1. Sci. Adv.: 受保护LiAl合金用作锂金属负极助力高效可逆氧化还原电化学
使用金属负极的可充电池无论在科学上还是技术上都备受关注。但是，在金属性负极表面存在的复杂组分、难以确认的形貌、异质化学结构以及不可预测的界面机理等严重限制了其实际应用。在本文中，韩国科技研究所的Won Il Cho和美国康奈尔大学的Archer等人通过对LiAl电极在实际电化学条件下的实验分析和理论计算结果相结合设计出了负极结构和界面组分已知的合金负极。
他们比较了合金负极的相行为、锂结合能以及原子迁移的活化能等参数并研究了其对电化学可逆性的影响。为了说明该发现结果的实际应用潜能，他们将受Langmuir-Blodgett MoS2界面保护的LiAl合金负极与面容量为4.1 mAh/cm2的NCM811正极匹配组装了全电池。该研究结果表明受保护的LiAl合金负极能够表现出良好的电化学可逆性并在电池充放电过程中支持稳定的锂迁移。
MunSek Kim, Lynden A. Archer, Won Il Cho et al, Enabling reversible redoxreactions in electrochemical cells using protected LiAl intermetallics aslithium metal anodes, Science Advances, 2019
DOI:10.1126/sciadv.aax5587
https://advances.sciencemag.org/content/5/10/eaax5587?rss=1
2. Sci. Adv.: 硫素锚定策略助力高负载量单原子贵金属催化剂
由于具有高原子利用率和独特的性质，当金属被缩小到亚纳米级团簇甚至原子弥散时，通常表现出强大的催化活性和选择性，然而，在实际的催化应用中，在固体载体上负载高含量的单原子分散金属催化剂仍然是一个巨大的挑战。
中国科学技术大学的Hai-Wei Liang团队使用介孔硫掺杂碳载体实现了高负载量单原子分散贵金属催化剂，高含硫量和大的表面积使支架赋予了载体高密度的锚定点，通过强的化学间金属-硫相互作用来固定金属原子。采用硫素锚定策略，合成了原子分散的Ru、Rh、Pd、Ir和Pt催化剂，其金属负载量可达10%，制备的Pt催化剂和Ir催化剂的催化活性分别是工业Pt/C催化剂和Ir/C催化剂的30倍和20倍。
Lei Wang, Ming-Xi Chen,Qiang-Qiang Yan, Shi-Long Xu, Sheng-Qi Chu, Ping Chen, Yue Lin, Hai-Wei Liang.A sulfur-tethering synthesis strategy toward high-loading atomically dispersednoble metal catalysts. Science Advances, 2019.
DOI: 10.1126/sciadv.aax6322
https://advances.sciencemag.org/content/5/10/eaax6322?rss=1
3. Angew：6-letter DNA组装的适配体纳米序列用于癌症治疗
作为DNA纳米技术的一个分支，使用Watson-Crick配对来组装得到的DNA和/或RNA（统称XNA）分子，具有比线性双螺旋更复杂的结构，能表现出超出简单信息存储的功能行为。在复杂的生物系统中创造天然DNA/RNA无法侵入的纳米组装体，在扩大DNA中核苷酸数量的同时可增加功能性DNA分子的信息密度。
在此，谭蔚泓院士研究团队联合佛罗里达州应用分子进化基金会研究所Steven A. Benner研究团队通过如下两部分展示了6‐letter GACTZP DNA如何在纳米组装中发挥这一特性：(1)从6‐letter DNA文库中进化而来的适配体，选择性地结合肝癌细胞；(2)携带药物阿霉素的6‐letter自组装GACTZP纳米序列。携带有阿霉素的适配体‐纳米序列组装体，由于适配体结合的可选择性可将阿霉素直接导向适配体靶向细胞，此纳米组装体可选择性杀死培养中的肝癌细胞。同时，该组装体不会杀死未与适配体结合的未转化细胞。综上所述，这种由扩展的遗传字母表构建的结构与药物结合的抗体具有异曲同工之妙，药物可能也是通过这个机制起作用，而其中的抗体则由适配体所取代。
LiqinZhang, Steven A. Benner, Weihong Tan, et al. An Aptamer‐Nanotrain Assembled from 6‐Letter DNA Delivers Doxorubicin Selectively to Liver CancerCells. Angew. Chem. Int. Edit., 2019.
https://doi.org/10.1002/anie.201909691
4. Angew：简便方法合成Au基多壳结构作为等离激元催化剂用于4-硝基苯乙烯选择性加氢
近年来，具有特殊结构和优异性能的金属催化剂的制备受到了广泛的关注。近日，中科院长春应化所Shuyan Song等报道了一种稳健的自模板策略，用于方便且大规模地合成具有可控壳数，球尺寸和原位表面改性的多孔多壳结构Au材料。作者在聚对苯乙烯磺酸钠（PSS）的存在下，用大量NaBH4快速还原Au-三聚氰胺胶体模板得到了该材料。
此外，将模板浸泡在其它金属盐溶液中后，通常也可以通过相同的还原过程将获得的双金属模板转化为双金属多壳结构。在使用NH3BH3作为还原剂的4-硝基苯乙烯加氢中，与未改性的多孔三壳结构金相比，表面改性（S-PTSAu）的多孔三壳结构金对4-氨基苯乙烯具有极好的选择性（97％）。此外，与具有较少壳数的类似催化剂相比，其在可见光照射下还显示出更高的光催化活性。该工作为设计和合成Au基多壳结构应用于各种应用开辟了一条新途径。
JianLi, Shuyan Song*, et al. Robust synthesis of Au‐based multishell structuresas plasmonic catalysts for selective hydrogenation of 4‐nitrostyrene. Angew. Chem. Int. Ed., 2019
DOI: 10.1002/anie.201910836
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201910836
5. Angew：颜色可调的超长有机磷光无定形离子聚合物
具有长寿命和颜色可调发射的非晶态纯有机磷光材料很少见。近日，南京工业大学安众福等报道了一种可行的，简洁的电离化学策略，以赋予传统的聚（4-乙烯基吡啶）（PVP）衍生物在环境条件下具有超长有机磷光（UOP）。
经过1,4-丁烷磺酸电离，PVP-S磷光体的UOP寿命为578.36 ms，比PVP聚合物本身的寿命长525倍。值得注意的是，随着激发波长的变化，该材料可观察到从蓝色到红色的彩色UOP发射，这在有机发光材料中很少见。这一发现不仅为开发具有UOP性质的无定形聚合物提供了指导，而且扩展了室温磷光（RTP）材料在光电领域的实际应用范围。
HeWang, Huifang Shi, Zhongfu An*, et al. Amorphous ionic polymers with color‐tunable ultralong organicphosphorescence. Angew. Chem. Int. Ed., 2019
DOI: 10.1002/anie.201911331
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201911331
6. Angew：金属-绝缘体-COF纳米结构的热π电子隧穿用于高效产氢
通过光催化或光电化学分解水制氢是将间歇性太阳辐射转化为可存储的透明燃料的一种有吸引力的方法。为此，人们已经投入巨大的精力来开发高效而稳定的无机半导体材料，包括硅，各种氧化物，石墨碳氮化物，金属有机骨架和III-V化合物等用于光解水产氢。近日，福州大学Jinlin Long，鲁汶大学Maarten B. J. Roeffaers等巧妙地设计了一种基于共价有机框架（COFs）半导体的新型金属-绝缘体-半导体（MIS）光系统，该光系统可在可见光照射下稳健而高效地放出氢气。
在通过聚乙烯吡咯烷酮（PVP）绝缘子封端的具有亲水亚胺TP-COF和=C=OH-N=氢键基团的Pt纳米颗粒（NPs）的静电自组装制备的有机MIS光系统中，最大H2释放速率可达8.42 mmol h-1•g-1，TOF可达789.5 h-1。光激发的n型TP-COF半导体中的热π电子可以有效地提取，并通过超薄PVP绝缘层隧穿到Pt NPs，将质子还原为H2。与肖特基型对应物相比，基于COF的MIS光电系统的载流子效率提高了32倍，这归因于TP-COF半导体价带中光激发速率，电荷分离和空穴氧化速率的整体提高。
JintaoMing, Ai Liu, Maarten B. J. Roeffaers*, Jinlin Long*, et al. Hot π‐electron Tunneling of Metal‐Insulator‐COF Nanostructures for EfficientHydrogen Production. Angew. Chem. Int. Ed., 2019
DOI: 10.1002/anie.201912344
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201912344
7. Angew：一种具有出色非线性光学性能的新型纳米孔框架材料
大的非线性光学（NLO）系数和宽带隙是两个关键但相互矛盾的参数，很难在单个红外（IR）NLO化合物中同时实现。近日，中科院福建物构所Guo-Cong Guo，Xiao-Ming Jiang等成功获得了一种新的含盐硫属元素化物(SIC)Li[LiCs2Cl][Ga3S6]，它是由单型硫属元素化物四面体构造的第一个纳米尺寸隧道框架。
该材料中主体中高度定向的共价GaS4四面体使得其具有中等的二次谐波生成响应（0.7×AgGaS2），并且离子客体有效地将其带隙扩大到所有IR NLO硫族化物中的最大值（4.18 eV），从而在NLO效率和带隙之间取得了很好的平衡。
Bin-WenLiu, Xiao-Ming Jiang,* Guo-Cong Guo*, et al. Li[LiCs2Cl][Ga3S6]:Unprecedented Tetrahedra‐built Nanoporous Framework with Excellent Nonlinear OpticalPerformance. Angew. Chem. Int. Ed., 2019
DOI: 10.1002/anie.201912416
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201912416
8. Angew：MOF介导的光动力治疗和CpG递送以增强抗原递呈和癌症免疫治疗
检查点阻断免疫治疗(CBI)可以唤醒宿主固有的免疫系统，通过重新激活细胞毒性T细胞来引起癌症患者的持续性响应。芝加哥大学林文斌教授团队制备了一种阳离子纳米MOF材料W-TBP，它可以通过进行免疫原性光动力治疗(PDT)和促进树突状细胞(DCs)的成熟来促进肿瘤抗原的表达。
由双核的WVI二级构建单元和光敏剂卟啉(TBP)配体组成的阳离子W-TBP可以通过介导PDT来释放肿瘤相关抗原，并向DCs递送免疫刺激的CpG寡脱氧核苷酸。研究结果表明，通过增强抗原呈递与CBI的协同作用可以使细胞毒性T细胞恢复活力并扩散，从而在双侧乳腺癌模型中实现极好的抗癌效果，可以有效地治愈（>97%）肿瘤。
KaiyuanNi, Wenbin Lin. et al. Nanoscale Metal-organic Frameworks Mediate PhotodynamicTherapy and Deliver CpG Oligodeoxynucleotides to Enhance Antigen Presentationand Cancer Immunotherapy. Angewandte Chemie International Edition.2019
DOI:10.1002/anie.201911429
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201911429
9. Angew: 溶剂动力学助力超低温高功率双石墨电池
改善可充电池在低温条件下的电化学性能对于电子器件在极端条件下的稳定工作十分关键，尤其是在低温条件下能够高倍率放电的储能系统十分短缺。在本文中，美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校的Zheng Chen等报道了一种基于整体设计的双石墨电池，这种电池规避了传统锂离子电池在放电过程中普遍存在的缓慢缓慢的离子去溶剂化过程。
这种双石墨电池采用了全新的2M LiPF6/丙酸甲酯电解液，这种电解液在低温条件下同时具有高离子电导率和电化学稳定性。与工业化的LiCoO2-石墨电池相比，该双石墨电池在-60℃下的放电倍率提升了11倍！这得益于双离子储存机制的优越动力学特征。研究人员通过恒电流滴定法（GITT）和交流阻抗测试（EIS）证实了上述动力学机制。该工作为设计超低温电池提供了一种全新的策略。
JohnHoloubek, Zheng Chen et al, Exploiting Mechanistic Solvation Kinetics for Dual‐Graphite Batteries with High Power Output at Extremely LowTemperature, Angewandte Chemie International Edition, 2019
DOI:10.1002/anie.201912167
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201912167?af=R
10. AM: 准2D钙钛矿薄膜的双光子上转换光致发光
田纳西大学胡斌团队报道了一种通过溶液加工准2D钙钛矿薄膜（PEA）2（MA）4Pb5Br16与使用连续波（CW）红外光激发直接激发间隙态来生成两光子上转换光致发光（PL）的新方法。通过用980 nm连续激光激发间隙态，观察到可见光PL在520 nm处具有峰值功率依赖性，这表明在准2D钙钛矿膜中出现了两光子上转换PL。
通过减小n值来减小间隙状态会导致双光子上转换PL信号急剧下降。这证实了间隙态确实产生准2D钙钛矿中的双光子上转换PL。此外，机械刮擦表明，在准2D钙钛矿薄膜中，不同n值的纳米片基本上均匀地形成，从而产生多光子上转换光发射。更重要的是，发现双光子上转换PL对外部磁场很敏感，这表明间隙态本质上是作为空间扩展态形成的，准备用于多光子激发。
Two‐Photon Up‐Conversion Photoluminescence Realized through Spatially Extended GapStates in Quasi‐2D Perovskite Films. Adv. Mater. 2019,1901240.
DOI:10.1002/adma.201901240
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201901240
11. AM：胶体单层光催化剂用于甲醇可存储太阳能H2燃料
分子表面活性剂已被广泛用于控制低维形态，包括胶体化学合成中的2D纳米材料，但是要精确控制2D材料的单层生长仍然非常具有挑战性。近日，科廷大学Guohua Jia，澳大利亚国立大学Zongyou Yin，伦敦大学学院Yunguo Li等开发了一种堆叠阻碍策略，该策略不仅可以为选择性地被表面活性剂分子夹在中间的过渡金属二卤化物（TMD）启用独有的单层生长模式，而且还可以保留夹在中间的单层TMDs的光氧化还原活性。作者通过理论计算很好地解释了单层生长机制。
作者成功合成了三种类型的单层TMDs，包括MoS2，WS2和ReS2，并用于由甲醇生产太阳能H2燃料。这种单层MoS2纳米片生产的H2燃料不含COx，且可在室温常压下进行，其产生速率达到≈617µmole g-1 h-1，并且具有出色的光氧化还原耐久性。
YingpingPang, Yunguo Li,* Zongyou Yin,* Guohua Jia*, et al. Colloidal Single‐Layer Photocatalysts forMethanol‐Storable Solar H2 Fuel. Adv. Mater. 2019,
DOI: 10.1002/adma.201905540
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201905540
12. AM最新: 高能效无膜无流Zn-Br电池: 利用多溴化合物的电化学-化学生长
含水的Zn-Br电池(ZBBs)为储能系统提供了下一代有前途的高密度储能，并具有独特的成本效益，特别是在无膜和无流(MLFL)形式下。然而，它们通常会遭受腐蚀性溴成分扩散的影响，从而导致严重的自放电和容量衰减。近日，韩国科学技术院的Sang Ouk Kim和 Hee‐Tak Kim研究团队提出了一种利用石墨毡表面修饰的质子化吡啶氮掺杂微孔碳(NGF)将溴离子转化为多溴阴离子的MLFL-ZBB结构，从根本上解决了溴离子交叉的问题。
NGF电极能有效地在微孔内的质子化氮掺杂位点捕获溴离子和多溴离子，并通过电化学-化学生长机制促进溴离子向多溴离子的有效转化。具有NGF的MLFL‐ZBBs在1000次充放电循环中表现出非凡的稳定性，能源效率超过80%，这是在无膜Zn-Br电池中最高的记录。该方法对原子设计的纳米结构电极进行合理的工程设计，为低成本、高电压、长寿命周期的水基混合Zn-Br电池提供了一个新的设计平台。
Ju‐Hyuk Lee, Yearin Byun,Gyoung Hwa Jeong, Chanyong Choi, Jiyun Kwen, Riyul Kim, In Ho Kim, Sang Ouk Kim, Hee‐Tak Kim. High‐EnergyEfficiency Membraneless Flowless Zn–Br Battery:Utilizing the Electrochemical–Chemical Growth ofPolybromides. Advanced Materials. 2019
DOI:10.1002/adma.201904524
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201904524
13. AM: 深亚波长声学二阶拓扑绝缘体
高阶拓扑绝缘体(HOTIs)属于一类新材料，具有支持低维边界状态的异常拓扑相。由于它们能够将能量限制在铰链和拐角处，完全由拓扑结构保护，在声波的研究和控制领域受到了相当多的关注。然而，对于大多数音频和低频的实际应用，除了提供单个频率以外的可靠的声音引导外，紧凑和亚波长的实现也是可取的。
近日，南京大学的程营教授、刘晓峻教授和马德里卡洛斯三世大学Johan Christensen提出了一种深亚波长声学二阶拓扑绝缘体，用于探索三种不同频率范围内的角态。这种多孔HOTI能够维持深度受限的角状态比波长小50倍，实验观察到这些表面受限声学状态对缺陷具有显著的弹性，并且在三种不同的频率范围内证明了拓扑保护的声音。除了针对制造缺陷的拓扑鲁棒性之外，可编程器件还可设计用于实现衍射极限以外的声学成像。
ZhiwangZhang, Houyou Long, Chen Liu, Chen Shao, Ying Cheng, Xiaojun Liu, JohanChristensen. Deep‐SubwavelengthHoley Acoustic Second‐Order Topological Insulators.Advanced Materials. 2019
DOI:10.1002/adma.201904682
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201904682
