1. Nature Mater.：利用机器学习实现药物的发现和开发

各类机器学习方法，如朴素贝叶斯方法、支持向量机以及最近出现的深度神经网络等正在证明它们在药物发现和开发方面的实用价值。这些技术通常利用通过大规模数据筛选创建的数据集，预测目标的生物活性和分子特性，从而提高了准确性。虽然这些技术的潜力才刚刚被开发，但它们可能已经从根本上改变了识别新分子或重新利用旧药物的研究过程。有鉴于此，Sean Ekins等人报道了将这种机器学习模型应用在端到端(E2E)技术中，对未来治疗方法的开发及其靶向性具有重要意义。

Sean Ekins, Ana C. Puhl, Kimberley M. Zorn,Thomas R. Lane, Daniel P. Russo, Jennifer J. Klein, Anthony J. Hickey &Alex M. Clark. Exploiting machine learning for end-to-end drug discovery anddevelopment. Nature Materials, 2019.

DOI: 10.1038/s41563-019-0338-z

https://www.nature.com/articles/s41563-019-0338-z

2. Nature Methods：用于蛋白质质谱分析的新型表面活性剂

构成人体的蛋白质有许多不同种类，并且它们已经被科学家们广泛研究。但仍有一些蛋白，例如一些难溶于水的蛋白质无法轻易分析。有鉴于此，美国威斯康星大学麦迪逊分校葛瑛教授等人报道了一种紫外光照射下可降解阴离子表面活性剂，4-己基苯磺酸盐（Azo）。该阴离子表面活性剂可以有效地溶解蛋白质，其性能可与十二烷基硫酸钠(SDS)相媲美，并与蛋白质质谱分析兼容，不覆盖蛋白质信号。经Azo处理的自上向下的蛋白质组学能够使膜蛋白溶解，从而进行全面表征翻译后修饰。Azo化合物合成简单，可作为常规表面活性剂SDS的替代品。

KyleA. Brown, Bifan Chen, Tania M. Guardado-Alvarez, Ziqing Lin, Leekyoung Hwang,Serife Ayaz-Guner, Song Jin & Ying Ge. A photocleavable surfactant fortop-down proteomics. Nature Methods, 2019.

DOI: 10.1038/s41592-019-0391-1

https://www.nature.com/articles/s41592-019-0391-1

3. Nature Nanotech.：在层状正极的体晶格中注入氧空位

通常认为，在表面、界面和晶界上形成的缺陷是从体晶格内部向外而来的。而西北太平洋国家实验室Chongmin Wang 、Pengfei Yan和北京航空航天大学Li-Min Liu团队报道了一种逆现象，在颗粒表面产生的缺陷被连续地注入体晶格中。研究者详细描述了在高截止电压下由于触发了阴离子氧化还原导致层状富锂过渡金属氧化物（LTMO）正极材料循环期间晶格的演变，使用聚焦离子束技术（FIB）制备横截面TEM样品，以捕获LTMO正极颗粒随着电池循环的表面和内部的变化。图像显示，在电池循环时，氧空位的形成和晶格转变是从颗粒表面开始并逐渐向中心传播。计算模拟表明，触发阴离子氧化还原过程导致氧空位的形成能和氧化氧离子的扩散势垒的降低，因此促进氧空位向内迁移。

Pengfei Yan, Jianming Zheng, Zhen-Kun Tang,Arun Devaraj, Guoying Chen, Khalil Amine, Ji-Guang Zhang, Li-Min Liu, ChongminWang. Injection of oxygen vacancies in the bulk lattice of layered cathodes.Nature Nanotechnology, 2019.

DOI: 10.1038/s41565-019-0428-8

https://www.nature.com/articles/s41565-019-0428-8

4. Science Advances：直接观察MoS₂中的谷耦合拓扑电流

二维过渡金属二硫族化物中的电子谷自由度已经通过理论、光学和光电实验进行了广泛研究。然而，不依赖于光学选择的纯谷电流的产生和检测目前未得到证实。普渡大学Zhihong Chen团队报道了谷电流可以通过谷霍尔效应和逆谷霍尔效应，分别在单层MoS₂中电诱导和检测。比较了单层和多层样品中非局部电信号的温度和通道长度依赖性，以区分谷霍尔效应和经典欧姆贡献。值得注意的是，在室温下单层样品中观察到谷输运距离为4 μm。该研究将使新一代电子设备使用谷自由度，可用于未来的谷电子学应用。

Terry Y. T. Hung, Kerem Y. Camsari, ShengjiaoZhang, Pramey Upadhyaya and Zhihong Chen. Direct observation of valley-coupledtopological current in MoS₂. Science Advances, 2019.

DOI: 10.1126/sciadv.aau6478

https://advances.sciencemag.org/content/5/4/eaau6478

5. Science Advances：层状范德华铁电体中巨大负压性的起源

对压电材料的研究主要致力于提高压电系数。然而，该类材料几乎都表现出正的纵向压电性。独特的是，铁电聚合物（聚（偏二氟乙烯）及其共聚物）是通过弱范德华（vdW）相互作用缩合，并显示出负压电性。南洋理工大学Junling Wang和东南大学Shuai Dong报道了另一类vdW固体材料，二维层状铁电CuInP₂S₆。并定量测定了CuInP₂S₆的巨大内在负纵向压电性。研究结果揭示了该系统中负压性的起源，由于Cu离子的大位移不稳定性及其降低的晶格维数所致。此外，二维 vdW压电材料的巨大压电响应和可忽略的衬底钳位效应保证了其在纳米级柔性机电器件中的巨大潜力。

LuYou, Yang Zhang, Shuang Zhou, Apoorva Chaturvedi, Samuel A. Morris, Fucai Liu,Lei Chang, Daichi Ichinose, Hiroshi Funakubo, Weijin Hu, Tom Wu, Zheng Liu,Shuai Dong and Junling Wang. Origin of giant negative piezoelectricity in alayered van der Waals ferroelectric. Science Advances， 2019.

DOI:10.1126/sciadv.aav3780.

https://advances.sciencemag.org/content/5/4/eaav3780

6. Nature Commun.：液态大理石衍生的固液混合超颗粒用于CO₂捕获

CO₂捕集材料的有效设计是一项持续的挑战。山西大学Hengquan Yang课题组报道了一个概念设计，通过利用固液混合超级粒子（SLHSP）来克服与液体和固体CO₂捕获材料相关的当前限制。

为了合并液体和固体材料各自的优点，研究者详细介绍了SLHSP吸附剂概念的设计，该吸附剂由疏水多孔壳和四乙烯五胺（TEPA）-介孔SiO₂复合芯制成，其中液体和固体在微观层面上为分层组织。具体制备原理涉及疏水SiO₂纳米粒子在液态大理石表面上的组装，以及亲水SiO₂纳米粒子和TEPA在液态大理石内部的共组装。胺和SiO₂之间强烈的界面吸附力和强相互作用被认为是高稳健性的关键因素。

这种结构的独特特征是多方面的：1）高粘度的TEPA被划分为微小的液滴，实现了高的表面积与体积比；2）由于液体内部存在“孔隙”，TEPA的范围可及性进一步增强；3）通过固液相互作用显著增强力学强度；4）由于存在疏水壳，胺损失和设备腐蚀被显著抑制。

该方法能够可靠地控制SLHSP的内部结构、尺寸和力学强度。获得的SLHSP在工业上表现出优异的CO₂吸附能力、高吸附速率、长期稳定性和突出的低胺损失能力。出色的性能归功于独特的结构，其在微尺度上分层组织液体和固体。该工作在实验和理论上研究了支持SLHSP形成的基本原理以及对其吸附行为的见解。

Xia Rong, Rammile Ettelaie, Sergey V.Lishchuk, Huaigang Cheng, Ning Zhao, Fukui Xiao, Fangqin Cheng, Hengquan Yang.Liquid marble-derived solid-liquid hybrid superparticles for CO₂capture. Nature Communications, 2019.

DOI: 10.1038/s41467-019-09805-7

https://www.nature.com/articles/s41467-019-09805-7

7. Nature Commun.：具有良好光谱稳定性的钙钛矿蓝色发光二极管

南开大学袁明鉴研究员课题组在钙钛矿蓝色发光薄膜制备中，通过“A位点”阳离子工程方法制备得到准二维铷-铯合金钙钛矿材料[Rb_xCs_1-xPbBr₃ (0 ≤ x ≤ 1) ]，首次合成出具有良好光谱稳定性的、荧光量子产率高达82%(1.5 mW cm^-2)，且没有光谱移动或拓宽的钙钛矿蓝光发光薄膜，获得了最高外转换效率达1.35%且半衰期(T₅₀)为14.5分钟的钙钛矿蓝色发光二极管。

图1：钙钛矿薄膜性能。

图2：钙钛矿发光二极管电致光学性能。

图3：光谱稳定性测试。

Jiang, Y. Qin, C. Yuan, M. et al. Spectrastable blue perovskite light-emitting diodes. Nature Communications, 2019.

DOI: 10.1038/s41467-019-09794-7

https://www.nature.com/articles/s41467-019-09794-7

8. JACS：14.7％!大静电势差的活性材料助力高效有机光伏电池

尽管有机光伏电池（OPV）的性能已经得到改进，但是表现最好的器件仍然显示出远低于商业化太阳能电池的功率转换效率。其中一个主要原因是分离电子-空穴对所需的驱动力很大。近日，中国科学院化学研究所Jianhui Hou团队通过使用新的聚合物供体PTO2和非富勒烯受体IT-4F制备了单结效率为14.7％的OPV。该器件在低驱动力下具有有效的电荷产生。理论研究表明，PTO2和IT-4F之间的分子静电势（ESP）很大，诱导的分子间电场可能有助于电荷的产生。研究结果表明，OPV具有通过ESP的严格调制进一步改善的潜力。

Yao,H. Hou, J. et al. 14.7% Efficiency Organic Photovoltaic Cells Enabledby Active Materials with a Large Electrostatic Potential Difference. Journalof the American Chemical Society, 2019.

DOI: 10.1021/jacs.8b12937

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b12937

9. Angew：具有可切换的等离子体和超离子相属性的一维硒化亚铜纳米结构

硒化亚铜纳米晶体具有特异的性能，尤其是可调节的局域表面等离子体共振(LSPRs)和超离子行为。有鉴于此，伊利诺斯大学Prashant K. Jain等人将硒化亚铜的这些特性与一维形貌结合起来，制备了长度在微米级，直径约为10纳米的Cu₂Se纳米线(NWs)。沿NWs径向的压缩晶格应变导致NWs呈现出一种超离子相。NWs可以在氧化型和还原型之间切换，这两种类型的NWs具有明显的相转变和LSPR特性。这项工作使得可切换的一维波导和离子传导通道成为可能。

Kihyun Cho, Jaeyoung Heo, Yun-MoSung, Prashant K. Jain. One-dimensional cuprous selenide nanostructureswith switchable plasmonic and super-ionic phase attributes. Angewandte ChemieInternational Edition, 2019.

DOI: 10.1002/anie.201902290

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201902290

10. AM综述：富Ni和富Li层状氧化物正极材料中降解行为的形成机制

NCM型的富Ni和富锂层状氧化物由于具有不同的稳定性问题导致寿命有限。在连续循环期间，尤其是电子和晶体结构遭受各种变化，最终导致疲劳和降解。卡尔斯鲁厄理工学院(KIT) Helmut Ehrenberg和Jürgen Janek团队对上述提到的不同材料进行了简要介绍，之后的主要目的是为了更好地了解这些层状过渡金属氧化物中发生的降解过程。通过最先进的分析技术，在不同尺度范围内分析化学成分对电池化学、电化学和循环稳定性的影响，从根本上表征疲劳机制形成的过程。

Lea de Biasi, Björn Schwarz, TorstenBrezesinski, Pascal Hartmann, Jürgen Janek, HelmutEhrenberg. Chemical, Structural, and Electronic Aspects of Formation andDegradation Behavior on Different Length Scales of Ni‐Rich NCM and Li‐Rich HE‐NCM CathodeMaterials in Li‐Ion Batteries. Advanced Materials,2019.

DOI: 10.1002/adma.201900985

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201900985

11. Nano Lett.：原位生成Li₂S-C复合材料用于超高面载量的全固态锂硫电池

全固态锂硫电池（ASSLSB）由于能够消除Li-S电池的两个关键问题（穿梭效应和安全性），在过去的十年中，已取得了显著的进展。然而，由于S和Li₂S的绝缘性质以及循环期间的大体积变化，同时实现活性材料的高面负载和高利用率仍然是一个巨大的挑战。

厦门大学杨勇和恭正良团队报道了一种独特的Li₂S@C纳米复合材料作为正极，通过燃烧锂金属与CS₂，导电碳和Li₂S纳米晶同时产生，从而形成碳包裹的纳米级Li₂S颗粒，然后将Li₂S@C纳米复合材料、硫化物电解质Li₇P₃S₁₁（LPS）和乙炔黑（AB）球磨混合，来形成混合的离子和电子传导网络。作用：1）原位形成的碳基质可以紧密地包裹在Li₂S纳米颗粒上，这不仅显著地提高了电子传导性，而且有效地抑制了Li₂S的团聚，并适应了循环过程中Li₂S的大体积变化。2）纳米尺寸的Li₂S颗粒可以缩短Li离子的扩散路径并减轻锂化/脱锂时的应力。3）通过球磨形成的均匀分布的离子和电子传导网络促进了纳米级渗透网络的形成，从而增加电化学活性表面积。

因此，具有非常高的Li₂S面载量（7 mg cm^-2）的Li₂S@C纳米复合正极的Li₂S利用率达到91％（相当于1067 mAh g^-1的可逆容量），表现出优异的电化学性能：高比容量、良好的倍率性能以及出色的循环性能。

Hefeng Yan, Hongchun Wang, Donghao Wang, XueLi, Zhengliang Gong, Yong Yang, In-situ generated Li₂S-Cnanocomposite for High-Capacity and Long-Life All-Solid-State Lithium SulfurBatteries with Ultrahigh Areal Mass Loading. Nano Letters, 2019.

DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b00882

https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.nanolett.9b00882

12. AFM：二维MoSe₂纳米片用于光热引发的癌症免疫治疗

在以纳米药物为基础的癌症治疗中，纳米材料在体内循环过程中的非特异性吸收和快速清除是导致治疗效率低下的主要原因。暨南大学陈填烽教授团队利用红细胞(RBC)膜对具有高光热转换效率的二维MoSe₂纳米片进行伪装，可以阻止巨噬细胞对其吞噬从而达到增强其血液相容性和延长循环时间的目的。RBC-MoSe₂产生的光热治疗(PTT)在体内具有非常好的抗肿瘤作用，可触发肿瘤相关抗原的释放去激活细胞毒性T淋巴细胞，同时也可以使得PD-1/PD-L1通路失活以避免免疫逃逸的发生。研究也发现，PTT会使得肿瘤微环境中的肿瘤相关巨噬细胞被有效地重编程为M1表型，进一步增强了其抗肿瘤的作用。因此，这种仿生功能化纳米平台也为设计PTT触发的免疫治疗提供新的策略。

LizhenHe, Tianfeng Chen, et al. Designing Bioinspired 2D MoSe₂ Nanosheetfor Efficient Photothermal-Triggered Cancer Immunotherapy with Reprogramming Tumor-Associated Macrophages. Advanced Functional Materials, 2019.

DOI:10.1002/adfm.201901240

https://doi.org/10.1002/adfm.201901240

13. Adv. Sci.：富含镁的三维培养系统可模拟骨发育微环境用于带血管化骨再生

蝾螈胚基的断肢再发育结果表明，通过模拟其发育微环境可以增强它的再生。镁转运蛋白-1 (MagT1)是一种选择性的镁转运蛋白，在小鼠胚胎软骨内骨化区的表达会有显著上调。上海交通大学蒋欣泉团队和张文杰团队合作设计了一种富含Mg的3D培养系统来为干细胞提供胚胎样环境。

实验首先评估了与干细胞成骨分化能力相对应的MagT1表达水平，筛选出了适合构建成骨微环境的最佳Mg²⁺的浓度。结果表明，Mg²⁺可以选择性地激活丝裂原活化蛋白激酶/细胞外调节激酶(MAPK/ERK)通路来刺激成骨分化。随后实验制备了具有适当尺寸的富含Mg的微球以保证其中被包封细胞的生存。一系列实验结果表明，富含Mg的微环境不仅可以促进干细胞的成骨分化，而且有助于新生血管的形成。而利用这些富含Mg的细胞载体则可以在体内实现有效的带血管化骨再生。

Sihan Lin, Wenjie Zhang, Xinquan Jiang, et al.A Magnesium-Enriched 3D Culture System that Mimics the Bone Development Microenvironment for Vascularized Bone Regeneration. Advanced Science,2019.

DOI: 10.1002/advs.201900209

https://doi.org/10.1002/advs.201900209