1. Science：低界面韧性材料，有效大规模除冰

积冰对一系列的商业和居住活动有不利的影响。将冰从表面移除所需要的力通常被认为与冰的面积成比例。这就对输电线或船体等大面积结构上憎冰涂料的使用提出了挑战。有鉴于此，密歇根大学安娜堡分校Anish Tuteja、M. D. Thouless等人提出了一类与冰的界面韧性较低的材料，导致系统中移除大面积冰(几平方厘米或更大)所需的力较低，且与冰的面积无关。作者进一步证明，用这种材料制成的涂层使冰仅凭自重就轻易地从大面积(约1平方米)上脱落。

图1. 控制界面韧性。

图2. 低界面韧性材料的大规模除冰测试。

Kevin Golovin, Abhishek Dhyani, M. D.Thouless, Anish Tuteja. Low–interfacial toughnessmaterials for effective large-scale deicing. Science, 2019.

DOI: 10.1126/science.aav1266

https://science.sciencemag.org/content/364/6438/371 

2. Nature Mater.：在原子级表面上原位探测带电界面水结构

固/液界面无处不在，其原子级结构的知识对于阐明科学中的许多现象至关重要。特别是在电化学中，界面水的详细结构，如偏电位下双电层中的取向和氢键网络，对电极材料的电化学性能有显着影响。为了阐明电化学界面上双电层的结构，厦门大学李剑锋和程俊团队结合原位拉曼光谱和从头算分子动力学，并区分电气化Au单晶电极表面界面水的两个结构转变。对于负电位，界面水分子从结构上“平行”演变为“单H向下”，然后演变为“双H向下”。同时，界面水中的氢键数也经历两次转变。研究结果揭示了对界面处双电层和电化学过程的基本理解。

Li,C.-Y.; Le, J.-B.; Wang, Y.-H.; Chen, S.; Yang, Z.-L.; Li, J.-F.; Cheng, J.;Tian, Z.-Q. In situ probing electrified interfacial water structures atatomically flat surfaces. Nature Materials, 2019.

DOI:10.1038/s41563-019-0356-x

https://doi.org/10.1038/s41563-019-0356-x

3. Nature Commun.：异质外延钝化的Cs₂AgBiBr₆晶圆用于X射线成像

X射线探测器广泛用于医学成像和产品检查。最近，卤化钙钛矿表现出优异的直接X射线检测性能。然而，离子迁移导致大的噪声和基线漂移，限制了检测和成像性能。华中科技大学唐江团队通过引入溴氧化铋（BiOBr）作为异质外延钝化层，在很大程度上消除了铯银溴化铋（Cs₂AgBiBr₆）多晶晶片中的离子迁移。BiOBr和Cs₂AgBiBr₆之间的良好晶格匹配能够实现完全的缺陷钝化并抑制离子迁移。因此，探测器实现了出色的平衡性能，信号漂移比以前的研究低一个数量级。并具有低噪声，高灵敏度，以及高空间分辨率。通过等静压方法可以容易地放大晶片面积，与异质外延钝化一起，增强了基于Cs₂AgBiBr₆的X射线探测器作为下一代X射线成像平板的竞争力。

Bo Yang, Weicheng Pan, Haodi Wu, Guangda Niu, Jun-Hui Yuan, Kan-Hao Xue, Lixiao Yin, Xinyuan Du, Xiang-Shui Miao, Xiaoquan Yang, Qingguo Xie, Jiang Tang. Heteroepitaxial passivation of Cs₂AgBiBr₆ wafers with suppressed ionicmigration for X-ray imaging. Nature Communications, 2019

DOI: 10.1038/s41467-019-09968-3

https://doi.org/10.1038/s41467-019-09968-3

4. Chem. Soc. Rev.：酞菁和卟啉类似物作为钙钛矿太阳能电池的空穴和电子传输材料

已有多个课题组 以Spiro-OMeTAD作为HTM制备的钙钛矿太阳能电池效率超过20％，但由于使用掺杂的Spiro-OMeTAD，它们的稳定性仍然是商业化的瓶颈。近日，洛桑联邦理工学院Mohammad Khaja Nazeeruddin 和马德里自治大学Toma´s Torres针对该问题发表长篇综述，作者分析了含有酞菁和卟啉大环化合物的空穴和电子传输材料对钙钛矿太阳能电池稳定性和效率的影响。研究发现，这些大环化合物在钙钛矿表面上的π-π堆叠取向对于促进垂直电荷传输是重要的，导致高功率转换效率。

Urbani,M. Nazeeruddin , M. K. Torres, T. et al. Phthalocyanines andporphyrinoid analogues as hole- and electron-transporting materials forperovskite solar cells. Chemical Society Reviews, 2019.

DOI:10.1039/c9cs00059c

https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2019/cs/c9cs00059c

5. AM：2D MoS₂材料作为界面层助力高性能钙钛矿太阳能电池

钙钛矿薄膜的质量对钙钛矿太阳能电池的性能至关重要。然而，控制溶液加工的钙钛矿薄膜的结晶度和取向是具有挑战性的。近日，香港理工大学Feng Yan研究团队报道了在MoS₂薄片上的MAPbI₃钙钛矿薄膜的液相范德华外延生长。在透射电子显微镜下，研究人员观察到钙钛矿和MoS₂晶格之间的面内耦合，导致钙钛矿膜具有更大的晶粒尺寸，更低的陷阱密度，以及沿着与MoS₂表面垂直的（110）优先生长取向。在钙钛矿太阳能电池中，MoS₂作为钙钛矿活性层与空穴层的界面层，提高了钙钛矿的结晶度以及改善了空穴界面提取和转移的速率，功率转换效率相对提高了15％。这项工作为引入2D材料作为界面层来制备高性能钙钛矿太阳能电池和其他光电器件铺平了道路。

Tang,G. Yan, F. et al. Solution-Phase Epitaxial Growth of Perovskite Films on 2DMaterial Flakes for High-Performance Solar Cells. Advanced Materials, 2019.

DOI:10.1002/adma.201807689

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201807689

6. AM：球形超结构碳纳米棒的合成

纳米/微米尺度多级超结构因其广泛的应用前景而备受关注。近日，日本国家先进工业科学技术研究院Qiang Xu等多团队合作，采用自模板策略，通过维持球形超结构MOFs纳米棒(SS-MOFNR)的形貌并进行热转化，合成了具有球形超结构的碳纳米棒(SS-CNR)。作者利用结晶MOF纳米粒子的水热转化过程，合成了具有板栗壳状超结构的自有序SS-MOFNR。在氩气中碳化后，多级SS-MOFNR转变成SS-CNR，保留了原有的壳上有一维多孔碳纳米棒的板栗壳状超结构。利用该超结构的优势，作者制备了超小Pd纳米颗粒固定在SS-CNR（Pd@SS-CNR）的催化剂，该催化剂能高效催化甲酸脱氢反应。

LianliZou, Qiang Xu*, et al. Fabrication of a SphericalSuperstructure of Carbon Nanorods. Advanced Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adma.201900440

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201900440

7. Angew：二维二氧化钛纳米片高尺寸无关快离子插入性能

与锂离子相比，大半径钠离子(Na⁺)或钾离子(K⁺)在非水电解质中的快速氧化还原插入固体晶格一直是一个难以实现的目标。近日，苏州大学耿凤霞等多团队合作，通过调节叠层二氧化钛薄片的层间结构，使其层与层之间的相互作用减弱，形成一个坚固的柱状通道空间，使得相邻薄片之间的二维通道完全开放，进而使客体离子快速插入，且插入速率与离子的大小无关。无论采用常规Li⁺或大半径Na⁺、K⁺，该材料表现出零strain-like行为，且主体结构和夹层空间没有显著变化，并且对所有检测离子的具有相当的容量，快的速率和超长的寿命，即使80 μm厚电极也有同样效果。

JinlinYang, Xu Xiao, Wenbin Gong, Fengxia Geng,* et al. Size-Independent Fast Ion Intercalation in Two-Dimensional TitaniaNanosheets. Angewandte Chemie International Edition, 2019.

DOI: 10.1002/anie.201902478

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201902478 

8. AFM：MnFe₂O₄@MOF用于持续调控肿瘤微环境来增强光动力治疗

以活性氧(ROS)为基础的癌症治疗，如光动力治疗(PDT)，受肿瘤微环境(TME)中发现的低氧和过表达谷胱甘肽(GSH)的影响。湖南大学宋国胜团队、尹霞团队和张晓兵团队合作报道了一种新的策略，可以同时地连续调节肿瘤微环境的乏氧和氧化还原性以达到预期的治疗效果。实验以卟啉基MOF为光敏剂，锰铁氧体纳米颗粒为纳米酶制备了具有良好生物相容性的纳米平台(MnFe₂O₄@MOF)。该纳米平台具有过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活性。一旦其被内化到肿瘤中，就可以通过循环的类芬顿反应持续催化H₂O₂生成O₂来克服肿瘤乏氧。同时，结合类芬顿反应，MnFe₂O₄@MOF可在H₂O₂的存在下持续消耗谷胱甘肽，降低其对PDT产生的ROS的消耗。体内外结果证明该策略具有很好的治疗效果。

Sheng-Yan Yin, Guosheng Song, Xia Yin,Xiao-Bing Zhang, et al. Persistent Regulation of Tumor Microenvironment viaCirculating Catalysis of MnFe₂O₄@Metal-Organic Frameworksfor Enhanced Photodynamic Therapy. Advanced Functional Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adfm.201901417

https://doi.org/10.1002/adfm.201901417