1. Joule：通过高通量合成和机器学习诊断加速钙钛矿材料的开发
加快新材料开发的实验周期对于解决目前的巨大能源挑战至关重要。麻省理工学院Shijing Sun 和Tonio Buonassisi团队在2个月内制造并表征了75种独特的钙钛矿型组合物，其中87％的带隙介于1.2和2.4 eV之间，这对于能量收集应用至关重要。利用完全连接的深度神经网络将实测的化合物分类为0D，2D和3D结构，比人体分析快10倍以上，准确率高达90％。并采用卤化铅卤化物验证了该方法的可靠性，并将其应用扩展到无铅组合物。更宽的合成窗口和更快的学习周期使得能够实现多点无铅合金系列Cs3(Bi1-xSbx)2(I1-xBrx)9。该研究揭示了非线性带-间隙行为和在Cs3Bi2I9与Sb和Br的X位点同时合金化时的维数转变。
Shijing Sun, Noor T.P. Hartono, Zekun D. Ren,Felipe Oviedo, Antonio M. Buscemi, Mariya Layurova, De Xin Chen, TofunmiOgunfunmi, Janak Thapa, Savitha Ramasamy, Charles Settens, Brian L. DeCost,Aaron G. Kusne, Zhe Liu, Siyu I.P. Tian, Ian Marius Peters, Juan-Pablo Correa-Baena, Tonio Buonassisi. Accelerated Development of Perovskite-Inspired Materials via High-Throughput Synthesis and Machine-Learning Diagnosis. Joule,2019
DOI: 10.1016/j.joule.2019.05.014
https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(19)30257-0?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS2542435119302570%3Fshowall%3Dtrue#
2. Joule：多阳离子协同抑制混合卤化物-钙钛矿相分离
在之前的研究中 ，科研工作者们已经证实添加Cs+和Rb+对于混合卤化铅-钙钛矿太阳能电池十分有益，但是有关其性能改善的根源尚不明确。这种机理方面的缺失严重制约了钙钛矿太阳能电池性能的进一步改善。在本文中，沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学Wolf与Amassian团队通过原位追踪前驱体的凝固过程并将不同晶相的产生与Cs+或Rb+相关联从而解决了该问题。在这两种阳离子不存在的情况下，钙钛矿薄膜具有本征不稳定性，因而会自发相分离为富含MA-I-和FA-Br-的两种相。他们通过研究发现，Cs+和Rb+的加入会改变钙钛矿薄膜的结晶过程，这种添加能够显著抑制相分离并使得目标α相自发生成。这种多阳离子协同效应是通过阳离子添加对钙钛矿成膜动力学的改变实现的。
HoangX. Dang, Stefaan De Wolf, Aram Amassian et al. Multi-cation Synergy Suppresses Phase Segregation in Mixed-Halide Perovskites. Joule, 2019.
DOI:10.1016/j.joule.2019.05.016
https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(19)30259-4?rss=yes#
3. Science Adv.：高导热率、高质量单层氮化硼及其热膨胀
热管理变得越来越重要，尤其是在小型化的现代设备中，那么开发具有电绝缘的高导热材料至关重要。澳大利亚迪肯大学Lu Hua Li和英国贝尔法斯特女王大学Elton J. G.Santos团队报道，高质量的单原子薄六方氮化硼（BN）在室温下的导热率（κ）为751 W/mK，是所有半导体和绝缘体中每单位重量的第二大κ。原子级薄BN的κ随厚度增加而减小。分子动力学模拟再现了这一趋势，同时密DFT计算揭示了主要的散射机制。单层至三层的BN在300至400 K的热膨胀系数也是首次通过实验测量。由于其宽带隙、高导热性、出色的强度、良好的柔韧性、出色的热稳定性和化学稳定性，原子级薄BN是在下一代柔性电子器件的散热中潜力无限。
Cai,Q., Scullion, D. et al. High thermal conductivity of high-quality monolayerboron nitride and its thermal expansion. Science Advances, 2019.
DOI:10.1126/sciadv.aav0129
https://advances.sciencemag.org/content/5/6/eaav0129
4. Science Adv.：在超晶格相变中，PbSe纳米晶体的动态变形性
在超晶格相变中，单个纳米晶体的行为可以影响超晶格的结构完善性和电子性质。然而，由于缺乏直接观察，超晶格相变期间纳米晶体形态变化的细节很大程度上是未知的。劳伦斯伯克利国家实验室Haimei Zheng团队报道了PbSe半导体纳米晶体在由配体位移驱动的超晶格相变期间的动态变形性。利研究表明，在去除配体后，当纳米晶体之间的间距达到2至4 nm时，单个PbSe纳米晶体经历明显的定向形状变形。当两个纳米晶体分开时，变形可以完全恢复，或者当它们附着时可以保留变形。内部晶体偶极-偶极相互作用可能会造成纳米晶超晶格结构缺陷的明显变形。
YuWang, Xinxing Peng, Alex Abelson, Penghao Xiao, Caroline Qian, Lei Yu, ColinOphus, Peter Ercius, Lin-Wang Wang, Matt Law and Haimei Zheng. Dynamicdeformability of individual PbSe nanocrystals during superlattice phasetransitions. Science Advances, 2019.
DOI:10.1126/sciadv.aaw5623
https://advances.sciencemag.org/content/5/6/eaaw5623
5. Nature Commun.：调控石墨中的钠嵌入实现高比能高功率钠离子电池
共嵌入反应使得石墨电极成为富有前景的钠离子电池负极材料。然而，石墨负极嵌钠的氧化还原电势较高，这严重限制了钠离子全电池能量密度的提高。
在本文中，韩国国立首尔大学Won Mo Seong和KisukKang等研究了影响石墨共嵌入反应电势的因素，他们发现通过调控二元石墨共嵌入化合物的相对稳定性和电解液中溶剂活度可以将该电势扩展到0.38 V。他们通过优化电解液将其与Na1.5VPO4.8F0.7正极匹配从而证明了石墨负极在钠离子电池中的可行性。这种钠离子全电池的工作电压提高到3.1 V，基于正负极活性物质计算的功率密度高达3863 W/Kg，在长达1000周的长期循环过程中平均每周容量衰减率仅为0.007%。这是文献报道过的最优钠离子电池性能，为钠离子电池在规模储能领域的应用指明了方向。
ZhenglongXu, Won Mo Seong, Kisuk Kang et al. Tailoring sodium intercalation in graphitefor high energy and power sodium ion batteries. Nature Communictions, 2019.
DOI:10.1038/s41467-019-10551-z
https://www.nature.com/articles/s41467-019-10551-z
6. Angew：利用带孔的纳米胶囊包封相变材料进行药物的控制释放
天然脂肪酸作为一类具有良好的生物相容性和生物降解性的相变材料，近年来在药物的温控释放方面受到了广泛的关注。然而，它们的纳米粒子在生理条件下的分散性和胶体稳定性都较差，这也大大限制了其在生物医学中的应用。美国佐治亚理工学院夏幼南教授团队报道了一种简便的方法，将两种天然脂肪酸混合物(共晶熔点为39℃)封装在生物相容性较好的硅基纳米胶囊中，以实现药物的稳定分散和可控释放。该纳米胶囊的壁上有一个结构明确的孔，可以使得脂肪酸以及多种其他功能成分如治疗试剂或近红外染料等被很容易地包封进去。当脂肪酸在光热下发生融化时，胶囊内的载荷可以通过孔释放出来，这种释放则可以通过改变孔的大小或激光照射的时间来进行控制。
Jichuan Qiu, Younan Xia, et al. Encapsulationof a Phase-Change Material in Nanocapsules with a Well-Defined Hole in the Wallfor the Controlled Release of Drugs. Angewandte Chemie International Edition,2019.
DOI: 10.1002/anie.201904549
http://dx.doi.org/10.1002/anie.201904549
7. Angew：以天冬酰胺合成酶为靶点的抗肿瘤双(N-杂环卡宾)铂(II)复合物
新型铂(II)抗癌化合物具有独特的抗癌作用模式，对于解决化疗耐药性和提高铂化疗的临床效果来说是很理想的选择。香港大学支志明院士团队研究报道了一种罕见的具有抗肿瘤效果的Pt(II)复合物可以在细胞条件下靶向肿瘤相关蛋白，而非DNA。该双(N-杂环卡宾)铂(II)复合物可以有效解决癌细胞对顺铂产生的耐药性问题，并具有优于顺铂的肿瘤生长抑制作用。实验结果表明，细胞内的Pt与DNA并没有明显的相关性，而是会在细胞质中进行定位。研究实验证明，天冬酰胺合成酶(ASNS)是该复合物的分子靶点，它可以通过治疗降低细胞内的天冬酰胺水平来抑制癌细胞增殖，而通过补充天冬酰胺则会使得癌细胞发生逆转增殖。
DiHu, Chi-Ming Che, et al. Anti-Tumor Bis(N-heterocyclic carbene)Platinum(II)Complex Engages Asparagine Synthetase as an Anti-cancer Target. Angewandte ChemieInternational Edition, 2019.
DOI:10.1002/anie.201904131
http://dx.doi.org/10.1002/anie.201904131
8. Angew：血红蛋白连接的共轭聚合物纳米粒子用于自发光和自供氧的光学治疗
光动力疗法(PDT)是一种很有前途的癌症治疗方法。而影响PDT疗效的两个关键因素就是光源和供氧。中科院化学所王树研究员、刘礼兵研究员和中国农业大学任雪芹教授合作，以血红蛋白(Hb)连接的共轭聚合物纳米颗粒(CPNs)为基础制备了一种新型高效PDT系统，该系统具有自发光和自供氧的功能。
在该体系中，Hb是鲁米诺-H2O2化学发光体系的催化剂，同时也可用于提供氧气。偶联聚合物聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-苯乙烯乙烯](MEH-PPV)纳米粒子可以通过化学发光共振能量转移(CRET)去吸收鲁米诺的化学发光，然后对Hb的供氧进行敏化从而产生活性氧去杀死癌细胞。此外，该自发光和O2自供给系统也可用于对抗癌药物进行控制释放以实现同步化疗。该系统不需要外部光源，有效解决了激光穿透深度有限和乏氧情况下分子氧不足造成的PDT效率低下的问题。
Linye Jiang, Libing Liu, Xueqin Ren, Shu Wang,et al. Hemoglobin-Linked Conjugated Polymer Nanoparticles for Self-Luminescingand Oxygen Self-Supplying Phototherapy. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201905884
http://dx.doi.org/10.1002/anie.201905884
9. Angew：利用光交联荧光传感器对线粒体硝基还原酶进行单分子成像
许多生物大分子聚集在特定的亚细胞区域。就酶类而言，这种聚集在很大程度上会决定它们的生物学功能。硝基还原酶是一种能将硝基还原为胺的酶，在解毒和前药活化中起着重要作用。虽然目前研究已在哺乳动物细胞中检测到活性硝基还原酶，但这种其在亚细胞中的定位仍不能确定。苏黎世联邦理工学院Pablo Rivera-Fuentes团队设计了一种荧光探针，它可以对线粒体内的硝基还原酶活性进行超高分辨率的成像。该探针可被硝基还原酶和光依次激活，产生光交联的活性酶加合物。结合线粒体光激活标记物，实验利用该探针进行了双色的三维单分子定位观察，从而实现了对线粒体中的活性硝基还原酶进行成像。
Zacharias Thiel, Pablo Rivera-Fuentes.Single-Molecule Imaging of Active Mitochondrial Nitroreductases using aPhoto-Crosslinking Fluorescent Sensor. Angewandte Chemie International Edition,2019.
DOI: 10.1002/anie.201904700
http://dx.doi.org/10.1002/anie.201904700
10. Angew：受生物启发的自发可再生水凝胶
海绵动物的再生能力很强，在被分解成无数块后，还可以恢复到原来的样子，并能够自动恢复自身的功能。具有类似这种性能的材料一直以来都是科研人员所期待的，但却很难实现。有鉴于此，深圳大学 Tiantian Kong等人制备出了一种受海绵动物启发的可再生粒状粉末，通过简单的水化作用，这些粉末可以再生成具有机械性能的双网状水凝胶。粉末到凝胶的转化可以重复多次，反之亦然。在多次再生循环过后仍然能够保持再生能力和机械性能，这高度类似于海绵动物的再生。该策略使双网状水凝胶在储存和成型方面具有显著的优势。这项工作对涂料和粘合剂再生材料的开发具有一定的指导意义。
Gang Qu, Yang Li, Yafeng Yu, Yuxing Huang, WeiZhang, Liu Zhou, Han Zhang, Tiantian Kong*. Bio‐inspiredspontaneously regenerative tough hydrogels. Angewandte Chemie International Edition,2019.
DOI: 10.1002/anie.201904932
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201904932
11. Angew：强电子耦合提高过渡金属磷化物HER性能
多相电催化通常涉及表面活性位点和吸附物之间的电荷转移。因此，调节电催化剂的表面电荷态可以提高其性能。近日，阿德莱德大学乔世璋等多团队合作，通过设计与原位形成的氢（氧）氧化物的强电子耦合，制造了一系列带负电荷的过渡金属，如Fe、Co、Ni、Cu和NiCo的磷化物。物理化学表征和DFT计算表明，强电子耦合使过渡金属磷化物带负电荷，这有利于碱性水吸附和解离，从而显著改善析氢性能。实验发现，带负电荷的Ni2P/ Ni2P氢（氧）氧化物电流密度在100mA cm-2时的过电位为138 mV，明显低于无强电子耦合和商用Pt/C的过电位。
Bo You, Shi Zhang Qiao*, etal. Negative Charging of Transition‐Metal Phosphides via StrongElectronic Coupling for Destabilization of Alkaline Water. Angewandte ChemieInternational Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201906683
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201906683
12. Angew：锌酞菁/BiVO4超薄纳米复合材料高效宽范围可见光驱动光催化CO2还原
近日，黑龙江大学井立强，吉林大学Fuquan Bai，伦敦大学学院Junwang Tang等多团队合作，通过H‐键联锌酞菁/BiVO4纳米复合材料(ZnPc/BVNS)实现了一种新的串联电荷转移策略。该复合材料可作为高效的宽范围可见光驱动光催化剂，将CO2转化为CO和CH4，产品分析和13C同位素实验均证明了这一点。优化后的ZnPc/BVNS纳米复合材料与报道的BiVO4纳米粒子相比，在520 nm光激发下，在660 nm光子的辅助下，量子效率提高了约16倍。实验和理论结果都证实了该材料超高的活性来源于电荷的快速分离。此外，作者还发现ZnPc中的中心Zn2+可以接受配体的激发电子，从而为CO2的还原提供催化作用。
Ji Bian, Fuquan Bai,* Junwang Tang,*Liqiang Jing*, et al. Dimension‐matched ZincPhthalocyanine/BiVO4 ultrathin nanocomposites for CO2 Reductionas Efficient Wide‐Visible‐Light‐Driven Photocatalysts via a Cascade Charge Transfer. Angewandte ChemieInternational Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201905274
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201905274
13. Angew：Al2O3包裹的Pd催化剂上的五配位Al3+稳定的活性Pd结构高效催化甲烷氧化反应
负载型Pd催化剂在催化甲烷高放热氧化反应中具有较高的活性，但在局部高温环境下容易失活。近日，中科大黄伟新团队报道了一种原子层沉积法(ALD)，实现了用多孔Al2O3包裹并稳定Pd/SiO2催化剂。27Al NMR表征结果表明，ALD法包裹的Pd粒子上的Al2O3层具有丰富的五配位Al3+位点，能够与负载的Pd粒子上的相邻表面的PdOx相发生强烈的相互作用。因此，Al2O3‐修饰的Pd/SiO2催化剂具有活性高和稳定的PdOx和Pd‐PdOx结构，能够有效地催化200至850℃之间的甲烷氧化反应。
Huimei Duan, Weixin Huang*, etal. Penta‐Coordinated Al3+ StabilizedActive Pd Structures on Al2O3 Coated PalladiumCatalysts for Methane Combustion. Angewandte Chemie International Edition,2019.
DOI: 10.1002/anie.201904883
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201904883
14. Angew：一种直接干燥合成负载型金属催化剂的普适方法
负载型催化剂是一类重要的催化剂，它们通常用湿化学方法制备，如浸渍或共沉淀法。近日，马普所Ferdi Schüth团队采用干法球磨法，即将载体氧化物与金属粉末进行研磨制备负载型催化剂，其金属纳米颗粒大小可至纳米尺寸范围。作者研究了TiO2、Al2O3、Fe2O3、Co3O4等多种载体，以及Au、Pt、Ag、Cu、Ni等不同金属，每种载体均可制备出高度分散的纳米颗粒负载型催化剂。作者进一步实验证实了该法制备的负载型催化剂对CO氧化反应的活性与常规制备的催化剂相同。该方法为传统的浸渍方法提供了一种简单、廉价的替代方法。
Hannah Schreyer, Ferdi Schüth*, et al. Milling down to nanometers: A general processfor the direct dry synthesis of supported metal catalysts. Angewandte ChemieInternational Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201903545
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201903545
