1. Nature：单分子中的选择性三重态激子形成

通过电荷注入在有机分子中形成激子是有机发光二极管（OLED）工作的必要过程。根据基于自旋统计的简单模型，注入的电荷以1：3的比例形成自旋单线态（S1）激子和自旋三线态（T1）激子。在首次报道基于磷光的高效OLED2（由T1激子的衰变产生）之后，更有效地使用这些激子一直是提高OLED能量效率的主要策略。提高OLED能效的另一个途径是降低工作电压。因为T1激子具有比S1激子更低的能量（由于交换相互作用），所以能量差的使用原则上可以在低OLED工作电压下独立地产生T1激子。然而，尚未建立实现这些激子的这种选择性和直接形成的方法。

近日，RIKEN表面与界面科学实验室Yousoo Kim联合加州大学圣地亚哥分校MichaelGalperin使用扫描隧道显微镜进行电致发光的单分子研究，并展示了一种选择性形成T1激子的简单方法。吸附在Ag（111）顶部的三单层NaCl膜上3,4,9,10-perylenetetracarboxylicdianhydride（PTCDA）分子在高施加电压下显示磷光和荧光信号。相反，仅在低施加电压下发生磷光，表明T1激子的选择性形成而不产生它们的S1对应物。磷光的偏压依赖性与微分电导测量相结合，揭示了从带负电的PTCDA分子中自旋选择性电子去除是该系统中T1激子的主要形成机制。该发现表明伴随激子形成的电子传输过程可以通过操纵分子内的电子自旋来控制。因此，可考虑到交换互动而设计器件可以实现具有较低工作电压的OLED。

Kimura,K. Kim, Y. Galperin, M. et al. Selective triplet exciton formation in a singlemolecule. Nature, 2019.

DOI:10.1038/s41586-019-1284-2

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1284-2

2. Chem：界面与纳米限域效应降低聚合物结合光酸的激发态酸度

光引发的纳米尺度上的离子传导在能量转化、神经元激发以及仿生技术等诸多领域中都扮演着重要角色。为了对光引发的离子传导进行深入的研究，美国加州大学Ardo等合成了一种光酸修饰的聚合物，这种聚合物在能够在可见光激发的条件下产生水合质子。他们发现在聚对苯二甲酸乙二醇酯中，吡咯烯醇光酸染料分子被共价结合在锥形的纳米孔道中。研究数据表明约90%的纳米孔表面都成功地被光酸修饰且每个光酸分子平均通过三个磺基与孔道结合。与溶解于水溶液中的光酸相比，与纳米多孔尖端区域结合的光酸在其基态和激发态下平均酸度较弱，这是由于受限纳米孔中的表面电位或溶剂化环境的差异所致。该研究结果表明纳米限域的光酸引发的离子输运需要精细的分子结构设计才能够实现有效的光离子能量转换。

ChristopherD. Sanborn, Shane Ardo et al. Interfacial and Nanoconfinement Effects Decreasethe Excited-State Acidity of Polymer-Bound Photoacids, Chem, 2019.

DOI:10.1016/j.chempr.2019.04.022

https://www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(19)30180-9?rss=yes

3. Nature Commun.：原位观测MoS₂模型催化剂用于加氢脱硫

加氢脱硫工艺是化学工业的基石之一，该工艺可以将石油中有害的硫去除掉从而生产清洁的碳氢化合物。该反应活性位在MoS₂纳米岛的边缘，反应条件为5-160 bar和260-380℃。到目前为止，极端条件下对催化剂的结构有何影响还不甚清楚。有鉴于此，荷兰莱顿大学Rik V. Mom教授等人利用高压扫描隧道显微镜，成功在反应条件下原位观察了活性MoS₂模型催化剂。结果表明，催化剂边缘部位的硫、氢和碳氢化合物的覆盖层随气体环境的变化而变化。通过与密度泛函理论计算结果比较，认为CH₃SH脱硫过程中的催化活性位点吸附有硫和CH₃SH的混合物。

RikV. Mom*, Jaap N. Louwen, Joost W. M. Frenken & Irene M. N. Groot. In situ observations of an active MoS₂ model hydrode sulfurization catalyst. Nature Communications, 2019.

DOI:10.1038/s41467-019-10526-0

https://www.nature.com/articles/s41467-019-10526-0

4. Nature Commun.：逐层自组装构造柱状二维多层结构

近日，奥本大学Majid Beidaghi和英国皇家理工学院Mahiar M. Hamedi等人用逐层自组装法在水等基底上成功生长出柱状二维多层结构。该方法以有机小分子TAEA和Ti₃C₂T_x MXene凝胶分散液为原料，逐层自组装成(MXene/TAEA)_n多层结构。与其他方法制备的MXene多层结构相比，该柱状二维多层结构具有更高的电导率，7.3×10⁴Sm⁻¹。另外，该二维结构可以用作全固态超级电容器，体积比电容为583Fcm⁻³，能量密度和功率密度分别为3.0WhL⁻¹ 和4400WL⁻¹。这一策略使大规模制造高导电柱状MXene多层结构成为可能，并有可能拓展到制备其他二维异质结构。

Weiqian Tian, Armin Vahid Mohammadi, Zhen Wang, Liangqi Ouyang, Majid Beidaghi* &Mahiar M. Hamedi*. Layer-by-layer self-assembly ofpillared two-dimensional multilayers. Nature Communications, 2019.

DOI:10.1038/s41467-019-10631-0

https://www.nature.com/articles/s41467-019-10631-0

5. EES：锂硫电池中Li₂S/Li₂S₂生长对于电流密度的依赖

基于多电子氧化还原反应的Li-S电池具有超高理论能量密度，因此备受研究人员的关注。锂硫电池中Li₂S/Li₂S₂(简记为Li₂S_1/2)的沉淀反应对于实现较高的硫利用率至关重要。然而，人们对于处于工作状态中的电池里的Li₂S_1/2沉淀反应的动力学效应知之甚少。

在本文中，清华大学张强教授与北京理工大学Jiaqi Huang 以及曲阜师范大学Wancheng Zhu等对锂硫电池中Li₂S_1/2成核与生长过程对于电流密度的依赖行为进行了深入研究并将这种依赖关系用作高载量高硫含量锂硫电池的设计原则。一般来说，Li₂S_1/2的成核密度与电流密度的三分之二次方成正比，从高电流密度到低电流密度的转变改变了Li₂S_1/2从表面沉积到溶液介导生长的沉积路径。此外，在常规的醚类电解质中多硫化物中间体和Li₂S_1/2的流动性也限制了其在溶液中的生长速度。这种依赖关系为设计轻质、高比表面积的硫正极提供了参考，研究人员利用这种依赖关系设计了硫含量达到93.4 wt.%且具有高容量（1269 mAh /g）的锂硫电池。

Long Kong, Jiaqi Huang, Wancheng Zhu, QiangZhang et al. Current-Density Dependence of Li₂S/Li₂S₂ Growth in Lithium–Sulfur Batteries, Energy & Environmental Science,2019.

DOI: 10.1039/C9EE01257E

https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2019/EE/C9EE01257E#!divAbstract

6. Chem. Soc. Rev.：基于纳米材料的协同联合肿瘤免疫治疗研究

近年来，传统的治疗方法如手术、化疗、放疗等已成为肿瘤治疗的主要方法。而癌症免疫治疗则是利用患者自身免疫系统的力量去对抗癌症的一种新的治疗方式。当前，纳米材料在这一新兴领域中得到了越来越多的应用，特别是其他的治疗方法与癌症免疫治疗相结合，可以实现精准用药，预防复发和转移并提高患者的预后，多种治疗方法联合也比单一治疗具有更好的疗效。澳门大学代云路教授团队和美国NIH陈小元教授团队合作综述了肿瘤免疫治疗以及设计用于联合治疗的纳米材料的基本原理，包括纳米平台的结构及其对抗癌症的机制。旨在基于生物材料工程方法的基础上，设计出更好的策略以提高癌症联合治疗的疗效，并为癌症免疫联合治疗的临床转化提供新的思路。

Wei Sang, Yunlu Dai, Xiaoyuan Chen, et al.Recent advances in nanomaterial-based synergistic combination cancerimmunotherapy. Chemical Society Reviews, 2019.

DOI: 10.1039/c8cs00896e

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/cs/c8cs00896e#!divAbstract

7. Chem. Soc. Rev.：硼酸在构建治疗性生物偶联物中的应用

生物偶联物是一种多功能的结构物，它可以赋予多肽、蛋白质、维生素和核酸等生物分子新的特性。这些结构最近也作为新一代的高精度治疗试剂出现，并也有一些代表产品进入了市场，这大大成功激发了人们对合成新的生物偶联物的强烈兴趣。尽管目前这一领域取得了显著的进展，但大多数用于构建生物偶联物的技术都经过了工程化设计，使其能够承受复杂的生理条件并实现稳定。正因为如此，在生物偶联物合成中，可逆共价键一直被忽视，而这一策略将有望得到刺激响应性结构，进而在药物选择性递送、活细胞成像和新的诊疗方法等领域发挥作用。

硼酸是一种在现代合成中广泛用于形成C-C和C-杂原子键的试剂，同时它还具有良好的可逆配位特性，可作为控制生物偶联物的结构和生物学特性的分子构建工具。里斯本大学Pedro M. P. Gois教授团队综述了硼酸在构建治疗性生物偶联物中的应用，重点讨论了将这些试剂作为生物偶联的“弹头”、连接结构的中心部件或者功能性载荷的分子机制。

Joa˜o P. M. Anto´nio, Pedro M. P. Gois, et al. Boronic acids as building blocks forthe construction of therapeutically useful bioconjugates. Chemical Society Reviews, 2019.

DOI: 10.1039/c9cs00184k

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/cs/c9cs00184k#!divAbstract

8. Chem. Soc.Rev.：卤化物钙钛矿太阳能电池的缺陷及其钝化

迄今为止，所有高效的有机-无机卤化物钙钛矿（OIHP）太阳能电池都是由多晶钙钛矿薄膜制作而成的。这种多晶钙钛矿薄膜具有包括点缺陷和扩展缺陷在内的高缺陷密度。在钙钛矿太阳能电池（PSC）发生电荷复合和离子迁移的过程中，有机-无机卤化物钙钛矿太阳能电池材料中的缺陷起着十分重要的作用，其缺陷程度与形式严重影响着器件的能量转换效率和稳定性。

在本文中，来自北卡罗来纳大学教堂山分校黄劲松教授等综述了近年来在钝化缺陷和抑制离子迁移以提高效率和高稳定性钙钛矿太阳能电池方面的最新进展。由于光致发光材料具有显著的离子性质，因此其内部其缺陷必然带电荷。在OIHP薄膜中，由特定电荷缺陷引起的深能级势阱是主要的非辐射复合中心；研究人员可以通过通过坐标键合、离子键合或化学转换等策略来对电荷缺陷进行钝化来有效减轻这些深能级势阱带来的负面影响负面影响。此外，浅层电荷势阱本身对非辐射复合的贡献很小，但是OIHP薄膜中电荷浅层势阱的迁移引发了能带弯曲、界面反应和相分离等不利现象，影响了载流子的萃取效率。文章最后还描述了缺陷和离子迁移对钙钛矿太阳能电池稳定性的影响。

Bo Chen, Jinsong Huang et al. Imperfectionsand their passivation in halide perovskite solar cells. Chemical Society Reviews, 2019.

DOI: 10.1039/C8CS00853A

https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2019/CS/C8CS00853A#!divAbstract

9. Chem. Soc.Rev.综述：共价有机框架的合成后修饰

共价有机框架是一种在很多领域有着潜在应用可能性的有机多孔材料，其应用潜力常常依赖于有机结构单元中的化学官能团。有很多不能再合成过程中引入到共价有机框架中的官能团通常可以在合成以后通过化学修饰的策略实现。

在本文中，来自西班牙马德里康普腾斯大学Jose L. Segura等对共价有机框架合成后修饰的相关研究进展进行了概括总结。目前有关共价有机框架合成后修饰的策略主要分为以下几种：（1）利用配位化学通过使用金属配合物引入多种活性金属物种；（2）现存官能团与外源物质之间形成共价键；（3）连续的化学转化；（4）内部官能化的单体截断策略：（5）结构单元构建块的交换形成框架到框架的转化。在本文中，作者对这种高端的构建块转换策略评价颇高，该方法能够利用母体COF的结构来产生具有全新结构的新型共价有机框架。

Jose L. Segura et al. Post-syntheticmodification of covalent organic frameworks. Chemical Society Reviews, 2019.

DOI: 10.1039/C8CS00978C

https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2019/CS/C8CS00978C#!divAbstract

10. Sci. Bull.：物理降铅-钙钛矿太阳能电池降铅新思路

近年来，钙钛矿太阳能电池凭借高效率、低成本等优势，在世界范围内引起了人们的广泛关注。目前，器件最高光电转换效率已攀升至~24%，不断接近单结硅基光伏器件的最高效率，成为新型光伏器件领域的前沿热点。但是，钙钛矿太阳能电池的含铅问题是当前严重制约其商业化进程的一个枷锁。为了降低铅的用量，目前广泛采取的方案为化学降铅 (chemical lead reduction, CLR)，即采用锡、锗、铋、铟等元素部分或完全替换铅元素，重新构建钙钛矿材料体系，实现铅用量的降低。

然而，化学降铅存在以下瓶颈性问题：首先，非铅元素的引入会严重影响铅卤钙钛矿光伏材料的晶格排列与能级结构，导致器件光电转换效率大幅下降；其次，虽然采用元素替换的方法可以降低铅元素的相对用量，但材料和制备工艺对环境敏感性高，难以有效控制，短期内前景不明朗；此外，理论模拟与实验结果均表明，铅元素的存在对于实现钙钛矿光伏器件的优异性能必不可少。因此，现阶段，采用化学降铅方法的效果有限且难度较大。那么，是否可以另辟蹊径，从物理光学的角度来思考以满足降铅需求呢？

北京大学朱瑞研究员、龚旗煌院士与西安交通大学吴朝新教授合作，提出了一种物理降铅（physical lead reduction,PLR）的新思路。该工作中，作者将钙钛矿光吸收层厚度减薄至原厚度的1/3，并通过加入空间光学间隔层优化了电池内部的光场分布。仿真结果表明，所设计的薄层钙钛矿太阳能电池光电转换效率可达到原厚膜太阳能电池光电转换效率的96%，即实现~70%铅用量的降低。

此项工作所提出的PLR方案并不需要改变原本的钙钛矿晶体结构，因此可广泛适用于目前所研发的高效钙钛矿体系，具有普适的应用价值。更重要的是，在降低铅用量的同时，PLR方案也降低了有机组分与卤素的用量，既节约了制备成本，又大幅降低了钙钛矿太阳能电池的毒性，为钙钛矿光伏器件全面走向商业化应用提供了新思路。

Yifan Zheng, RuiSu, Zhaojian Xu, Deying Luo,Hua Dong, BoJiao, Zhaoxin Wu, Qihuang Gong, Rui Zhu. Perovskite solar celltowards lower toxicity: a theoretical study of physical lead reductionstrategy. Science Bulletin, 2019.

DOI: 10.1016/j.scib.2019.06.006

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095927319303317