1. Nature Energy：多种元素痕量掺杂实现稳定4.6 V高压LiCoO₂正极

LiCoO₂正极凭借其高体积能量密度而成为当今锂离子电池中的主流正极材料，并且其还具有被进一步充电来提升电压的空间。然而，在实际使用过程中，当LiCoO₂被充电至更高的电压时其深度脱锂态的不稳定性以及由此引发的安全问题限制了该材料的高压应用。

在本文中，中科院物理所李泓、禹习谦团队连同美国SALC国家加速器实验室Yijin Liu等通过痕量Ti-Mg-Al等多元素的掺杂实现了LiCoO₂在4.6 V高电压下的稳定循环。他们通过同步加速X射线成像技术和相关光谱手段证明了Mg和Al均能够掺杂进入LiCoO₂晶格中，从而能够有效抑制高于4.5 V电压下发生的不可逆相变。同时，研究人员还发现痕量的Ti元素会在晶界和材料表面发生分离，从而在修饰颗粒微结构的同时在高压下能够对表面氧进行稳定。这些掺杂元素通过不同的机理发生协同作用对LiCoO₂正极在4.6 V高压下的循环稳定性做出了贡献。

Jienan Zhang, Xiqian Yu, Liquan Chen, Hong Liet al, Trace doping of multiple elements enables stable battery cycling ofLiCoO₂ at 4.6V,Nature Energy, 2019

https://www.nature.com/articles/s41560-019-0409-z

2. Nature Photonics：超低功率亚光子电压高效LED

传统的发光二极管（LED）在低电流下就存在效率下降，这是由于非辐射复合超过低载流子密度下的辐射复合。为了克服这一普遍问题，国际商业机器公司（IBM）T J Watson研究中心Ning Li等人利用新型量子阱设计和高质量界面抑制非辐射复合并增强辐射复合，在超低电流和低电压下开发高效LED。在低电流密度小于1×10^-4 A cm^-2时，该器件表现出接近100%的内部量子效率，比传统LED低三个数量级。LED偏压降低到光子电压（hν/q）以下约30％。随着LED内部量子效率扩展到更小的电压和电流，使得诸如高效电致发光冷却的新现象可能实现。

Li,N., Han, K. et al. Ultra-low-power sub-photon-voltage high-efficiencylight-emitting diodes. Nat. Photonics, 2019

Doi:10.1038/s41566-019-0463-x.

https://www.nature.com/articles/s41566-019-0463-x

3. Joule：量子点衍生的催化剂用于CO₂还原反应

在催化剂的设计中，缺陷位点常常被认为是具有催化活性的关键位点，因此常用的改善催化剂活性的策略就是实现原子级缺陷位点在整个催化剂中的均匀分布。然而，这种缺陷工程策略在金属催化剂中常常难以实现。

在本文中，中南大学的Min Liu和国立台湾科技大学的Bing-Joe Hwang 以及加拿大多伦多大学的Edward H.Sargent 等通过量子点的合成设计了富含缺陷的催化剂并将其应用在CO₂还原领域。这种量子点衍生的催化剂中缺陷高达20%，并且在相对于标准氢电极-0.2 V,-0.3 V和-0.9V的低电位下可逆地将CO₂还原为甲酸盐、CO和乙烯等产物的过程中电流密度分别高达16、19、25 mA/cm²，整个过程中具有高法拉第效率。该催化剂在CO₂还原反应进行80小时后仍能够保持稳定的催化活性，其在水溶液中的还原性能超出现有催化剂两倍之多。作者还通过X射线吸收光谱和理论计算证实了缺陷位点为CO₂还原反应提供了合适的原子结构与电子结构。

Min Liu, Bing-Joe Hwang, Edward H. Sargent etal, Quantum-Dot-Derived Catalysts for CO₂ Reduction Reaction, Joule,2019

DOI: 10.1016/j.joule.2019.05.010

https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(19)30253-3?rss=yes#

4. PNAS：具有新生等离激元的Au₃₃₃(SR)₇₉纳米粒子中的反常声子弛豫

金纳米粒子等离激元的研究在纳米科学领域引起了广泛的兴趣。然而，由于合成困难，金属到非金属过渡区附近的超小尺寸金纳米颗粒直到最近才被发现。近日，卡耐基梅隆大学金荣超等多团队合作，在原子精确的Au₃₃₃(SR)₇₉纳米颗粒中观察到了有趣的电子动力学。飞秒瞬态吸收光谱揭示了一个前所未有的4-5 ps的弛豫过程——一个快速的声子-声子弛豫过程，以及电子-声子耦合（~1 ps）和正常的声子-声子耦合(>100 ps)过程。三种不同的R基团保护的Au₃₃₃(SR)₇₉团簇均表现出独立于R基团和溶剂的两个等离激元漂白信号，表明在Au₃₃₃(SR)₇₉团簇的超小核中存在等离激元分裂和量子效应。

Tatsuya Higakia, Meng Zhou, RongchaoJin*, et al. Anomalous phonon relaxation in Au₃₃₃(SR)₇₉ nanoparticleswith nascent plasmons. Proc. Natl. Acad. Sci., 2019

DOI: 10.1073/pnas.1904337116

https://www.pnas.org/content/early/2019/06/12/1904337116

5. Angew：金属有机框架-活性碳复合材料用于污染气流除氨

金属有机框架(MOFs)是一类多孔材料，其有望应用于去除空气中的有毒工业化学品(TICs)。近日，英国圣安德鲁斯大学Lauren Mc Hugh等多团队合作，通过在BPL活性炭中生长STAM‐17‐OEt晶体制备了三种不同MOFs和碳比例的MOFs-活性碳复合材料。与未浸染的碳相比，该复合材料具有良好的水稳定性和较高的氨气吸收率。该性能使的这些复合材料在空气净化和个人防护设备领域具有广阔的应用前景。

Lauren McHugh*, et al. Metal‐organic Framework‐Activated Carbon CompositeMaterials for the Removal of Ammonia from Contaminated Airstreams. Angew. Chem. Int.Ed., 2019

DOI: 10.1002/anie.201905779

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201905779

6. AM：溶胶-凝胶的动力学助力高效钙钛矿太阳能电池的简易加工

钙钛矿太阳能电池采用混合卤化物混合阳离子化合物用作吸光层，因为其具有优异的稳定性。KAUST的Stefaan De Wolf和Aram Amassian团队揭示了易于加工的根本原因。研究发现，卤化物和阳离子工程系统地扩大用于制造高质量薄膜和高效太阳能电池的反溶剂处理窗口。对于混合系统，在单个阳离子/卤化物体系的情况下，该窗口从几秒钟扩展到几分钟。原位X射线衍射研究表明，加工窗口与无序溶胶-凝胶的结晶和结晶副产物的数量密切相关。因此，处理窗口直接取决于精确的阳离子/卤化物组成。这种行为归因于通过阳离子/卤化物工程的溶胶-凝胶状态的动力学稳定化。这为设计新的配方提供了指导，最终使高效钙钛矿太阳能电池易于生产并具有高重现性。

Wang, K., Tang, M.‐C., Dang, H. X., Munir, R., Barrit, D., De Bastiani, M., Aydin, E.,Smilgies, D.‐M., De Wolf, S., Amassian, A., KineticStabilization of the Sol–Gel State in PerovskitesEnables Facile Processing of High‐Efficiency Solar Cells. Adv. Mater. 2019, 1808357.

DOI: 10.1002/adma.201808357

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201808357

7. AM：基因提高纳米颗粒对肿瘤的归巢增强对前列腺癌的特异性磁共振成像

实现对早期前列腺癌(PCa)的精确定位和可视化对于提高局部治疗的成功率和降低癌症死亡率来说至关重要。然而，由于PCa的复杂性和成像技术本身的灵敏度限制，目前针对于PCa的成像研究仍然困难重重。

天津市泌尿外科研究所牛远杰教授团队和马萨诸塞大学医学院韩刚教授团队合作报道了一种新的基因提高纳米颗粒对肿瘤的归巢的策略，它可以提高对超小的PCa病变进行MRI诊断时的准确性。该策略可以在PCa的特异性启动子DD3作用下驱动PCa中的TfR表达，从而显著地准确提高Tf-USPIONs在PCa中的浓度，同时将其对正常组织的非特异性靶向效应降至最低。这种策略可以被用于利用MRI去精确定位超小的PCa病灶，进而有效地解决传统MRI的瓶颈问题。这种协同的基因-纳米策略也有望大大提高各种常用的纳米尺度和分子探针的MRI效果，也可以通过使用其他类型癌症的肿瘤特异性启动子来进行针对不同肿瘤的MRI。

Yang Zhao, Gang Han, Yuanjie Niu. et al.Enhancing Prostate-Cancer-Specific MRI by Genetic Amplified Nanoparticle Tumor Homing. Advanced Materials. 2019

DOI: 10.1002/adma.201900928

https://doi.org/10.1002/adma.201900928

8. ACS Nano： 纳米流体囊泡的链长和饱和度影响其肿瘤递送的机制

小的单层囊泡(SUV)在生物体中普遍存在，其在各种生物过程中都起着重要而活跃的作用。虽然组成脂质分子的物理性质如酰基链的长度和饱和度会影响SUV的机械性能并调节其生物学行为和功能，但是其潜在的机制仍然是不够清楚。

上海中医药大学王瑞教授团队和中科院上海药物研究所甘勇团队合作，结合理论建模和实验研究探讨了具有不同脂质组成的SUV的力学行为。SUV的膜弯曲刚度会随着链长和饱和度的增加而增加，从而导致囊泡刚度和变形能力产生差异。实验还测试了具有低、中、高硬度的脂质体SUV模型的肿瘤但是能力。结果发现，中等硬度的脂质体会比较硬或较软的脂质体具有更好的肿瘤细胞外基质扩散和多细胞球体(MCS)的穿透和保留能力，因此也可以更好地抑制肿瘤。硬的SUV会具有较强的细胞内化能力，但其在肿瘤中的递送效率一般。研究结果表明，在MCSs中，SUV若能够转化为棒状则可以更好地刺激其在肿瘤组织中的快速转运。而硬的脂质体几乎不变形，软的脂质体的形状变化则不规律，都会影响其在MCS的穿透速度。

Zhuo Dai,Miaorong Yu, Rui Wang, Yong Gan. et al. Chain-Length- and Saturation-TunedMechanics of Fluid Nanovesicles Direct Tumor Delivery. ACS Nano. 2019

DOI:10.1021/acsnano.9b01181

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b01181