1. Acc. Chem. Res.: 利用金属间化合物种子构建耐用的多金属电催化剂
当与储量丰富金属结合使用时，Pt基合金纳米颗粒（NPs）可以成为具有成本效益的电催化剂。但是，这些NP在恶劣的电催化条件下会经历非贵金属成分的浸出。有鉴于此，印第安纳大学的Sara E. Skrabalak教授等人，证明了一种新颖的NP结构，其中Pt基无规合金表面通过沉积到金属间化合物种子上而防止非贵金属浸出。这些核壳型NP是高度耐用的电催化剂，具有通过核壳结构，表面合金成分和NP形状调节催化性能的能力。1）在一个模型系统中，无规合金(ra-) PtM表面通过种子介导共还原(SMCR)沉积到有序金属间化合物(i-) PdCu种子上，证明了这种通用性。在最初的演示中，ra-PtCu壳沉积在i-PdCu种子上，与类似尺寸的ra-PtCu NP相比，这些核壳NP在氧还原反应(ORR)中表现出更高的比活性和质量活性。这些NP还表现出出色的耐久性，在5000次循环后，其比活性保持约85％。使用后对NP的表征显示出最小的Cu损失。活性增强归因于金属间核与无规合金表面之间晶格失配引起的应变表面。出色的耐用性归因于金属间化合物芯的有序结构。2）通过经典的分子动力学模拟研究了这种耐久性增强的起源，其中发现Pt原子沉积在金属间化合物核上的势能低于沉积在无规合金核上的势能。同样，在核@壳界面处的Cu原子的排列似乎增强了核和壳材料之间的整体结合。受这一研究的启发，SMCR已被用于获得不同无规合金成分PtM (M = Ni, Co, Cu或Fe)的外壳。这一进展意义重大，因为配体效应随PtM特性和Pt/M比值的变化而变化。这些特征也影响了由核和壳材料之间的晶格失配所产生的表面应变的程度。像最初的研究一样，这些核壳型NPs的突出特点是高耐久性和对非贵金属浸出的抵抗力。3）今后的研究方向将致力于将形状控制集成到core@shell NP结构中。考虑到最初的i-PdCu@ra-PtCu体系，通过在SMCR过程中明智地选择封端配体，获得了立方体形状的NPs。对这些NPs作为甲酸电氧化催化剂的评估发现，纳米立方体形状的NPs比类似的core@shell球形NPs提高了催化性能。随着单分散和形状控制的金属间晶种的合成不断发展，SMCR可以应用于其他NP系统，以实现高耐久性催化剂。该研究强调了金属间化合物核在提供更耐用的电催化剂方面的作用。更广泛地说，SMCR的多功能性被强调为一种将结构、合金表面和形状整合到一个NP系统中的途径，并讨论了这一成就如何激发出新的高性能和健壮的催化剂。更广泛地讲，SMCR的多功能性是将结构，合金表面和形状集成到一个NP系统中的一种途径，并讨论了这一成果如何促进新型高性能和耐用催化剂的设计。
电催化学术QQ群：740997841Sandra L. A. Bueno et al. Building Durable Multimetallic Electrocatalysts from Intermetallic Seeds. Acc. Chem. Res., 2020.DOI: 10.1021/acs.accounts.0c00655https://doi.org/10.1021/acs.accounts.0c00655
2. JACS: 人工细胞间合成级联跨膜通道开关活性的级联信号网络
细胞-细胞通讯在生物活动中起着至关重要的作用，尤其是膜-蛋白质的相互作用意义深远。为了探索细胞间信号通路的潜在机制，人们探索了一整套人工系统。然而，其中许多是复杂和不可控的。1）鉴于此，湖南大学谭蔚泓院士、刘巧玲等人设计了一种人工信号转导系统，通过激活固定在巨膜囊泡（GMV）上的合成跨膜通道来控制环境离子的流入。2）整体过程，来自一个GMV群体（GMVB）的膜蛋白样刺激剂刺激另一个GMV群体（GMVA）上的受体释放ssDNA信使，从而激活合成跨膜通道，使离子能够流入。反过来，此事件会触发封装在GMVA原始细胞模型中的信号响应。 3）优势所在，该设计被证明对于使用两个不同的原始细胞群控制离子跨膜通道的运输是有效可行的。这种人工信号系统表明，由于DNA分子的准确性，可控制性和可编程性的优势，基于DNA纳米结构的元素的整合可以使研究人员精确地操纵信号转导系统，从而更好地控制高阶信号。通过模拟自然的信号转导途径，这个新的原型为研究细胞间的通讯提供了一个可行的工具，扩展了生物信号系统，并探索了解决涉及材料科学、化学和医学的科学问题的有用平台。
生物医药学术QQ群：1033214008
Qiuxia Yang, et al., A Cascade Signaling Network between Artificial Cells Switching Activity of Synthetic Transmembrane Channels. Journal of the American Chemical Society Article 2020.DOI: 10.1021/jacs.0c09558https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.0c09558
3. JACS：Ag基六股螺旋体自组装结构
剑桥大学Jonathan R. Nitschke等报道了空心六股螺旋形（six-stranded helicate）结构的合成方法，该结构通过Ag和2-甲酰基-1,8-萘啶之间性能多种配位结构形成。通过晶体学数据考察发现了其中含有Ag4I、Ag4Br、Ag6(SO4)2簇合物，此外配位阳离子起到结构控制作用。在不加入阳离子模板的条件中，无法形成六股螺旋形结构，只能形成三重螺旋体、四面体的混合物。1）六股螺旋结构的形成对配体结构非常敏感，仅仅对配体的结构进行微弱改变，就将导致无法形成这种六股螺旋结构。该工作说明了金属簇和自组装金属-有机笼之间形成了非常稳定的结构，该选择性制备各向异性材料说明了一种新的模式用于Ag(I)的自组装。
Charlie T. McTernan, et al, Selective Anion Binding Drives the Formation of AgI8L6 and AgI12L6 Six-Stranded Helicates, J. Am. Chem. Soc. 2020DOI: 10.1021/jacs.0c11905https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c11905
4. Angew：CuBr/草酸二酰胺催化芳基卤化物、氰基乙酸乙酯C-C偶联
α-杂芳腈是重要的药物分子结构，目前此类分子的合成中常用的方法有兼容性差的缺点，有鉴于此，中科院上海有机所马大为等报道了CuBr/草酸二酰胺催化剂体系，对杂芳基卤化物、氰基乙酸乙酯在温和条件中进行偶联，通过一步脱羧反应合成α-杂芳基乙腈。1）反应优化。对甲氧基氯/溴苯（1a）、氰基乙酸乙酯（2）作为反应物，以Cu/N-萘基-N-邻吡啶草酸酰胺（L2）加入叔丁醇钠作为碱，在异丙醇中反应，实现了84 %的产率。2）该方法中能够在60 ℃温和条件中反应，用于合成广泛的底物，兼容多种官能团和杂芳基。
Ying Chen, et al, Assembly of α‐(Hetero)aryl Nitriles via Cu‐Catalyzed Coupling Reactions with (Hetero)aryl Chlorides and Bromides, Angew. Chem. Int. Ed. 2020DOI: 10.1002/anie.202014638https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202014638
5. Angew：双重保护助力优异稳定性的金属卤化物钙钛矿纳米片
有效合成在一系列外界刺激下具有优异稳定性的金属卤化物钙钛矿纳米晶（PNCs）的是其广泛应用于光电子领域的重要一步。目前，通过在单纳米晶（NC）水平上构建具有无机外壳的保护涂层以获得稳定PNCs，尤其是具有大结构各向异性的PNCs的方法相对较少且范围有限。近日，美国佐治亚理工学院林志群教授，Yan Yan，郑州大学庞新厂教授报道了一种简单可行的方法来制备双壳CsPbBr3NSs（即CsPbBr3 NS上的外层聚合物外壳和内层无机外壳），通过利用合理设计的两亲嵌段共聚物作为坚固的多齿配体，CsPbBr3 NSs表现出一系列增强的稳定性。1）研究人员首先通过顺序可逆加成断裂链转移聚合（RAFT）合成了嵌段分子量可控、低多分散性（PDI）的聚甲基丙烯酸甲酯-嵌段-聚丙烯酸叔丁酯（PMMA-b-PtBA）两嵌段共聚物，然后再经氨解、水解得到两亲性PMMA-b-PAA。然后用PMMA-b-PAA交换原来封闭在传统LARP法制备的CsPbBr3 NSs表面的短配体（即癸酸（DA）和十二胺（DAM））。2）由于存在丰富的官能团（-COOH），PMMA-b-PAA作为多齿配体实现了有效地锚定在CsPbBr3 NS表面（即形成PMMA-b-PAA功能化的CsPbBr3 NS）。密度泛函理论（DFT）计算揭示了PMMA-b-PAA的多齿特性及其对CsPbBr3的强束缚作用。随后，丁醇钛（TBO）的水解在PMMA-b-PAA的PAA嵌段占据的隔间内选择性地分配，以及PAA嵌段的-COOH基团催化TBO的水解，在CsPbBr3 NS表面原位快速生长TiO2壳层，从而得到了PMMA链紧密连接的均匀的CsPbBr3/TiO2核/壳NS。3）得益于TiO2外壳涂层和疏水PMMA连接的双重保护，得到的PMMA包覆的CsPbBr3/TiO2 NSs表现出极大的热稳定性、光稳定性、水分稳定性、极性溶剂稳定性、脂肪胺稳定性和组成稳定性，这对PNC基器件的长期使用至关重要。此外，研究人员将PMMA包覆的CsPbBr3/TiO2 NSs用于白光LED和绿光LED，PMMA包覆的CsPb(Cl/Br)3/TiO2 NSs用于蓝光LED。同时，该方法也适用于其他不同形貌的各向异性PNCs（即纳米颗粒和纳米带），并得到了具有各种双壳层的钙钛矿纳米结构。
光电器件学术QQ群：474948391Yanjie He, et al, Dual-Protected Metal Halide Perovskite Nanosheets with a Stellar Set of Stabilities, Angew. Chem. Int. Ed., 2020DOI: 10.1002/anie.202014983https://doi.org/10.1002/anie.202014983
6. Angew：杂原子掺杂用于调节金属氧化物的CO2电还原和析氢活性
尽管调节费米能级附近的电子态可以有效地促进反应动力学。然而，目前有关金属氧化物的特定电子态在同时调节CO2电还原反应（CO2RR）和竞争析氢反应（HER）中的作用的研究仍然很少，这使得准确预测实际的CO2RR性能充满挑战。近日，天津大学胡文彬教授，邓意达教授，韩晓鹏报道了以氧化锌（ZnO）为模型催化剂，并通过用杂原子取代Zn位（Mo-ZnO和Cu-ZnO）以精确地调节电子态。1）通过电催化实验，研究人员揭示了CO2→CO的活性变化趋势为Mo-ZnO>ZnO>Cu-ZnO，而其HER活性变化趋势与之相反。值得一提的是，Mo-ZnO实现了可调的CO/H2合成气生产，并在-1.0 V时获得了最高CO电流密度（6.89 mA cm-2）。2）密度泛函理论（DFT）计算和原位拉曼光谱进一步证明了费米能级附近新产生的占据轨道和未占据轨道同时改变了其CO2RR和HER途径，并产生了完全相反的效应。与Cu-ZnO相比，Mo-ZnO共存的占据轨道和未占据轨道在适当程度上协同调节*HOCO的吸附，从而优化了整个CO2RR过程。同时，减弱的*H吸附极大地抑制了HER过程。这项工作阐明了通过电子态工程策略调节主反应和竞争反应以调节纳米催化剂的CO2RR活性和选择性的可行性。
电催化学术QQ群：740997841
Jiajun Wang, et al, Inversely Tuning the CO2 Electroreduction and Hydrogen Evolution Activity on Metal Oxide via Heteroatom Doping, Angew. Chem. Int. Ed., 2020DOI: 10.1002/anie.202016022https://doi.org/10.1002/anie.202016022
7. Angew：Sc3N@C78界面修饰两种顺式加成异构体加合物
Endohedral结构的富勒烯材料由于存在金属簇向富勒烯笼之间的分子内电子转移，通常可能有独特化学性质，有鉴于此，中国科学技术大学杨上峰、Muqing Chen、王官武，河北工业大学Peng Jin等报道了通过和羰基ylide在光照中进行室温反应，首次实现了得到两种互为异构体的Sc3N@D3h-C78单加合物分子2a、2b。1）通过DFT计算，发现反应中选择性生成顺式结构Sc3N@D3h-C78单加合物的过程是通过加合物的热力学稳定性、加成位点反应性、从反式结构的1分子通过顺式双极中间体多种因素共同作用导致。2）通过X射线晶体学方法对两种分子结合物结构进行确认，发现2a、2b两种结构呋喃基团中都有通过[6,6]闭合加成导致形成顺式构象，随后通过控制C60和羰基ylide的反应条件，分别通过顺式/反式构象进行[6,6]闭合加成得到两种单加合物分子3a，3b。
Muqing Chen, et al, Anomalous Cis‐conformation Regioselectivity of Heterocycle‐fused Sc3N@D3h‐C78 Derivatives, Angew. Chem. Int. Ed. 2020DOI: 10.1002/anie.202016432https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202016432
8. AM：SrTiO3(100)/WSe2界面诱导WSe2半金属化
1T’相单层WSe2作为能带值较高的量子自旋霍尔效应绝缘体，但是因为其热力学亚稳定性，导致目前合成的WSe2材料通常为1T’和2H相的混合，并且导致其中的不平凡的拓扑性质的探索和应用受到局限。有鉴于此，南京大学张翼、香港科技大学刘军伟等报道了基于第一性计算，发现通过增强界面相互作用，导致WSe2材料1T’晶相的稳定性比2H晶相稳定性更高。1）基于以上发现，通过分子束外延生长方法，在SrTiO3(100)基底上以100 %的选择性生长WSe2单层结构，随后通过原位扫描隧道显微镜、角分辨光电子能谱测试等技术，发现界面压缩应变导致1T’-WSe2转变为半金属相。2）通过这种方法，发现界面相互作用能够控制过渡金属二硫化物的晶相稳定性、拓扑能带结构。
二维材料学术QQ群：1049353403Wang Chen, et al, Epitaxial Growth of Single-Phase 1T’-WSe2 Monolayer with Assistance of Enhanced Interface Interaction, Adv. Mater. 2020, 2004930DOI: 10.1002/adma.202004930https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202004930
9. AM：钙钛矿界面修饰有机半导体用于非易失性存储器
控制金属卤化物钙钛矿层的形貌在光电器件制备中是关键性问题，有鉴于此，阿卜杜拉国王科技大学Thomas D. Anthopoulos、Murali Gedda等报道了一种控制溶液相Ruddlesden–Popper晶相钙钛矿薄膜材料维结构的方法，具体通过基于苯乙铵溴化铅（(PEA)2PbBr4）的钙钛矿中加入有机半导体2,7-二辛基[1]苯并噻吩并[3,2-b]苯并噻吩C8-BTBT（2,7-dioctyl[1]benzothieno[3,2-b]benzothiophene），在较大的近乎单晶片状(PEA)2PbBr4上修饰≈5 nm厚C8-BTBT层。在(PEA)2PbBr4/C8-BTBT结构的晶体管中实现了正向/逆向之间产生较高的回滞现象。通过材料、器件、理论计算相结合，发现修饰的C8-BTBT具有空穴传输通道作用，同时(PEA)2PbBr4的量子阱用于存储电子，通道中的载流子能够通过隧穿进行注入、储存、抽取。1）将这种结构用于非易失性存储器，实现了创纪录的存储窗口（＞180 V），清楚/书写电流比达到104，数据保留性能较好，能够进行长期循环（＞104）。2）该结果说明一种可能用于大规模电子器件的记忆存储器件概念，材料制备技术可能用于其他光电子学器件的发展，包括太阳能电池器件、光电探测器、发光二极管等。
光电器件学术QQ群：474948391Murali Gedda, et al, Ruddlesden–Popper-Phase Hybrid Halide Perovskite/SmallMolecule Organic Blend Memory Transistors, Adv. Mater. 2020, 2003137DOI: 10.1002/adma.202003137https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202003137
10. Adv. Sci.：精心策划的癌症饥饿免疫疗法!
MnO2纳米颗粒已广泛应用于癌症免疫治疗，通过改善其药代动力学和/或创造有利的微环境，在辅助免疫刺激药物中发挥了辅助作用，但MnO2纳米颗粒在癌症免疫治疗中辅助作用的刻板印象受到了挑战。在此，澳大利亚昆士兰大学余承忠等人揭示了MnO2纳米颗粒作为一种独特的营养反应性免疫原性细胞死亡(ICD)诱导剂的内在免疫调节特性，能够直接调节对肿瘤细胞的免疫监视。1）通过一锅自组装方法构建的MnO2纳米花(MNFs)可以选择性地诱导ICD作用于营养缺失而非营养充足的癌细胞，这一点在体外上调损伤相关分子模式和体内预防接种中得到证实。2）MNFs介导的选择性ICD诱导的潜在机制可能与同时上调的氧化应激和自噬有关。3）基于其独特的免疫调节特性，成功开发出一种创新的纳米材料协同癌症饥饿免疫治疗，这是通过MNFs和血管阻断剂的原位接种来实现的，这些药物阻断了肿瘤内的营养供应，产生抑制局部和远处肿瘤的有效效果。综上所述，这些发现为MnO2材料的生物医学应用开辟了新的途径，形成了具有重要临床意义的创新性治疗范式。
生物医药学术QQ群：1033214008Yannan Yang, et al. MnO2 Nanoflowers Induce Immunogenic Cell Death under Nutrient Deprivation: Enabling an Orchestrated Cancer Starvation‐Immunotherapy. Adv. Sci., 2020.DOI: 10.1002/advs.202002667https://doi.org/10.1002/advs.202002667
11. AFM:触觉感知和反馈的可穿戴柔性技术
卡内基梅隆大学Carmel Majidi等人综述了触觉感知和反馈的可穿戴柔性技术的相关进展。1）虚拟现实（VR）和增强现实（AR）系统由于增加了可访问性、功能性和可负担性，近年来得到了广泛的关注。这些系统感知用户输入，通常提供触觉、音频和视觉反馈，以将交互式虚拟环境与现实世界融合在一起，从而增强或模拟现实体验。从沉浸式娱乐，远程操作到物理治疗的各种应用，这项技术的进一步发展可能会在多个领域产生影响。然而，VR/AR设备仍然面临着严重的挑战，阻碍了其融入日常生活和其他应用；即，当前技术的僵硬和笨重的外形因素与人体的动态运动和柔韧肢体不兼容。软材料领域的最新进展特别适合为这一挑战提供解决方案。由柔性和弹性生物相容材料制成的设备与人体的相容性显著提高，可以带来更自然的VR/AR体验。2）本综述报告了VR/AR应用中用于可穿戴传感和触觉反馈的软材料的最新实验研究，探讨了用于体上设备的新兴软技术，并确定了虚拟世界和物理世界无缝集成的当前挑战和未来机遇。
柔性可穿戴器件学术QQ群：1032109706Yin, J., et al., Wearable Soft Technologies for Haptic Sensing and Feedback. Adv. Funct. Mater. 2020, 2007428.https://doi.org/10.1002/adfm.202007428
12. JMCA: 最小剂量的后处理，有效钝化钙钛矿薄膜表面
钙钛矿膜上的后处理是钝化钙钛矿太阳能电池（PSC）中表面缺陷的有效方法。常规地，已经在退火的钙钛矿相上进行了有机碘化物的后处理，然而，其在表面上不希望地形成了过量的碘化物，该碘化物会产生间隙碘缺陷，从而导致稳定性差。成均馆大学Nam-Gyu Park等人报道了一种先进的后处理工艺，该工艺是在沉积的未退火中间相（缩写为UIP-PT）上实现的。1）该方法能够用最少的有机碘化物钝化剂（与传统方法相比降低了100倍的浓度）有效地钝化钙钛矿膜表面，以防止剩余的碘化物。UIP-PT后钙钛矿膜的陷阱密度从1.27×1016 cm-3（未经处理的样品）降低至0.91×1016 cm-3，而传统方法的陷阱密度几乎没有变化。2) 此外，由于离子迁移的活化能增加，UIP-PT观察到的电流-电压回滞现象可忽略。由于抑制了离子迁移并减少了陷阱，基于UIP-PT的器件在黑暗和光照条件下显示出更高的稳定性，在储存1750小时后仍保持了初始PCE的96.37％。
光电器件学术QQ群：474948391Dong-Ho Kang et al. Efficient Surface Passivation of Perovskite Films by Post-treatment Method with a Minimal Dose, J. Mater. Chem. A, 2021https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/ta/d0ta10581c#!divAbstract
