纳米前沿顶刊日报20190224
纳米人 纳米人 2019-02-23

1. 清华大学Nature Commun.:开发出了比铯掺杂OLED性能更好的器件

N-掺杂是提高有机半导体的电子传导性并在有机电子器件中实现欧姆阴极接触的有效方法之一。为了避免使用难以处理的高反应性n-掺杂剂,目前广泛使用空气稳定的前体,以分解方式释放活性物质,然而在加工过程中总是含不必要的副产物。清华大学Lian Duan课题组研究了空气稳定的金属(如铜,银和金)可以在螯合配体存在下容易释放自由电子,这是因为金属离子和配体之间的不可逆配位反应会推动金属和金属离子之间的平衡移动。通过采用具有强亲核质量的多功能电子传输材料4,7-二甲氧基-1,10-菲咯啉(p-MeO-Phen),银可以作为比铯强的n-掺杂剂,并且可以用于制造比铯掺杂控制器件更高性能的有机发光二极管(OLED)。

                                             

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Bin Z, et al. Making silver a stronger n-dopant than cesium via in situ coordination reaction for organic electronics. Nature Communications, 2019.

DOI: 10.1038/s41467-019-08821-x

https://doi.org/10.1038/s41467-019-08821-x

 

2. Nature Commun.:通过空穴传输层的表面改性,调控准二维钙钛矿薄膜的垂直相分布

垂直相的分布对于准二维钙钛矿太阳能电池至关重要,但到目前为止,关于垂直相分布的驱动力以及如何调控相的垂直分布尚未有文章报道。近日,华中科技大学Yinhua Zhou联合香港中文大学Xinhui Lu报道了这一重要学术成果。酸的添加会使钙钛矿前驱体从胶体态转变成溶液态,进而改变相的垂直分布。实验结果进一步证明,PEDOT:PSS的表面酸性可以抑制垂直相的形成。通过对PEDOT:PSS进行表面改性,形成表面非酸性的PEDOT:PSS,可以有效调控垂直相的分布。


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Zou Y, et al. Tailoring vertical phase distribution of quasi-twodimensional perovskite films via surface modification of hole-transporting layer. Nature Communications, 2019.

DOI: 10.1038/s41467-019-08843-5

https://www.nature.com/articles/s41467-019-08843-5

 

3. Angew.:有意思!用作水传感器的非铅,铟基钙钛矿单晶

近年来,低维发光卤化铅钙钛矿以其优异的光电性能引起了学术界和工业界高度的关注。而其铅的毒性被认为是一个严重的缺点。近日,中山大学Dai-Bin KuangCheng-Yong Su报道了一种新型无铅零维(0D)铟基钙钛矿Cs2InBr5•H2O单晶。Cs2InBr5•H2O单晶发红光,量子产率高达33%。实验和计算研究表明,因激发态结构变形,较强的PL可能源于自陷激子(STEs)。水合Cs2InBr5•H2O与脱水Cs2InBr5之间的原位转化伴随着变化的PL,利用这一特点,可将其作为湿度检测中的PL水传感器以及检测有机溶剂中水的痕迹。


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Zhou L, et al. Highly Red Emissive Lead-Free Indium-Based Perovskite Single Crystal for Sensitive Water Detection. Angewandte Chemie International Edition, 2019.

DOI: 10.1002/anie.201814564

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201814564

 

4. Angew.:首次合成出PdCu双金属团簇

相比于单金属团簇,双金属团簇通常具有更好的性能(如催化活性,量子产率等)和稳定性。Pt、Pd掺杂的Au、Ag团簇已有报道并被应用到催化领域,PdCu双金属团簇却一直未见报道。有鉴于此,作者将Cu28H15团簇与10当量的苯乙炔,等当量的[Pd(PPh3)2Cl2]反应,成功制备出了PdCu双金属团簇([PdCu14H2(dtc/dtp)6(C≡CPh)6])。通过X-射线单晶衍射、中子衍射、NMR等进行表征发现,该团簇内核是Cu14包封着一个线性的PdH2单元。中心14配位的Pd原子是目前Pd的最高配位数。


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Chakrahari K K, Saillard J-Y, Liu C W, et al. Synthesis of Bimetallic Copper-Rich Nanoclusters Encapsulating a Linear Palladium Dihydride Unit. Angewandte Chemie International Edition, 2019.

DOI: 10.1002/anie.201814264

https://doi.org/10.1002/anie.201814264

 

5. AM:超薄氧化钴层用作柔性锌空电池的电催化剂

对于可充金属-空气电池来说,同时提高氧还原反应和氧析出反应的电子电导能力和催化活性十分重要。在本文中,研究人员将单纳米尺度的超薄CoOX纳米层组装在导电基底上来实现其在ORR和OER中的双官能活性以及在柔性Zn-空气电池中的超高输出功率。在原子尺度上,这种超薄CoOX层有效地加快了电子传导并提供了丰富的活性位点。X射线吸收光谱发现金属质的Co/N掺杂的石墨烯基底有助于向超薄CoOX纳米层的电子传输,这有利于电催化过程。借助这种催化剂构建的柔性Zn-空气电池表现出300 W/g的超高比功率,这对于便携式设备十分重要。


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Zhou T, et al. Ultrathin Cobalt Oxide Layers as Electrocatalysts for HighPerformance Flexible Zn–Air Batteries. Advanced Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adma.201807468

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201807468

 

6. ACS Cent. Sci.:荧光小分子在阿尔茨海默病生物标志物研究中的前沿

阿尔茨海默病(AD)是痴呆症中最常见的一种。该疾病的发病机理与聚合淀粉样蛋白-β,过度磷酸化的tau蛋白,高水平的金属离子,异常的酶活性和反应性星形胶质细胞等有关。Jun等人对荧光小分子靶向AD生物标志物进行体内外成像的应用研究进行了概述,并根据不同的生物标记物对这些化学成像探针进行了分类,也对其各自的优缺点进行了讨论,最后也对设计新的传感成像策略以及AD荧光成像的前景提出了指导性意见。


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Jun Y W, Cho S W, et al. Frontiers in Probing Alzheimer´s Disease Biomarkers with Fluorescent Small Molecules. ACS Central Science, 2019.

DOI: 10.1021/acscentsci.8b00951

https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acscentsci.8b00951

 

7. 王浩&李峻柏 Nano Lett.:脂质体包裹聚集诱导发光光敏剂用于光动力治疗

光动力疗法(PDT)作为一种非侵入性治疗,是一种很有前途的肿瘤治疗策略。然而,大多数经临床批准的PSs还是会广泛分布于正常组织中,尤其是在皮肤中,它们若暴露在光下也会产生光毒性。因此,在PDT期间或之后,患者必须在暗室中呆上几个星期。

 

Yang等人提出了一种控制光敏化的方法,即将聚合诱导发射的PSs (AIE-PSs)包裹在脂质体中。当AIE-PSs包裹在脂质体中时,其光敏性将会丧失;而当脂质体携带AIE-PSs进入肿瘤组织后,随着脂质体的分解,AIE-PSs会被释放并立即重新聚集,这样它们的光敏性可以被触发并引起细胞毒性。实验分别合成了两种不同类型的AIE分子,并通过脂质体包裹验证了其体外和体内对肿瘤的PDT效果。结果表明,该策略可以控制AIE-PS的光敏性,使得可以在正常工作条件下而不必在暗室中进行PDT治疗。


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Yang Y, Wang L, et al. Photodynamic therapy with liposomes encapsulating photosensitizers with aggregation-induced emission. Nano Letters, 2019.

DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b04875

https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.nanolett.8b04875

 

8. 汪世龙&李昂Adv. Sci.:纳米复合材料通过重塑免疫环境增强肿瘤免疫治疗

检查点阻断免疫治疗在治疗各种恶性肿瘤中疗效显著。然而,这种方法的效果也会由于免疫抑制肿瘤微环境(ITM)的存在而受到抑制。Yang等人开发了一种负载了miR155的层状双氢氧化物(LDHs)纳米材料(LDH@155)。LDH@155会被小鼠巨噬细胞摄取,并逃逸进入细胞质来对TAMs进行特异性递送。与此同时,TAMs在接触LDH@155后也会偏向M1亚型,从而明显抑制骨髓衍生抑制细胞(MDSCs)的形成并刺激T淋巴细胞分泌更多的干扰素-γ(IFN-γ)细胞因子。

 

瘤内注射 LDH@155会减少TAMs和MDSCs,并且提高CD4 +和CD8 + T细胞的渗透和激活,从而促进α-PD-1抗体免疫疗法的治疗效率。此外,研究也发现LDH@155会大大降低磷酸化的STAT3和ERK1/2的表达水平以及激活NF-κB表达,这表明STAT3, ERK1/2, NF-κB信号通路参与了LDH@155诱导的巨噬细胞极化过程。这一研究表明,LDH@155纳米颗粒有望成为一种免疫联合治疗癌症的药物。


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Yang L N, Sun J, et al. Synergetic Functional Nanocomposites Enhance Immunotherapy in Solid Tumors by Remodeling the Immunoenvironment. Advanced Science, 2019.

DOI: 10.1002/advs.201802012

https://doi.org/10.1002/advs.201802012

 

9. AEM:高性能水溶液锌离子电池的水化物插层

水溶液锌离子电池正凭借其低成本以及安全性等优势而吸引着研究人员的关注。然而,寻找合适的正极材料以及明确其电化学反应机理仍然是一个巨大的挑战。在本文中,研究人员发展混合价态的钒氧化物V6O13可以在中等酸性水溶液电解质中作为锌离子电池的正极材料。当与金属锌负极匹配时,该材料在200 mA/g的电流密度下放电比容量高达360 mAh/g且循环2000周容量保持率高达92%。实验结果与理论计算发现水分子与锌离子在放电过程中的共嵌入对于上述优异的电化学性能有着重要贡献。这种嵌入机理使得锌离子能够借助静电屏蔽和结构稳定性扩散穿过整个主体晶格。


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Shin J, et al. Hydrated Intercalation for HighPerformance Aqueous Zinc Ion Batteries. Advanced Energy Materials, 2019.

DOI: 10.1002/aenm.201900083

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.201900083

 

10. AFM:具有优异Li/Na亲和性质的分层Co3O4纳米纤维-碳片骨架助力高稳定性碱金属电池

碱金属负极中不可控的枝晶生长和无限的体积变化会导致高比能电池中严重的安全问题和循环寿命缩短。构建具有优异Li/Na亲和性质的稳定骨架是实现商业化的先决条件。在本文中,研究人员发现金属氧化物与碱金属之间化学反应过程中较小的吉布斯自由能变化是实现碱金属注入载体的关键。由此研究人员制备了对熔融态Na/Li具有良好亲和性的分级式Co3O4纳米纤维-碳片骨架(CS)。

 

三维碳薄片作为基础框架能够提供丰富的锂成核位点并为快速电荷传导提供足够的电极-电解液接触。Co/Li2O纳米纤维的二次骨架提供了沉积锂的物理限制,并进一步重新分布了每根碳纤维上的锂离子通量,这一点已通过Comsol多物理模拟得到验证。由于均匀的沉积行为和接近零的体积变化,改进的对称Li/Li电池可以在20 mA cm-2的超高电流密度下工作超过120个周期。当与LiFePO4正极匹配时,Li/Co-CS全电池在2C下循环200周后显示出低极化和88.4%的容量保持率。


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Li S, et al. Hierarchical Co3O4 Nanofiber–Carbon Sheet Skeleton with Superior Na/Li-Philic Property Enabling Highly Stable Alkali Metal Batteries. Advanced Functional Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adfm.201808847

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201808847

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