1. Nature Chem.：CO2通过Eley-Rideal-型机理在铜表面实现振动驱动反应
了解气体表面的反应动力学，例如在振动和平动激发(热)分子中键的断裂和形成，对多相催化过程的机理研究具有重要意义。虽然已经证实这种激发可以通过离解机制影响反应的发生，但对于缔合机制(气相反应物与表面吸附的物质直接碰撞)，只观察到转动激发影响反应活性。近日，日本筑波大学Junji Nakamura等多团队合作，报道了一个反应物分子的振动能量驱动的键形成反应，该反应通过 Eley–Rideal型机制发生，且单一碰撞发生。实验发现，分子束中的热CO2与预吸附的H原子直接作用于冷Cu(111)和(100)表面，形成甲酸盐物种。进一步实验结果与DFT计算一致表明，CO2的振动能比平动能更有效地促进反应，且反应速率与表面温度无关。
Jiamei Quan, Junji Nakamura*, et al. Vibration-driven reaction of CO2 on Cu surfaces via Eley–Rideal-type mechanism. Nat. Chem., 2019
DOI: 10.1038/s41557-019-0282-1
https://www.nature.com/articles/s41557-019-0282-1
2. AM：分离出10 µm长的单壁碳纳米管
单壁碳纳米管(SWCNTs)是一类具有优异的电学和光学性能的一维纳米材料。然而，它们的许多基础研究和实际应用都因样品的多分散性而受阻。近日，马里兰大学王育煌等多团队合作，发现可以通过溶液相“自排序”从短的SWCNTs中分离出超长(> 10µm)的 SWCNTs。机理研究表明，这种自排序分离是由刚性棒的长度依赖溶液相行为驱动的。实验发现，用分离的长半导体SWCNTs制备薄膜晶体管载流子迁移率高达90 cm2 V−1 s−1，高出短半导体SWCNTs的10倍，且远超过其它已知的有机半导体材料，如聚合物(< 1 cm2 V−1 s−1)，非晶硅(≈1 cm2 V−1 s−1)和纳米晶体硅(≈50 cm2 V−1 s−1)。
Peng Wang, YuHuang Wang*, et al. Self‐Sorting of 10‐µm‐Long Single‐Walled Carbon Nanotubes in Aqueous Solution. Adv. Mater. 2019,
DOI: 10.1002/adma.201901641
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201901641
3. AM：过渡金属氮化物纳米晶的二维阵列
低维过渡金属氮化物（TMN）纳米材料的合成正在迅速发展，由于它们的基本特性例如高导电性，催生了许多重要的应用。然而，通过传统策略合成的TMN纳米结构不能同时实现活性位点的最大导电性和可接近性，而这却是等离激元、能量存储、传感等中许多应用的关键因素。
德雷塞尔大学Yury Gogotsi课题组报道了几纳米TMN纳米晶体各种2D阵列的合成。研究者使用表面化学合成，在恒定的氨气流下，在盐模板表面上的一层薄的前体（包括氯化铬、乙醇钛和乙醇铌）逐渐转化为黑色的TMN（氮化铬、氮化钛和氮化铌）。在氨化期间，前体被“蚀刻”并重结晶以形成具有几纳米尺寸的互连纳米晶体，以2D阵列排列。几纳米TMN纳米晶的独特互连2D阵列不仅具有平面内的电子传导性，而且还允许离子和电解质通过多孔纳米片传输。将其用于锂硫电池，在高面载硫（>5 mg cm-2）下，可以在0.2 C时实现>1000 mAh g-1的高初始容量，在1 C下1000次循环中降解仅约13％。
Xu Xiao, Hao Wang, Weizhai Bao, PatrickUrbankowski, Long Yang, Yao Yang, Kathleen Maleski, Linfan Cui, Simon J. L.Billinge, Guoxiu Wang, Yury Gogotsi, Two‐Dimensional Arrays of Transition Metal Nitride Nanocrystals. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201902393
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201902393
4. AM：平行阵列MXenes层上的锂的横向生长助力无枝晶锂金属负极
尽管金属锂凭借着高理论比容量而成为了最具希望的二次电池负极材料，但是深度沉积-剥离条件下不可控的枝晶生长严重限制了金属锂的实际应用。在本文中，北京航空航天大学杨树斌等发现平行排列的MXenes片层能够有效诱导金属锂在二维MXenes纳米片层上的成核过程与生长过程。此外，在MXenes片层上原有的含氟端基能够在电极-电解质界面上预LiF一起作为稳定均匀的固态电解质界面，从而实现对锂离子电迁移的诱导调节。因此，这种无枝晶锂金属负极在高达35 mAh/cm2的深度沉积-剥离容量下能够保持长达900小时的循环寿命。
Di Zhang, Shubin Yang et al, Horizontal Growth of Lithium on Parallelly Aligned MXene Layers towards Dendrite‐Free Metallic Lithium Anodes, Advanced Materials, 2019
DOI: 10.1002/adma.201901820
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201901820
5. AM：二维铯铅卤化物边缘的外源绿光发光
自第一次报道二维全无机CsPb2Br5的绿色发射以来，其带隙和光致发光（PL）起源引起了激烈的争论，并仍然存在争议。休斯敦大学Viktor G. Hadjiev和Jiming Bao联合电子科技大学Zhiming Wang团队在发现PL中心仅占据CsPb2Br5中的特定形态结构后，采用两步高灵敏度和非侵入性光学技术来解决争议。
研究表明，CsPb2Br5纳米晶体有助于CsPb2Br5的绿色发射，并进一步排除了诸如Br空位之类的点缺陷作为替代机制。在静水压力下的光学吸收表明，CsPb2Br5的带隙比先前报道的值高0.3-0.4 eV，并且在压力高达2 GPa时保持几乎恒定，这与DFT计算一致。使用Br、Cl、I的离子交换，进一步证明了CsPbBr3-x Xx（X = Cl或I）是CsPb2Br5-x Xx中强可见PL的原因。该实验方法适用于所有PL活性材料，以区分内在缺陷和外在纳米晶体，这些发现为基于全无机卤化铅的高效光电器件的新设计和开发铺平了道路。
Wang, C., Wang, Y., Su, X. H., Hadjiev, V. G.,Dai, S. Y., Qin, Z. J., Calderon Benavides, H. A., Ni, Y. Z., Li, Q., Jian, J.,Alam, Md. K., Wang, H. Y., Robles Hernandez, F. C., Yao, Y., Chen, S., Yu, Q.K., Feng, G. Y., Wang, Z. M., Bao, J. M., Extrinsic Green Photoluminescence from the Edges of 2D Cesium Lead Halides. Adv. Mater. 2019, 1902492.
https://doi.org/10.1002/adma.201902492
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201902492
6. AM：通过界面能带工程，改善钙钛矿双功能器件
目前，光伏/电致发光（PV/EL）钙钛矿双功能器件（PBD）由于能带的缺陷和界面未对准而表现出较差的性能。香港中文大学许建斌和严克友联合浙江大学XuegongYu团队一种无需添加剂的空穴传输层材料，通过界面能带工程以减少界面能量损失。该策略可以将钙钛矿的n型表面转变为p型，从而校正未对准以形成明确定义的n-i-p异质结。PBD实现了高达21.54％（认证20.24％）的高PV效率和4.3％EL外部量子效率。在光照下，未封装的器件连续工作500小时后，仍保持超过92％的初始性能。该策略可作为提高钙钛矿器件的PV和EL性能的一种普适性策略。
Xie, J., Hang, P., Wang, H., Zhao, S., Li, G.,Fang, Y., Liu, F., Guo, X., Zhu, H., Lu, X., Yu, X., Chan, C. C. S., Wong, K.S., Yang, D., Xu, J., Yan, K., Perovskite Bifunctional Device with Improved Electroluminescent and Photovoltaic Performance through Interfacial Energy‐Band Engineering. Adv. Mater. 2019, 1902543.
https://doi.org/10.1002/adma.201902543
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201902543
7. AM：有机余辉纳米组装体用于肿瘤诊疗
癌症诊疗是目前精准医疗领域的研究热点。然而，目前大多数现有的诊疗纳米材料都是通过将治疗剂和显影剂掺杂到一个粒子实体中而实现的，因此无论其在体内的位置如何，都具有永久的药物效应和成像信号。
新加坡南洋理工大学浦侃裔教授团队报道了一种具有诊疗功能的有机余辉纳米组装体(APtN)的开发，该纳米组装在肿瘤相关的H2O2作用下，其药物效应和诊断信号会被特异性地激活。APtN是由一种两亲性高分子和一种近红外(NIR)染料组成，二者分别作为对H2O2响应的余辉前药和余辉引发剂。这种分子结构使得APtN能够被动地靶向小鼠肿瘤，并在肿瘤中特异性释放抗癌药物同时也自发地生成余辉底物。在近红外光预辐照后，余辉引发剂可以产生单线态氧并将余辉底物转变为可自发光的形式。因此，该过程产生的余辉发光强度与药物释放状态息息相关，可以对体内前药的激活情况进行实时监测。
Shasha He, Kanyi Pu. et al. An Organic Afterglow Protheranostic Nanoassembly. Advanced Materials. 2019
DOI: 10.1002/adma.201902672
https://doi.org/10.1002/adma.201902672
8. AM综述：仿生纳米技术用于构建个性化疫苗
虽然现代医学为治疗很多传统疾病带来了新的希望，但在目前的现状基础上还可以有很大的改进空间。例如一些传染病，具有抗生素耐药性的超级病原体对大多数目前临床批准的药物已经没有反应。而在癌症治疗领域，设计“灵丹妙药”的想法也早已被人们抛弃。因此，越来越多的人提倡个性化治疗，即根据患者的具体情况制定医疗保健计划。而开发针对细菌和肿瘤的疫苗则是一种很好的体现个性化治疗的方案。接种有效的疫苗可以帮助解决许多具有挑战性的疾病，但目前的疫苗仍受到效力不足和抗原广度等因素的限制。
最近，一些研究人员开始使用仿生纳米技术来解决这些障碍。加州大学圣地亚哥分校Ronnie H. Fang教授和张良方教授合作综述了近年来仿生纳米疫苗在抗菌和抗癌方面的研究进展，并着重介绍了其在个体化治疗方面的应用潜力。
Jiarong Zhou, Ronnie H. Fang, Liangfang Zhang.et al. Biomimetic Nanotechnology toward Personalized Vaccines. Advanced Materials. 2019
DOI: 10.1002/adma.201901255
https://doi.org/10.1002/adma.201901255
9. Nano Lett.：多抗原纳米类毒素用于对抗耐药革兰氏阴性细菌
由耐多药的革兰阴性菌引起的感染已成为全球公共卫生所面临的一项重大威胁。加州大学圣地亚哥分校Ronnie H. Fang博士和张良方教授合作报告了一种基于巨噬细胞膜包裹的纳米颗粒的多抗原纳米类毒素疫苗，该疫苗可诱导对致病性铜绿假单胞菌的强免疫反应。这种仿生纳米疫苗的设计利用了巨噬细胞在清除病原体中的特殊作用以及它们对细菌分泌的各种毒性因子的天然亲和力。结果表明，巨噬细胞纳米类毒素能有效表达铜绿假单胞菌抗原，其体外和体内的安全性也得到了充分的证实。当通过不同的给药途径给肺炎模型小鼠接种疫苗时，该纳米类毒素能够激发强大的体液免疫反应来对抗炎症感染。这一工作也为利用仿生纳米技术设计安全的、多抗原抗病毒疫苗以及应用这些纳米疫苗预防耐多药革兰氏阴性感染提供了新的策略。
Xiaoli Wei, Danni Ran, Ronnie H. Fang,Liangfang Zhang. et al. Multiantigenic Nanotoxoids for Antivirulence Vaccination against Antibiotic-Resistant Gram-Negative Bacteria. Nano Letters.2019
DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b01844
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b01844
10. ACS Nano：通过三功能无机纳米颗粒提高干细胞治疗的效果
干细胞治疗心脏疾病目前仍存在注射不当、存活率低和细胞保留率低等问题。加州大学Jesse V. Jokerst教授团队制备了一种具有良好生物相容性的多功能二氧化硅-氧化铁纳米颗粒来帮助解决上述问题。
实验通过在介孔泡沫二氧化硅纳米颗粒的外表面和孔壁上原位生长Fe3O4纳米颗粒制备了该纳米材料。与以前的工作不同的是，这种方法在多孔硅结构的孔隙中也建立了一个磁性的部分。这一材料具有三种功能:药物递送、磁性控制和成像。在二氧化硅纳米颗粒中引入的Fe3O4可以提高其胶体稳定性、T2磁共振成像的对比度和超顺磁性。实验进一步将该混合型材料作为胰岛素样生长因子的缓释载体，这种促生存因子可以提高细胞的生存能力。体内实验表明，用这种纳米颗粒标记后可以显著提高干细胞治疗的效果。在第30天和第60天，纳米颗粒标记的细胞分别使左心室射血平均分数增加11和21%，并使整体纵向应变分别增加了24和34%。
Fang Chen,Jesse V. Jokerst. et al. Increasing the Efficacy of Stem Cell Therapy via Triple-Function Inorganic Nanoparticles. ACS Nano. 2019
DOI:10.1021/acsnano.9b00653
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b00653
