1. Chem. Rev.：3d过渡金属分子催化计算方法的挑战与机遇

基于3d过渡金属系统的通用反应性和特殊电子结构效应引入了额外的复杂性，这对标准计算方法带来了挑战。在这篇综述中，研究人员讨论了现代电子结构方法在研究3d过渡金属分子催化剂反应机理的挑战和机遇。特别关注解决电子结构计算中多配置问题的方法，并讨论了旨在解决过渡金属密度泛函的发展，特别强调考虑溶剂化效应的方法和实际催化体系的多组分性质，概述了最近的通过基于3d金属分子催化剂解决催化过程机械复杂性的计算研究，还介绍了涉及无害配体，多组分反应体系，金属配体和金属-金属协同性以及模拟复杂催化体系。作者指出，催化机制的计算研究在很大程度上取决于研究人员的化学直觉和专家意见，那么用于分析反应路径的先进自动化方法有望消除计算催化研究中的这种人为偏差。

Vogiatzis KD, Polynski M V, Kirkland J K, et al. Computational Approach to Molecular Catalysis by 3d Transition Metals: Challenges and Opportunities[J]. Chemical Reviews, 2018.

DOI: 10.1021/acs.chemrev.8b00361

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.8b00361

2. Chem：重构用于快速K⁺扩散的正交晶系V₂O₅多面体

钾离子电池由于其原料来源丰富、成本低廉等优势而有望成为锂离子电池的替代品。然而，K⁺巨大的离子半径不可避免地会破坏材料的晶体结构，造成缓慢的扩散动力学。本文通过重构正交晶系V₂O₅中的V-O多面体设计了具有较大内层结构和优化的生长取向的K_0.5V₂O₅（KVOs）纳米带材料来降低K⁺的嵌入能垒和扩散势垒。KVOs表现出高工作电压、高放电比容量和优异的倍率性能。通过结合电化学实验和理论计算，研究人员发现这种优异的K⁺脱嵌性能归功于较大的内层结构和独特的1D形貌。

Zhu Y,Zhang Q, et al. Reconstructed Orthorhombic V₂O₅ Polyhedrafor Fast Ion Diffusion in K-Ion Batteries[J]. Chem, 2018.

DOI: 10.1016/j.chempr.2018.10.004

https://www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(18)30484-4?rss=yes

3. Nat. Commun.：理论指导的表面保护减轻富锂层状氧化物的氧释放

富锂层状氧化物正极材料首次循环的表面氧释放导致表面阳离子致密化和结构重建，严重阻碍离子的传输和增加阻抗。研究人员使用DFT系统地筛选最佳阳离子掺杂剂，以改善表面含氧量。初始掺杂剂组包括所有过渡金属，后过渡金属和准金属元素，最终将Os，Sb，Ru，Ir和Ta鉴定为高级掺杂剂，并且提出了基于最佳候选者合理化的电子结构。进一步为了验证，合成了Ta掺杂的Li_1.3Nb_0.3Mn_0.4O₂正极材料，与原始的未掺杂的体系相比，显示出改善的电化学性能以及减轻的氧释放。

Shin Y,Kan W H, Aykol M, et al. Alleviating oxygen evolution from Li-excess oxidematerials through theory-guided surface protection[J]. Nature Communications,2018.

DOI:10.1038/s41467-018-07080-6

https://www.nature.com/articles/s41467-018-07080-6

4. Nat. Commun.：黑磷/CNT复合纤维用于柔性超级电容器

柔性超级电容器的制造，依然是一项重大挑战。研究人员将1D CNT纳米线通过P-C键与2DBP纳米片化学桥接，开发了一种基于黑磷（BP）-碳纳米管（CNT）异质结构的新型柔性电极。经过高温处理后，CNT嵌入BP薄片中，促进了层状电子传导，增强了机械稳定性，减轻了BP纳米薄片的层堆积，BP显示出类似石墨烯的导电性。进一步，研究人员使用微流体纺丝技术，将混合BP-CNT组装成非织造纤维，用于超级电容器电极材料。由于BP-CNT的开放二维结构，丰富的通道（孔<1 nm），增强的传导和机械稳定性以及快速的离子传输，柔性电极展示出优异的电化学性能：高能量密度（96.5 mW h cm^-3），大体积电容（308.7 F cm^-3），长循环稳定性和高柔韧性。

Wu X, Xu Y,Hu Y, et al. Microfluidic-spinning construction of black-phosphorus-hybridmicrofibres for non-woven fabrics toward a high energy density flexible supercapacitor[J]. Nature Communications, 2018.

DOI:10.1038/s41467-018-06914-7

https://www.nature.com/articles/s41467-018-06914-7

5. Nat. Commun.：蛋白冠层屏蔽纳米粒子用于靶向给药

通过纳米颗粒进行靶向给药可以减少药物的副作用并提高疗效。然而，由于纳米颗粒与生物系统之间的界面上相互作用难以调节，以纳米颗粒为基础的药物递送系统的临床转化仍然十分困难。Oh等人提出了一种将纳米颗粒的靶向策略与超分子重组融合蛋白结合的方法。一旦吸附的融合蛋白在纳米颗粒上达到热力学稳态，它就会减少与血清蛋白的相互作用，以防止巨噬细胞清除纳米颗粒，也可同时确保药物递送系统的靶向功能不受影响。这一研究通过调控纳米粒子与生物系统之间的界面，对超分子结构蛋白冠层作为靶向剂的应用前景进行了深入探讨。

Oh J Y, KimH S, et al. Cloaking nanoparticles with protein corona shield for targeted drug delivery[J]. Nature Communications, 2018.

DOI:10.1038/s41467-018-06979-4

https://www.nature.com/articles/s41467-018-06979-4

6. Nat. Commun.：激光诱导的纳米气泡改善细菌生物膜中的药物扩散和药效

阻碍抗生素渗透生物膜是细菌对抗生素产生耐药性的原因之一。Teirlinck等人研究了激光诱导的纳米气泡(VNBs)在干扰生物膜完整性和改善抗生素扩散方面的应用。结果表明，革兰氏阴性菌和革兰氏阳性的生物膜均可负载70 nm的金纳米颗粒，随后利用激光照射可在生物膜内形成VNBs。VNBs的形成会使得生物膜局部被破坏，从而将妥布霉素的疗效提高1-3个数量级。这种利用激光诱导的VNBs来破坏生物膜从而改善抗生素的扩散和疗效将为克服细菌耐药性提供新的思路。

Teirlinck E, Xiong R H, et al. Laser-induced vapournanobubbles improve drug diffusion and efficiency in bacterial biofilms[J]. Nature Communications, 2018.

DOI: 10.1038/s41467-018-06884-w

https://www.nature.com/articles/s41467-018-06884-w

7. JACS：CO再也不是异相催化剂的毒药

CO很容易与贵金属配位，从而毒化催化剂活性位点，催化界一直对其避而远之。来自韩国的Hyungjun Kim和Chang Hyuck Choi教授团队报道了CO保护的原子级分散的Pt纳米催化剂，在HER中表现出超高稳定性和活性。研究发现，相较于纯Pt催化剂，CO非但没有毒化催化剂，反而起到了促进催化活性的功能。

Kwon H C, Kim M, Kim H, et al. Carbon Monoxide as a Promoter of Atomically Dispersed Platinum Catalyst in Electrochemical Hydrogen Evolution Reaction[J]. Journalof the American Chemical Society, 2018.

DOI:10.1021/jacs.8b09211

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.8b09211

8. 金松&潘安练JACS：一种会发多色光的钙钛矿！

金松联合潘安练课题组通过溶液法外延生长，制备垂直堆叠的二维双异质和多层异质结构钙钛矿((PEA)₂(MA)_n-1Pb_nI_{3n + 1})。这些异质结构呈现原子级清晰的界面并显示出不同的特征光致发光。研究结果表明，由于自然I型带对齐，更高能带隙的内部能量转移（更低的n值）到更低带隙（更高的n值）钙钛矿层。利用表面结合的配体作为空间障碍防止异质结内离子迁移。这为制造钙钛矿-钙钛矿异质结提供了新的策略。这些高光谱纯度，多色发射的异质结有望用于发光应用。

Fu Y, et al. Multicolor Heterostructures of Two-Dimensional Layered Halide Perovskites that Show Interlayer Energy Transfer[J]. Journal of the American Chemical Society,2018.

DOI: 10.1021/jacs.8b07843

https://doi.org/10.1021/jacs.8b07843

9. Angew.：无标记显示活菌中的碳青霉烯酶活性

在生物医学研究中，对细胞内酶活性进行评估是一个重要的研究领域。Zhang等人报道了一种无标记的实时监测活性细菌中A类、B类和D类的碳青霉烯酶催化活性的方法。这一方法也为检测OXA-48类物质提供了一种新的途径。这种方法与常规方法相比，其具有的高灵敏度(97%)和特异性(100%)均表现更好，因此也更有潜力应用于广泛和多样的细胞及生理过程。

Zhang Y,Lei J, et al. Label-Free Visualization of Carbapenemase Activity in Living Bacteria[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.

DOI:10.1002/anie.201810834

http://dx.doi.org/10.1002/anie.201810834

10. 宋延林AM：21.06%效率，又是一篇超稳2D/3D钙钛矿太阳能电池

宋延林课题组通过将2D C₆H₁₈N₂O₂PbI₄（EDBEPbI₄）微晶引入前体溶液中，沉积的3D钙钛矿膜的晶界垂直钝化，具有相纯的2D钙钛矿。纯相（无机层数n = 1）2D钙钛矿可以使低维钙钛矿中的限域光生电荷载流子最小化，主导垂直对准不影响电荷载流子提取。因此，2D-3D混相三元的太阳能电池效率高达21.06％，并表现出超稳定性（在空气中3000小时后保持90％的初始效率）。

[注：EDBE 代表2,2-(ethylenedioxy)bis(ethylammonium)]

Li P, Zhang Y, et al. Phase Pure 2D Perovskite for High-Performance 2D–3D Heterostructured Perovskite Solar Cells[J]. Advanced Materials,2018.

DOI: 10.1002/adma.201805323

https://doi.org/10.1002/adma.201805323

11. 刘生忠EES：20.62%效率，分子钝化二维/FAPbI₃钙钛矿光伏器件

刘生忠团队首先构筑二维（RP结构）/三维（FAPbI₃）结构，并通过分子半导体对其进行钝化。RP结构和分子半导体可以提高FAPbI₃薄膜的质量，协同地解决了FAPbI₃的长期不稳定性。组装的钙钛矿太阳能电池效率高达20.62%，在t₈₀环境下，未封装的电池稳定2880小时。

Niu T, Lu J, Tang M, et al. High performanceambient-air-stable FAPbI₃ perovskite solar cells with molecule-passivated Ruddlesden-Popper/3D heterostructured film[J]. Energy &Environmental Science, 2018.

DOI: 10.1039/c8ee02542h

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/ee/c8ee02542h#!divAbstract

12. 吴长征AccountsChem. Res.：电催化电极材料的表界面工程

吴长征团队概述了在电催化领域里，无机低维电极材料的表界面修饰策略的最新进展。并总结了几个重要的规定尺寸约束、结合、表面重构、界面调控和缺陷工程的策略。重点关注无机低维电极材料，选择合适的表面和界面改性策略将有效地调节其电催化活性，这将有助于开发该类材料的潜在应用，例如电催化水分解，可充电金属电池和燃料电池等领域。总而言之，表面和界面调控工程可以为无机电极材料的设计提供新的认识，便于快速推进电极材料的电催化性能。

Chen P,Tong Y, Wu C, et al. Surface/Interfacial Engineering of InorganicLow-Dimensional Electrode Materials for Electrocatalysis[J]. Accounts of Chemical Research, 2018.

DOI: 10.1021/acs.accounts.8b00266

https://doi.org/10.1021/acs.accounts.8b00266