1. Nature Chem.：剪切力诱导高弹水凝胶的自组装

耗散自组装在生物系统中很常见，该过程通过消耗能量来维持非平衡的功能状态。合成耗散系统可以模拟生物系统的某些特性，但往往表现出较差的机械性能。有鉴于此，南方科技大学蒋伟等人发现剪切力诱导的瞬态水凝胶具有高度可拉伸的特点。该体系是将铜(II)加入聚呋喃轮烷溶液中，聚呋喃轮烷通过聚乙二醇的氢键作用穿插形成管状分子结构。通过剧烈的摇晃会使溶液变成凝胶，随着时间的推移，凝胶会逐渐松弛回到溶胶状态。该研究提出了一种由剪切力诱导的链内到链间的配位作用以及热弛豫的转变。这种远离平衡状态的水凝胶具有很高的可拉伸性，可能是由于分子管在聚乙二醇链上发生了“摩擦”滑动。在摇动时，水凝胶会快速自愈。

Hua Ke, Liu-Pan Yang, Mo Xie, Zhao Chen, HuanYao & Wei Jiang*. Shear-induced assembly of a transient yet highlystretchable hydrogel based on pseudopolyrotaxanes. Nature Chemistry, 2019.

DOI: 10.1038/s41557-019-0235-8

https://www.nature.com/articles/s41557-019-0235-8

2. Nature Mater.：在空气中合成容易氧化的非氧化物陶瓷材料

非氧化物陶瓷在高温合成过程中容易发生自发氧化，因此，合成过程中通常需要惰性气氛，导致高能量需求和高生产成本。有鉴于此，德国能源与气候研究所Apurv Dash等人提出了一种直接在空气中合成非氧化物陶瓷的方法，即“熔盐保护合成/烧结”工艺（MS³）。该工艺使用熔盐KBr作为反应介质，并保护陶瓷粉末在高温- 空气中的温度处理下不被氧化，合成温度也能够降低，最终产品是高纯度，细小且松散的粉末，不需要额外的研磨步骤。MS³已用于合成不同的三元过渡金属化合物（MAX相，如Ti₃SiC₂，Ti₂AlN，MoAlB），二元碳化物（TiC）和钛的烧结。

过程介绍： KBr在室温下具有高延展性，可以冷压至密度高于95％的相对密度。 Apurv Dash利用KBr的这种特性在样品周围实现气密封装，然后将其置于KBr盐床中进一步加热。加热分为两个步骤：（1）盐预熔和（2）盐后熔化。在预熔段期间，气密盐封装保护样品免受氧化，而在后熔化期间，通过将样品浸没在熔盐中实现防氧化保护，在环境空气和样品之间形成屏障。冷却后，通过用水溶解盐来回收样品。然后通过将样品在水中煮沸然后过滤来获得游离粉末。

Apurv Dash, Robert Vaßen, Olivier Guillon,Jesus Gonzalez-Julian. Molten salt shielded synthesis of oxidation pronematerials in air. Nature Materials, 2019.

DOI: 10.1038/s41563-019-0328-1

https://www.nature.com/articles/s41563-019-0328-1

3. Nature Photonics：23.3%认证效率！表面钝化助力最高效钙钛矿太阳能电池

近年来，钙钛矿太阳能电池的功率转换效率已经提高到20％以上。寻找有效的缺陷钝化方法被认为是进一步提高钙钛矿太阳能电池的功率转换效率和开路电压（V_OC）的有希望的途径。近日，中国科学院半导体研究所游经碧研究团队报道了PEAI在HC（NH₂）₂-CH₃NH₃混合钙钛矿薄膜上的使用，用于表面缺陷钝化。研究发现，PEAI可以在钙钛矿表面形成，并通过减少缺陷和抑制非辐射复合制备更高效的电池。最后，研究人员所制备的平面钙钛矿太阳能电池获得23.32％（准稳态）的认证效率。此外，在1.53 eV的吸收阈值下具有高达1.18 V的V_OC，这是Shockley-Queisser极限V_OC（1.25 V）的94.4％。

Jiang,Q. et al. Surface passivation of perovskite film for efficient solar cells. Nature Photonics, 2019.

DOI: 10.1038/s41566-019-0398-2

https://www.nature.com/articles/s41566-019-0398-2

4. Nature Catal.：太阳能驱动的二氧化碳电还原

在寻找可再生燃料的过程中，利用廉价的太阳能驱动的光电化学装置选择性地还原二氧化碳仍然是一项艰巨的挑战。有鉴于此，英国剑桥大学Erwin Reisner等人报道了一种由非贵金属组分组装而成的分子催化剂基光电阴极。该光电阴极是基于双(三联吡啶)磷酸钴催化剂，该催化剂通过介孔TiO₂与p型硅电极连接。该光电极在有机和水的混合溶液以及纯水溶液两种条件下均能将CO₂还原为CO，循环次数约为330，活性能够稳定保持一天以上。深入的电化学以及原位共振拉曼和红外光谱研究发现了一种不同于已有报道的可溶性金属双(三联吡啶)催化剂的催化机制。

JaneJ. Leung, Julien Warnan, Khoa H. Ly, Nina Heidary, Dong Heon Nam, Moritz F.Kuehnel & Erwin Reisner*. Solar-driven reduction of aqueous CO₂with a cobalt bis(terpyridine)-based photocathode. Nature Catalysis, 2019.

DOI: 10.1038/s41929-019-0254-2

https://www.nature.com/articles/s41929-019-0254-2

5. Nature Energy：绿色回收锂电池废弃物！

像铅酸电池一样，锂离子电池（LIB）用量持续增长导致的电池废物堆积问题，至今没有比较好的的回收方案。有鉴于此，莱斯大学Pulickel M. Ajayan和Ganguli Babu等人提出了一种使用深共晶溶剂（低共熔溶剂）-（DES）回收锂离子电池的方法，可以从各种电池废弃物中提取有价值的金属，包括锂钴（III）氧化物（LiCoO₂）和锂镍锰钴氧化物（LiNi_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂）。这种特殊的DES是一种“绿色溶剂”，它既可以作为有效的浸出剂和还原剂，又不需要化学品和工艺支持来实现金属提取。对于从LiCoO₂中提取金属，钴和锂的浸出效率均达到≥90％。此外，其他电池组件，例如铝箔和聚偏二氟乙烯粘合剂，也可以单独回收。

Mai K. Tran, Marco-Tulio F. Rodrigues, KeikoKato, Ganguli Babu, Pulickel M. Ajayan. Deep eutectic solvents for cathode recycling of Li-ion batteries. Nature Energy, 2019.

DOI: 10.1038/s41560-019-0368-4

https://www.nature.com/articles/s41560-019-0368-4

6. Nature Commun.：在空气和全天候温度下稳定的NASICON型正极用于钠离子电池

澳大利亚伍伦贡大学侴术雷与郑州大学Weihua Chen团队合成了一种低成本NASICON型Na₄Fe₃(PO₄)₂(P₂O₇)/C纳米复合正极材料，其中可调碳涂层纳米粒子形成了坚固的复合层而不失去其结晶度。该复合材料展示了良好的储Na性能，在全天候温度下具有稳定的电化学性能。均匀涂覆的碳纳米粒子提供了快速的电子传输以及高离子扩散能力，实现了优异的倍率性能，并且在室温和低温/高温（-20℃/ 50℃）下获得了令人印象深刻的循环稳定性。

此外，研究者发现这种材料即使在在空气中暴露三个月后也具有良好的稳定性，使用Fe₃O₄纳米球/硬碳作为负极实现了基于Fe的全SIB配置，观察到脱嵌过程中只有4.0％的低体积变化。原位同步辐射XRD和原位XANES分析揭示了Na₄Fe₃(PO₄)₂(P₂O₇)的优异可逆性，通过DFT以及BVS计算了每种钠扩散的可能途径，分析其高钠扩散系数，并确定其是三维钠离子扩散途径。

Mingzhe Chen, Weibo Hua, Jin Xiao, DavidCortie, Weihua Chen, Enhui Wang, Zhe Hu, Qinfen Gu, Xiaolin Wang, SylvioIndris, Shu-Lei Chou & Shi-Xue Dou. NASICON-type air-stable and all-climate cathode for sodium-ion batteries with low cost and high-power density. NatureCommunications, 2019.

DOI: 10.1038/s41467-019-09170-5

https://www.nature.com/articles/s41467-019-09170-5

7. Nature Commun.：增强AuPd纳米合金催化活性

了解双金属纳米催化剂的催化机理仍然具有挑战性。近日，上海师范大学Ying Wan等多团队合作，采用吸附质介导热还原法，合成了内嵌在介孔碳材料配位数连续变化的单分散Pd-Au催化剂。该纳米合金催化剂结构明确，适合用来探究催化剂的构效关系。经研究发现，Pd单原子和二聚体是初级醇无碱氧化的活性中心。Pd表面的d轨道电荷对吸附物的状态十分重要，起着提高催化性能的作用。Pd-Au合金中单原子和二聚体Pd约33–50 at%具有最大d电荷增益，催化剂对初级醇的吸附强度增强，使得其具有比惰性碳负载的单金属金催化剂或低活性钯催化剂更高的催化性能。

Xiaojuan Zhu, Qishui Guo, Yafei Sun, YingWan*, et al. Optimising surface d charge of AuPd nanoalloy catalysts for enhanced catalytic activity. Nature Communications, 2019.

DOI: 10.1038/s41467-019-09421-5

https://doi.org/10.1038/s41467-019-09421-5

8. Nature Commun.：晶格应变增强纳米粒子在薄膜中的出溶

在氧化物表面上形成的纳米颗粒在诸如催化和可再生能源的许多领域中是至关重要的。近日，John T.S. Irvine等人通过晶格应变控制B位点溶出，实现钙钛矿薄膜中纳米颗粒的高度溶出。研究就现，与拉伸应变薄膜相比，压缩应变薄膜显示出更多的溶解颗粒。此外，应变增强的纳米颗粒原位生长可以实现高的热稳定性、抗焦化性、低还原温度（550℃）以及颗粒的快速释放和宽的可调性。研究人员通过热力学和动力学方面阐明了晶格应变增强溶出的机理，强调了错配-应变弛豫能量的独特作用。该研究提供了关于新型纳米结构设计以及在各种光电器件应用的重要见解。

Han, H. et al. Lattice strain-enhanced exsolution of nanoparticles inthin films. Nature Communications, 2019.

DOI:10.1038/s41467-019-09395-4

https://www.nature.com/articles/s41467-019-09395-4.pdf

9. ACS Nano：协同阻断溶酶体酸化和快速释放药物来治疗kRAS突变胰腺癌

kRAS突变型胰腺癌患者的存活率与代谢的重编程密切相关，其中就包括细胞自噬和蛋白质的溶酶体降解等过程。而溶酶体酸化也是蛋白质分解代谢过程中不可缺少的环节之一，它也是kRAS突变型胰腺癌的重要代谢靶点。美国达拉斯德克萨斯大学西南医学中心高金明教授团队和清华大学钱锋教授团队合作研究利用对pH敏感的胶束(UPSM)进行pH缓冲和快速释放药物用于治疗胰腺癌。

UPSM在其表观pKa处会发生胶束-单聚体的相转变，从而在较窄的pH (<0.3 pH)范围内也具有很好的缓冲pH的能力。细胞研究结果表明，相对于传统的溶酶体分解代谢抑制剂来说，UPSM能更有效地抑制溶酶体分解代谢并诱导细胞凋亡。此外，pH诱导的T-UPSM快速释放雷公藤甲素前药也大大增强了其细胞毒性。在kRAS突变胰腺癌小鼠模型中，T-UPSM也表现出优于雷公藤甲素和T-NPSM的安全性和抗肿瘤效果。

Kong,C., Gao, J.M., Qian, F. et al. Targeting the Oncogene KRAS-Mutant Pancreatic Cancer by Synergistic Blocking of Lysosomal Acidification and Rapid Drug Release. ACS Nano, 2019.

DOI:10.1021/acsnano.8b08246

https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acsnano.8b08246

10. ACS Nano：石墨烯量子点抗生物膜活性

细菌生物膜是地球生态系统的重要组成部分，它与多种生态和健康问题有关。生物膜所具有的环境弹性和复杂性是通过细胞外基质来实现的，细胞外基质也会在细菌群落周围建立了一种生物分子保护网络。目前的抗生物膜药物会干扰细胞外基质的生成，但由于其通常以小分子为基础，会被细菌降解并迅速从生物膜中扩散出去，这也严重影响了它们的效果。

美国密歇根大学安娜堡分校Angela Violi教授团队和J. Scott VanEpps团队合作报道了利用石墨烯量子点去有效分散成熟的，富含淀粉的金黄色葡萄球菌生物膜进而去干扰细胞外基质的关键结构成分——淀粉样纤维的自组装过程。石墨烯量子点可以模拟肽结合生物分子，与酚溶性的淀粉样纤维的肽单体形成超分子复合物。实验和计算结果表明，石墨烯量子点可以有效地结合在肽的N端，改变酚溶性调节蛋白的二级结构从而破坏了它们的原纤维形成，进而有效减少细菌群落的产生。

Wang,Y.C., Violi, A., VanEpps, J.S. et al. Anti-Biofilm Activity of Graphene QuantumDots via Self-Assembly with Bacterial Amyloid Proteins. ACS Nano, 2019.

DOI:10.1021/acsnano.8b09403

https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acsnano.8b09403

11. AFM综述：摩擦纳米发电机用于健康监测的最新进展

健康监测有助于预防、诊断和治疗疾病。摩擦电纳米发电机(TENGs)具有成本低、制造简单、重量轻、自供电、材料选择广泛等优点，在健康监测领域具有广阔的应用前景。北京科技大学廖庆亮教授团队和张跃教授团队联合综述了近年来国内外开发用于健康监测的基于TENGs的材料所取得的重要研究成果。TENGs不仅可被用于检测脉搏和心跳等基于运动的健康状况，还能被用于检测二氧化碳浓度和乳酸浓度等非运动的健康状况；综述讨论了各种基于TENGs的健康监测仪的结构设计、传感机理、设备性能和优缺点；并在总结国内外研究进展的基础上对这一领域所面临的挑战和前景进行了展望。

Yi, F., Liao, Q.L., Zhang, Y. et al. Recent Advances in Triboelectric Nanogenerator-Based Health Monitoring. Advanced Functional Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adfm.201808849

https://doi.org/10.1002/adfm.201808849