存在,但这些信号的起源 - 无论是热还是化学 - 仍然不确定,因此它们对深地球性质的大部分信息都是模糊的。准确解释观测到的地震速度需要了解地球上所有可能的矿物成分的地震属性。硅酸钙(CaSiO3)钙钛矿被认为是整个下地幔中第三丰富的矿物质。近日,伦敦大学学院A. R.Thomson研究团队同时测量CaSiO3钙钛矿样品的晶体结构和剪切波和压缩波速度,并直接限制该材料的绝热体积和剪切模量。
 
研究人员观察到钛在CaSiO3钙钛矿中的掺入在较高温度下稳定了四方结构,并且材料的剪切模量显着低于计算或热力学数据集所预测的。结合文献资料并推断,该研究结果表明俯冲洋壳将在整个下地幔中作为低地震速度异常可见。此外,研究还表明大的低剪切速度省(LLSVPs)与再生海洋地壳的中度富集是一致的,并且中地幔不连续性可以通过含钛的CaSiO3钙钛矿中的四方 - 立方相变来解释。

2-.png

Thomson, A. R. et al. Seismic velocities of CaSiO3 perovskitecan explain LLSVPs in Earth’s lower mantle. Nature 2019.
DOI: 10.1038/s41586-019-1483-x
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1483-x.pdf
 

3. Science: 稳定钙钛矿半导体的异质结构

上海交通大学韩礼元杨旭东团队报道了一种解决方案处理策略,以稳定基于钙钛矿的异质结构。在具有富Pb表面的FAxMA1-xPb1+ yI3膜和氯化氧化石墨烯层之间形成强Pb-Cl和Pb-O键。构建的异质结构可以选择性地提取光生电荷载体并阻止软钙钛矿中分解组分的损失,从而减少对有机电荷传输半导体的损害。在AM1.5G太阳光下。在60℃下1000小时的最大功率点下测试后,活性面积为1.02 cm2的钙钛矿太阳能电池保持其初始效率的90%为(初始值为21%)。


3-1-.png

3-2-.png

Stabilizingheterostructures of soft perovskite semiconductors
https://science.sciencemag.org/content/365/6454/687
 

4. Sci. Adv.:ZrTe5中应变调谐拓扑相变的证据

拓扑上不同的绝缘相之间的相变涉及到带隙的闭合和重新打开。在拓扑相变附近,体能谱具有大的狄拉克色散特性,其中带隙起着质量的作用。阿拉巴马大学伯明翰分校Jiun-Haw ChuCheng-Chien Chen联合报告了ZrTe5电输运性质的应变依赖性测量,因为它接近拓扑相变,ZrTe5在体相中存在大量的狄拉克费米子。观察到电阻率在临界应变下呈现明显的最小值。进一步发现,在临界应变下,正的纵向磁导率最大。这种非单调应变依赖性与狄拉克质量符号的转换是一致的,因此,ZrTe5中的应变调谐拓扑相变是一致的。

4-.png

Mutch, J.; Chen, W.-C.; Went,P.; Qian, T.; Wilson, I. Z.; Andreev, A.; Chen, C.-C.; Chu, J.-H., Evidence fora strain-tuned topological phase transition in ZrTe5. ScienceAdvances 2019, 5 (8), eaav9771.
DOI: 10.1126/sciadv.aav9771
https://advances.sciencemag.org/content/5/8/eaav9771
 

5. Nature Commun.: 单层和多层石墨烯的相干反斯托克斯拉曼光谱

拉曼光谱是研究石墨烯的有力表征工具。尽管石墨烯具有很大的非线性三阶敏感性,但它对相干态的扩展到目前为止仍十分具有挑战性。由于石墨烯无间隙的性质,几个相互干扰的电子和声子跃迁会同时产生其光学响应,从而阻止检索类似于自发拉曼光谱的光谱分布。
 
在本文中罗马大学C. FerranteT. Scopigno等通过相干反斯托克斯拉曼散射发现了单层和多层石墨烯中G声子的受激拉曼光谱。其中的非线性信号由振动非共振背景控制,从而掩盖了拉曼线的形状。研究人员证明通过减少激光激励脉冲的时间重叠能够抑制振动非共振背景,从而可以测量出振动共振相干反斯托克斯拉曼散射峰。考虑到两者的电子共振性质。他们还对光谱进行了理论模拟。该研究成果展示了相干反斯托克斯拉曼散射在振动灵敏度石墨烯成像中的应用。

5-.png

A.Virga, C. Ferrante, T. Scopigno et al, Coherent anti-Stokes Raman spectroscopyof single andmulti-layer grapheme, Nature Communications, 2019
https://www.nature.com/articles/s41467-019-11165-1?utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+ncomms%2Frss%2Fcurrent+%28Nature+Communications+-+current%29
 

6. PNAS:黑色素量子点递送金属环化合物用于成像指导的化学-光热协同治疗

离散的铂(II)金属环化合物在生物医学上具有很好的应用前景。华中师范大学孙耀博士犹他大学Peter J. Stang教授合作将离散的Pt(II)金属环化合物和NIR II区荧光染料与黑色素量子点相结合,构建了具有双模态成像和化学-光热治疗性能的纳米材料。
 
该纳米材料具有良好的溶解度、生物相容性和体内稳定性。体内光声成像和NIR-II荧光成像均表明该材料能有效地在肿瘤部位积累,且具有良好的信号-背景比和生物分布情况。并且在双模态成像的指导下,该材料能通过化学-光热协同治疗实现较好的抗肿瘤效果,且副作用很低。

6-.png

YueSun, Feng Ding, Zhao Chen, Ruiping Zhang, Yao Sun, Peter J. Stang. et al.Melanin-dot–mediateddelivery of metallacycle for NIR-II/photoacoustic dual-modal imaging-guidedchemo-photothermal synergistic therapy. Proceedings of the National Academy of Sciences of theUnited States of America. 2019
https://www.pnas.org/content/early/2019/08/06/1908761116
 

7. Joule: 薄膜结构影响钙钛矿太阳能电池的等效电路

韩国全北国立大学Hyo Joong LeeIUniversidad de ValènciavánMora-SeróPablo海梅一世大学P. Boix等人控制前体浓度,以制造一系列具有不同量的钙钛矿吸吸收层的钙钛矿太阳能电池(PSC)。虽然较低浓度的器件呈现出了染料敏化阻抗图案,但在较高浓度制备的薄膜PSC的特征阻抗增大。
 
电容的演变用于识别频谱中的主要物理过程,并揭示不可能为每个单独的特征归属到单个物理起源。相反,它们的电阻呈现来自不同物理过程的贡献,包括电荷传输和复合。该研究提供了一个等效电路来评估PSC的阻抗谱直接影响其性能的过程,也是进一步开发钙钛矿光伏器件的工具。

7-.png

AnEquivalent Circuit for Perovskite Solar Cell Bridging Sensitized to Thin FilmArchitectures, Joule, 2019
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2542435119303587
 

8. JACS: 富锂的Li14SiP6具有快速的离子导电性

具有超离子传导性的固体电解质是作为全固态电池的主要成分。慕尼黑工业大学Thomas F. Fässler团队报道了一种新的化合物,其Li含量高于通过添加Li3P得到的Li8SiP4。基于Li8SiP4和Li3P的晶体结构,可以预期[SiP4]8-和P3-作为阴离子构建单元的存在类似于Liargyrodites中同时出现的[PS4]3-和S2-。该材料是一种基于“富锂”磷硅酸盐的三维导电通道的新型固体电解质,室温下离子电导率σ> 10-3 S cm-1,活化能为30-32 kJ mol-1,超过最近推出了一系列磷酸氢化锂。
 
针对更高的锂离子电导率的要求,对磷酸锂硅酸盐的系统研究获得了在这类材料中迄今为止锂最丰富的化合物。该材料显示出可逆热相变的结晶材料,可以通过原材料的球磨然后对混合物进行热处理制备得到。研究者通过温度依赖性粉末中子衍射测量结合最大熵方法(MEM)和DFT计算分析了通过四面体和八面体空隙的锂扩散路径。此外,通过温度依赖性阻抗和7Li-NMR光谱研究了由四面体空隙中的无序Li / Si占有率加上部分填充的八面体空隙构成的锂离子迁移率。

8-1-.png

8-2-.png

StefanStrangmüller, HenrikEickhoff, David Müller, Wilhelm Klein, GabrieleRaudaschl-Sieber, Holger Kirchhain, Christian Sedlmeier, Volodymyr Baran,Anatoliy Senyshyn, Volker L. Deringer, Leo van Wüllen,Hubert A. Gasteiger, Thomas F. Fässler, Fast Ionic Conductivity in the MostLithium-Rich Phosphidosilicate Li14SiP6, J. Am. Chem. Soc.2019
DOI:10.1021/jacs.9b05301
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.9b05301
 

9. Adv. Sci.:光控的超小氧化铁纳米团簇颗粒用于动态增强的关节炎磁共振成像

东华大学沈明武教授史向阳教授同济大学彭琛博士合作制备了一种在激光照射下合成可形成纳米团簇(NCs)的超小Fe3O4纳米颗粒,并将其用于动态增强的T1/ T2加权磁共振成像(MRI)。实验通过溶剂热法合成了柠檬酸稳定的超小Fe3O4 NPs,并将其与靶向关节炎的配体叶酸(FA)和光控单元双吖丙啶(DA)相连接形成了超小的Fe3O4-PEG-(DA)-FA NPs,它具有良好的生物相容性和FA介导的对关节炎相关巨噬细胞的特异靶向性。
 
该NPs在被激光照射后可形成NCs,并且通过改变激光的照射时间可调节其r1和r2的相关系数。因此,Fe3O4-PEG(DA)-FA NPs可在没有激光的条件下对关节炎进行T1加权成像;而在有激光的条件下可进行增强的双模T1 / T2加权成像,而这与其在光照下形成的NCs有关。

9-.png

XinLi, Chen Peng, Mingwu Shen, Xiangyang Shi. et al. Light-AddressableNanoclusters of Ultrasmall Iron Oxide Nanoparticles for Enhanced and DynamicMagnetic Resonance Imaging of Arthritis. Advanced Science. 2019
DOI:10.1002/advs.201901800
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.201901800
 

10. Chem. Mater.:中空的Cu2Se纳米酶用于肿瘤光热-催化治疗

肿瘤微环境(TME)介导的肿瘤治疗,如基于类芬顿反应的化学动力学治疗(CDT)等在近年来受到广泛关注。然而,高效的类芬顿反应通常需要严格的反应条件,如低的pH值和充足的H2O2等。因此,提高肿瘤内的类芬顿反应效率以增强CDT作用成了目前研究的一大热点。苏州大学赵琪程亮博士合作,以Cu2O纳米晶(NCs)为模板,采用阴离子交换法成功制备了Cu2Se中空纳米晶(HNCs)。
 
该方法可用于合成具有相似结构的Cu2S和CuSSe HNCs。实验通过调整Cu2O NCs在转化为Cu2Se HNCs过程中的反应时间,得到了具有优化性能的Cu2Se HNCs,它具有较高的NIR II光热转换效率(50.89%)和良好的类芬顿反应性能。在进一步利用聚乙二醇对Cu2SeHNCs进行修饰后可以使其具有良好的水分散性和生物相容性。体内外实验证明,利用PEG-Cu2SeHNCs进行的光PTT-CDT联合治疗具有很好的协同效应,其疗效也显著优于单独的PTT或CDT。

10-.png

XianwenWang, Qi Zhao, Liang Cheng. et al. Hollow Cu2Se Nanozymes for TumorPhotothermal-Catalytic Therapy. Chemistry of Materials. 2019
DOI:10.1021/acs.chemmater.9b01958
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.9b01958

加载更多
5711

版权声明:

1) 本文仅代表原作者观点,不代表本平台立场,请批判性阅读! 2) 本文内容若存在版权问题,请联系我们及时处理。 3) 除特别说明,本文版权归纳米人工作室所有,翻版必究!
纳米人
你好测试
copryright 2016 纳米人 闽ICP备16031428号-1

关注公众号