1. Nature：晶格锚固可稳定溶液处理的半导体

无机铯铅卤化物钙钛矿具有非常适合串联太阳能电池的带隙，但在室温附近遭受不希望的相变。胶体量子点（CQD）是结构坚固的材料，因其尺寸可调的带隙而受到重视。然而，它们还需要稳定性的进一步提高，因为它们由于不完全的表面钝化而易于在高温下聚集和表面氧化。近日，多伦多大学Edward H. Sargent教授研究团队报道了“晶格锚定”杂化材料，其将铯铅卤化物钙钛矿与铅硫属元素化物CQD结合，这两种材料之间的晶格匹配有助于稳定性超过组分的稳定性。

研究发现CQD使钙钛矿保持在其所需的立方相中，从而抑制向不希望的晶格失配相的转变。与原始钙钛矿相比，CQD锚固钙钛矿在空气中的稳定性提高了一个数量级，并且材料在环境条件（25摄氏度和约30％湿度）下保持稳定超过六个月且超过五个小时在200摄氏度。与CQD对照相比，钙钛矿防止CQD表面的氧化并且在100摄氏度下将纳米颗粒的聚集减少了五倍。对于在红外波长发射的CQD固体，基质保护的CQD显示出30％的光致发光量子效率。晶格锚定的CQD：钙钛矿固体表现出电荷载流子迁移率加倍，这是由于与纯CQD固体相比载流子跳跃的能垒减小。这些益处在溶液处理的光电器件中具有潜在用途。

Liu, M. Sargent, E. H. Lattice anchoring stabilizes solution-processed semiconductors. Nature, 2019.

DOI: 10.1038/s41586-019-1239-7

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1239-7

2. Science综述：用更简单的合金提高可持续性

在青铜时代早期（公元前约4000年），锡和铅合金化来硬化铜是通过定制组合物改善材料性能的最早记录的例子之一。如今，从喷气发动机到计算机芯片等许多高性能应用，都有可能包含几乎任何元素的合金。然而，增加合金材料中的组分数量使得其生产和再循环更加困难，并且存在稀缺或稀有元素资源耗尽的风险。鉴于此，金属所卢柯院士和李秀艳团队阐述了基于合金化的策略的可持续性是许多材料系统的问题的关键之一。重点是减少合金化，特别是替代材料中的有毒和稀有元素。

Li, X. & Lu, K. Improving sustainabilitywith simpler alloys. Science, 2019.

DOI: 10.1126/science.aaw9905

https://science.sciencemag.org/content/364/6442/733

3. Science：木头大王再出手！辐射冷却结构材料

减少人类对低能耗冷却方法（如空调）的依赖将对全球能源格局产生巨大影响。通过完全脱木素和木材致密化的过程，马里兰大学胡良兵和科罗拉多大学波尔得分校Xiaobo Yin团队开发出一种机械强度为404.3兆帕斯卡的结构材料，是天然木材的8倍以上。改工程材料中的纤维素纳米纤维反向散射太阳辐射，并在中红外波长发射强，使得白天和夜晚持续低温冷却。研究人员还模拟了冷却木材的潜在影响，并发现节能20％至60％，这在炎热和干燥的气候中最为明显。

Li, T., Zhai, Y. et al. A radiative coolingstructural material. Science, 2019.

DOI: 10.1126/science.aau9101

https://science.sciencemag.org/content/364/6442/760

4. Nature Photonics：计算飞行时间漫反射光学层析成像

通过强扩散介质成像仍然是一项突出的挑战，特别是在生物和医学成像应用中。 格拉斯哥大学Daniele Faccio团队提出了一种基于单光子飞行时间相机的方法，该方法结合空间和全时间光子分布数据的计算处理，在超过80个自由传输路径平均值上，对嵌入强扩散介质内的物体进行成像。该技术是非接触式的，需要1秒的采集时间，因此允许Hz帧速率成像。成像深度对应于几厘米的人体组织，并为进行深体成像作为原理的证明。

Lyons, A., Tonolini, F. et al. Computationaltime-of-flight diffuse optical tomography. Nature Photonics, 2019.

DOI: 10.1038/s41566-019-0439-x

https://www.nature.com/articles/s41566-019-0439-x#auth-7

5. Nature Commun.：基于单肽-MHC的纳米药物治疗多种肝脏自身免疫性疾病

基于具有组织特异性和自身抗原表位的，以肽为主的组织相容性复合体II (pMHCII)纳米药物可通过将同源抗原感受性CD4+T细胞重新编程为疾病抑制T-调节型(TR1)细胞来降低特异性自身免疫条件。卡尔加里大学Pere Santamaria团队研究表明，基于单肽-MHC的纳米药物可以呈递与原发性胆汁胆管炎（PBC）或自身免疫性肝炎(AIH)相关的表位抗原，进而可以组织特异性地抑制PBC、AIH和原发性硬化性胆管炎。治疗效果则与同源TR1细胞的形成和扩张、TR1细胞在肝脏的富集和淋巴结引流、局部B调节细胞的形成以及对肝脏和肝近端髓样树突状细胞和枯否细胞促炎能力的深度抑制有关。

Channakeshava Sokke Umeshappa, Pere Santamaria,et al. Suppression of a broad spectrum of liver autoimmune pathologies bysingle peptide-MHC-based nanomedicines. Nature Communications, 2019.

DOI: 10.1038/s41467-019-09893-5

https://doi.org/10.1038/s41467-019-09893-5

6. Angew：利用二维Au@MnO₂纳米片在单颗粒水平上监测细胞膜的囊泡形成

安徽师范大学夏云生教授团队和南开大学肖乐辉教授团队合作报道了由金纳米颗粒(AuNPs)和MnO₂纳米片组成的二维UFO形材料(AMNS-SPs)，用于在单颗粒水平上直接监测细胞膜的囊泡形成。由于修饰后的MnO₂纳米片具有超薄的厚度(4.2 nm)和较大的直径(230 nm)，因此在胞吞过程中，它们具有很好的灵活性，可以发生变形和折叠从而包裹AuNPs。与此同时，AuNPs的光折射率会急剧增加，致局域表面等离子体共振(LSPR)发生明显的红移。这种LSPR的变化也为直接监测二维纳米材料与细胞膜之间的动态相互作用提供了一种方便而准确的手段。此外，被内吞的AMNS-SPs会由还原性分子的蚀刻效应而引起LSPR蓝移，这也有望用于在单细胞水平上研究局部环境氧化还原状态。

YunyunLing, Lehui Xiao, Yunsheng Xia, et al. Direct Monitoring Cell Membrane Vesiculation with 2D AuNP@MnO₂ Nanosheet Supraparticles at Single-Particle Level. Angewandte Chemie International Edition, 2019.

DOI: 10.1002/anie.201902987

http://dx.doi.org/10.1002/anie.201902987

7. Angew：通过新型水系Zn/Al-CO₂体系实现高效CO₂利用

自从工业时代以来大气中的CO₂含量已经从278 ppm提高到408 ppm，这也严重影响了气候变化。为了应对该危机，碳的捕捉、利用和储存技术受到了广泛关注。然而，到目前为止，由于CO₂转化的动力学十分缓慢因而现存技术可行性不高。在本文中，韩国蔚山国家科学技术研究所Jaephil Cho和Guntae Kim等报道了一种水溶液Zn和Al-CO₂电化学体系，这种体系利用CO₂持续溶解产生的酸性来发电和产氢。与碱性条件下的典型氢析出反应相比，该系统表现出0.4 V的正位移起始电位34 mV/dec的低Tafel斜率下具有十分快速的动力学特征。值得一提的是， Al-CO2体系表现出高达125 mW/cm²的最大功率密度，这是所有有关CO₂利用的电化学体系中的最大值。

ChangminKim, Jaephil Cho, Guntae Kim et al. Highly Efficient CO₂ Utilizationvia Novel Aqueous Zn or Al-CO₂ Systems for H₂ andElectricity Production. Angewandte Chemie International Edition, 2019.

DOI: 10.1002/ange.201904763

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.201904763?af=R

8. Angew：锂离子电池正极材料中的氧空位的扩散与聚集

氧空位是过渡金属氧化物材料中存在额本征缺陷，而且氧空位的存在对于过渡金属氧化物的物理化学性质具有十分关键的意义。金属氧化物常常被用作锂离子电池正极材料，但是有关锂离子电池领域中氧空位所扮演的角色尚不明确。在本文中，韩国蔚山国家科学技术研究所Jaephil Cho和Sang Kyu Kwak等报道了在非平衡充放电态下锂离子电池单晶正极中氧空位的行为。他们发现氧空位和过渡金属离子的持续迁移会造成氧空位在特定晶向上的聚集，进而造成单晶正极上微裂缝的发展。此外，了解氧空位在金属氧化物中的存在和扩散的影响可以解释锂离子电池中容量衰减的大多数常规机制，并为新的电化学应用提供新的见解。

SanghanLee, Jaephil Cho, Sang Kyu Kwak et al. Oxygen Vacancy Diffusion and Condensation in Li‐ion Battery Cathode Materials. Angewandte Chemie International Edition, 2019.

DOI: 10.1002/ange.201904469

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.201904469?af=R

9. Angew：聚合物-合金杂化层助力稳定无枝晶锂金属负极

锂枝晶导致锂金属电池（LMB）的不可逆容量衰减，此外，LMB的严格装配环境条件被视为实际应用的挑战。华中科技大学谢佳课题组通过简单的化学改性策略设计并制备了具有由聚合物和合金组成的人工混合层来改善锂金属负极性能。该方法非常简单，通过将锂金属浸入含0.1M SnCl4的四氢呋喃（THF）溶液中，在THF溶液中，Li金属和SnCl4发生简单的化学反应，以在锂金属表面上形成混合层。此外，环氧丙烷（PO）是聚合反应的促进剂，以增加聚合物含量。经处理的锂负极在Li-Li对称电池中表现出超过1000h的无枝晶，并且在高面负载的Li-S和Li|LiFePO4全电池中具有出色的循环性能。此外，经处理的锂显示出改善的湿度稳定性，其受益于聚合物的疏水性，在潮湿空气暴露后仍保持良好的电化学性能。

Zhipeng Jiang, Jia Xie et al. Facile Generation of Polymer‐Alloy Hybrid Layer towards Dendrite‐free Lithium Metal Anode with Improved Moisture Stability. Angewandte Chemie International Edition, 2019.

DOI: 10.1002/ange.201905712

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.201905712?af=R

10. Angew：空心多壳结构TiO_2-x用于锂硫电池

中国科学院王丹课题组通过顺序模板法（STA）设计并合成出中空多壳结构（HoMS）TiO_2-x，以充当硫载体材料。三层分离壳结构的层间空隙可以有效地缓冲硫的体积膨胀，还能够实现多硫化物的物理和化学的双重吸附，即不仅通过物理限域捕获多硫化物，还可以通过氧空位和壳表面上Ti³⁺的强结合作用化学锚定多硫化物。此外，金红石相的高电导率和正电荷相对较少的Ti³⁺原子核致使电子密度更大，以及多壳结构充当桥粱，能够协同促进电子和离子的转移，克服硫和放电产物的绝缘性，从而显著提高Li-S电池库仑效率和循环稳定性。

基于三壳TiO_2-x HoMS的硫正极提供903 mAh g^-1的比容量，在0.5C下容量保持率为79％，并且在1000次循环后库仑效率为97.5％。优异的电化学性能归功于良好的空间限域和三层壳集成电导率，其结合了物理和化学吸附、短电荷传输路径和力学强度的特征。

Dr. Esmail Husein M. Salhabi, Dr. Jilu Zhao,Dr. Jiangyan Wang, Prof. Mei Yang, Prof. Bao Wang, Prof. Dan Wang. Hollow Multi‐Shelled Structural TiO_2−x with Multiple Spatial Confinement for Long‐Life Lithium–Sulfur Batteries. Angewandte ChemieInternational Edition, 2019.

DOI: 10.1002/anie.201903295

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201903295