1. Nature Catal.：单原子裁剪法制备高效多功能NiPt电催化剂

铂基纳米催化剂在各种电催化系统中发挥着重要作用，对可再生能源、清洁能源的转化、储存和利用具有重要意义。但是铂的稀缺性和高成本严重限制了这些催化剂的实际应用。用其他过渡金属修饰铂催化剂提供了一个有效的途径来调整它们的催化性能，但往往牺牲了电化学活性表面积(ECSA)。近日，加州大学洛杉矶分校段镶锋、黄昱、Philippe Sautet等多团队合作，报道了一种单原子裁减策略制备NiPt电催化剂，在提高铂纳米催化剂活性的同时，表面活性位点的损失也最小。作者以PtNi合金纳米线为起始，采用部分电化学去合金法，制备了单原子镍修饰的Pt纳米线，该纳米线具有高的析氢反应、甲醇氧化和乙醇氧化反应的活性与ECSA。

Mufan Li, Kaining Duanmu, Chengzhang Wan,Philippe Sautet*, Yu Huang*, Xiangfeng Duan*, et al. Single-atom tailoring ofplatinum nanocatalysts for high-performance multifunctional electrocatalysis. Nature Catalysis, 2019.

DOI: 10.1038/s41929-019-0279-6

https://doi.org/10.1038/s41929-019-0279-6

2. Nature Chem.：开发出具有催化活性的[Mn]-氢化酶

在大自然的作用下，特定的金属离子与酶结合，催化生命所必需的化学反应。其中，天然氢化酶是一种激活H₂分子的酶，它只利用过渡金属Ni和Fe，分别表现为[NiFe]-、[FeFe]-和[Fe]-氢化酶。然而，目前来看，其他过渡金属可以在合成体系中激活或催化氢的生成。

有鉴于此，瑞士洛桑联邦理工学院胡喜乐团队联合德国马普陆地微生物研究所Seigo Shima团队发展了一种源于[Fe]-氢化酶的仿生模型配合物，区别在于金属中心替换为一个锰。这种锰配合物能够异裂H₂，并催化氢化反应。将该模型物与[Fe]-氢化酶的脱辅基酶结合，可得到[Mn]-氢化酶，其活性（采用活性位点占比进行归一化后的值）高于类似的半合成[Fe]-氢化酶。作者认为，这些发现证明了一种非天然金属氢化酶具有催化功能，并且基于锰活性位点的氢化酶是可行的。

图1：[Fe]-氢化酶的活性位点及其相应锰基模型配合物的合成、结构和催化活性。

图2：计算研究氢化机理。

图3：半合成[Mn]-氢化酶的活性。

Hui-Jie Pan, Gangfeng Huang, Matthew D.Wodrich, Farzaneh Fadaei Tirani, Kenichi Ataka, Seigo Shima & Xile Hu. Acatalytically active [Mn]-hydrogenase incorporating a non-native metalcofactor. Nature Chemistry, 2019.

DOI: 10.1038/s41557-019-0266-1

https://www.nature.com/articles/s41557-019-0266-1#article-info

3. Joule：柔性最高效率！21.3%效率的全钙钛矿串联太阳能电池

多结全钙钛矿太阳能电池通过将多结结构中低热损耗的优势与钙钛矿的有益特性相结合，即低加工成本，高产量制造和兼容性。然而，实现高效串联有两个主要挑战：（1）设计复合层以有效地组合两个钙钛矿子电池，同时还防止顶部电池处理期间底部电池损坏和（2）实现高开路电压宽间隙子电池。

美国国家可再生能源实验室Axel F.Palmstrom等人克服了这两个挑战。首先，展示了由具有亲核羟基和胺官能团的超薄聚合物组成的成核层，用于通过原子层沉积（ALD）使共形的低导电性铝氧化锌层成核。该方法使得ALD生长的复合层能够减少在现有钙钛矿活性层顶部的溶液加工中的分流以及溶剂降解。接下来，展示了一种基于不匹配尺寸（二甲基铵和Cs）的A位阳离子的带隙调谐策略，以实现具有高稳定电压的1.7 eV钙钛矿。通过结合这些策略，制造了双端全钙钛矿串联太阳能电池，在刚性基底上的效率为23.1％；在柔性基底上的串联电池效率为21.3％，这是迄今为止报道的柔性薄膜太阳能电池的最高效率。

Palmstrom, A. F.; Eperon, G. E.; Leijtens, T.;Prasanna, R.; Habisreutinger, S. N.; Nemeth, W.; Gaulding, E. A.; Dunfield, S.P.; Reese, M.; Nanayakkara, S.; Moot, T.; Werner, J.; Liu, J.; To, B.;Christensen, S. T.; McGehee, M. D.; van Hest, M. F. A. M.; Luther, J. M.;Berry, J. J.; Moore, D. T. Enabling Flexible All-Perovskite Tandem Solar Cells.Joule, 2019.

DOI: 10.1016/j.joule.2019.05.009.

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2542435119302521

4. Nature Commun.：锂离子电池转化型电极材料的相转变

使用转化型电极材料的电池具有更高的能量存储密度，但是相比嵌入型电极材料来说其经历着严重的容量衰减问题。通常人们认为容量衰减是由活性材料与集流体之间接触不好或者固态电解质中间相界面破裂导致的。

在本文中，加拿大滑铁卢大学陈忠伟、布鲁克海文实验室Dong Su 以及阿贡国家实验室Hua Zhou等结合同步辐射X射线吸收光谱和原位透射显微镜等技术对铁氧化物复合结构在后期循环过程中的相变过程进行了研究。他们研究了转化型材料的容量衰减问题，发现其与初始锂化完全不同。累积的内部钝化相和表面层的过度循环对电子输运形成了一个速率限制扩散屏障，这是导致容量退化和倍率性能下降的原因。这项工作直接将性能与循环电极材料的微观相演变联系起来，并为设计应用的转换型电极材料提供了见解。

Jing Li, Zhongwei Chen, Hua Zhou, Dong Su etal. Phase evolution of conversion-type electrode for lithium ion batteries. Nature Communications, 2019.

DOI: 10.1038/s41467-019-09931-2

https://www.nature.com/articles/s41467-019-09931-2

5. Angew：中性Al双键实现CO₂固定和催化还原

在地球CO₂浓度不断升高的今天，将CO₂进行固定并还原为有价值的产品具有十分重要的意义。在本文中，德国慕尼黑工业大学Inoue教授等采用含有Al-Al双键的有机铝化合物实现了对CO₂的固定和还原。在不存在或存在额外的二氧化碳的情况下，二氧化碳固定复合物也会进一步发生反应，从而分别形成第一个碳羰基和碳酸盐双铝复合物。Al-Al双键用于二氧化碳的催化还原是通过形成碳酸双铝络合物而不是传统的氢化铝循环来实现甲酸循环的。该方法得到的CO₂还原产物不仅是有工业附加值的C1产物，而且分离出的新型有机铝配合物在分离许多工业相关催化过程中间体中具有重要意义。

Catherine Wettman, Shigeyoshi Inoue et al. CO₂Fixation and Catalytic Reduction by a Neutral Aluminium Double bond. AngewandteChemie International Edition, 2019.

DOI: 10.1002/ange.201905045

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.201905045?af=R

6. Angew：MOF基矿井甲烷纳米捕集器

甲烷是一种主要的温室气体，直接从煤矿排放到大气中的甲烷却没有引起足够的重视。为了解决这一问题，南佛罗里达大学Shengqian Ma团队报道了一种甲烷纳米捕集器，该捕集器中的金属有机框架(MOF)中具有相对相邻的开放金属位点和密集的烷基基团。该烷基MOF基甲烷纳米捕集器在298K和1 bar时具有创纪录的甲烷吸收率和CH₄ /N₂选择性。作者进一步通过单晶X射线衍射实验对烷基MOF中的甲烷分子进行了晶体学鉴定，并结合分子模拟研究揭示了MOF基纳米捕集器中甲烷的吸附机理。IAST计算和突破性实验表明，该烷基MOF基甲烷纳米捕集器是CH₄/N₂分离的新基准，为煤矿甲烷的捕集回收、减少温室气体排放提供了新的前景。

Zheng Niu, Shengqian Ma*, et al. A Metal–Organic Framework Based Methane Nano-trap for the Capture of Coal-MineMethane. Angewandte Chemie International Edition, 2019.

DOI: 10.1002/anie.201904507

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201904507

7. Angew：纳米体共轭的纳米管用于近红外体内成像和传感

单壁碳纳米管(SWCNTs)等荧光纳米材料具有很多光学物理的优点，但是目前很难将其定位于生命系统中的某个特定位置。相比之下，绿色荧光蛋白(GFP)则已经在许多细胞和生物体中被基因融合到蛋白质中。因此，GFP不仅可以作为一个荧光团，而且可以被看作是一种通用的靶点。乔治-奥古斯都-哥廷根大学Sebastian Kruss团队设计了将连接GFP的纳米体与DNA包裹的SWCNTs相结合的策略。该方法具有GFP结合纳米体的靶向性和SWCNTs的近红外荧光(850-1700 nm)。这些偶联物能够用于在黑腹果蝇胚胎发育过程中对单个的激酶-5-GFP运动蛋白进行示踪。并且它们也对神经递质多巴胺十分敏感，也可用于对多巴胺的靶向检测。

Florian Alexander Mann, Florian Alexander Mann,et al. Nanobody Conjugated Nanotubes for Targeted Near-Infrared in vivo Imagingand Sensing. Angewandte Chemie International Edition, 2019

DOI: 10.1002/anie.201904167

http://dx.doi.org/10.1002/anie.201904167

8. AFM：组织衍生的细胞外基质用于不同的治疗应用

组织源性、脱细胞的细胞外基质(dECM)由于其与自然细胞外基质(ECM)复杂的组成、结构十分吻合，逐渐成为组织工程支架的金标准。而通过各种处理技术则可以进一步操纵这些脱细胞组织来控制其特征并赋予其大量有价值的新功能，从而扩大它们研究范围和提高转化应用前景中。以色列理工学院Marcelle Machluf团队对最先进的dECM平台及其潜在的应用进行了综述；介绍了ECM的特点并简要讨论了选择dECM来源时主要考虑的因素；介绍了水凝胶法、生物冲洗法、静电纺丝法、多孔支架法、微载体法和微胶囊法等处理dECM的重要工艺方法及其优缺点，重点介绍了平台在组织工程中的应用；最后对基于dECM的平台的未来发展进行了展望。

Stasia Krishtul, Marcelle Machluf, et al.Processed Tissue–Derived ExtracellularMatrices: Tailored Platforms Empowering Diverse TherapeuticApplications. Advanced Functional Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adfm.201900386

https://doi.org/10.1002/adfm.201900386