1. Sci. Adv.: 有機-無機雜化鈣鈦礦薄膜化學組成的納米級成像
鉛基有機-無機雜化鈣鈦礦（OIHP）太陽能電池可實現超過20％效率。但是，在運行條件下離子遷移率和/或有機物分解，結構變化和偏析的影響仍需要進一步研究。因此，開發用於獲取晶粒到晶粒OIHP化學物質的分析工具具有重要的意義。巴西坎皮納斯大學A. F. Nogueira和巴西同步加速器光實驗室H. C. N. Tolentino等人使用同步加速器紅外納米光譜（nano-FTIR）繪製OIHP膜中的各個晶粒的圖像。
結果揭示了與孤立晶粒的納米級化學多樣性相關的振動活動的空間異質性。可以得到CsFAMA和FAMA鈣鈦礦薄膜中各個晶粒的化學信息和局部組成的相關信息。在CsFAMA和FAMA薄膜中具有更強的nano-FTIR活性的納米顆粒可以分別歸屬為PbI2和六邊形多型相。
Nanoscalemapping of chemical composition in organic-inorganic hybrid perovskite films,Science Advances
https://advances.sciencemag.org/content/5/10/eaaw6619/tab-figures-data
2. Joule: 鈣鈦礦/硅串聯電池和TiC負載Pt納米簇電催化劑用於太陽能水分解
開發高效、穩定、經濟的光系統，利用陽光將水分解成氫和氧，對未來利用可再生能源生產燃料和化學品至關重要，然而，目前高的成本限制了它們的廣泛應用。近日，蘇黎世聯邦理工大學的Michael Grätzel和南開大學的羅景山教授課題組設計開發了一種高效的TiC負載Pt納米簇催化劑，用於析氫反應，其負載約為Pt/C催化劑的1/5。
將其與用於ORR反應的NiFe-層狀雙氫氧化物和首次由塊狀鈣鈦礦/硅太陽能電池串聯繫統組合,實現了太陽能分解水系統高達18.7%的轉換效率，是目前報道的利用高丰度廉價光吸收劑分解水系統的最高效率。該工作有利於進一步促進太陽能光電催化產氫的廣泛應用。
Jing Gao, Florent Sahli, Chenjuan Liu, Dan Ren, XueyiGuo, Jérémie Werner, QuentinJeangros, Shaik Mohammed Zakeeruddin, Christophe Ballif, Michael Grätzel,Jingshan Luo. Solar Water Splitting with Perovskite/Silicon Tandem Cell andTiC-Supported Pt Nanocluster Electrocatalyst. Joule, 2019.
DOI: 10.1016/j.joule.2019.10.002
https://doi.org/10.1016/j.joule.2019.10.002
3. Nat. Commun.：光誘導HB納米片釋放氫氣
近日，東京工業大學Masahiro Miyauchi，筑波大學Takahiro Kondo等通過在乙腈溶液中對二硼化鎂（MgB2）進行離子交換處理，簡便的合成了硼化氫納米片（HB片）。吸收光譜和熒光光譜研究表明，該HB片的帶隙能為2.8 eV。第一性原理計算表明，2.8 eV處的光吸收是B和H軌道σ鍵態之間的電子躍遷。此外，DFT計算表明，另一個允許的躍遷是從B和H軌道的σ鍵態到反鍵態，間隙為3.8 eV。
實驗發現，HB片在光輻照下會釋放大量的H2，即使在溫和的環境條件下，這也會導致電子從σ鍵態轉變為反鍵態。輻照HB片釋放的H2的量約佔總質量的8％，這表明與先前報道的金屬H2存儲材料相比，該HB片具有較高的H2存儲容量。
ReiyaKawamura, Nguyen Thanh Cuong, Takahiro Kondo,* Masahiro Miyauchi,* et al. Photoinducedhydrogen release from hydrogen boride sheets. Nat. Commun., 2019
DOI: 10.1038/s41467-019-12903-1
https://www.nature.com/articles/s41467-019-12903-1
4. Nat. Commun.：局部產生水合氫離子引起高pH環境中異常的HER行為
大多數電催化基礎研究都是以塊狀模型材料的實驗和計算結果為基礎，這其中有些機理的理解中不適用於更具活性的納米結構電催化劑。近日，阿德萊德大學喬世璋，Yao Zheng等研究了最簡單和最典型的電催化過程，即析氫反應，基於新中間體的鑑定，提出了一種納米材料的替代反應機理，該機理不同於通常的塊體反應機理。作者在不同條件下，對一系列納米材料進行了原位拉曼光譜和電化學熱/動力學測量。
研究發現，在塊體相中水合氫（H3O+）濃度可忽略不計的高pH電解液中，水離解和氫吸附過程中，催化表面上會生成大量的H3O+中間體。這些H3O+中間體在納米結構的催化表面上創建了獨特的酸性局部反應環境，並削減了整個反應的能壘。在納米結構電催化劑上觀察到的這種現象解釋了它們在高pH條件下廣泛觀察到的異常高活性行為。
XuesiWang, Chaochen Xu, Yao Zheng*, Shi-Zhang Qiao,* et al. Anomalous hydrogen evolutionbehavior in high-pH environment induced by locally generated hydroniumions. Nat. Commun., 2019
DOI: 10.1038/s41467-019-12773-7
https://www.nature.com/articles/s41467-019-12773-7
5. Angew：原子界面工程增強單原子Pt光催化產氫性能
在原子尺度上優化光催化劑的結構，促進電子-空穴對的分離，對光催化劑性能的提高至關重要，但仍然具有挑戰性。近日，清華大學李亞棟，王定勝，中南大學雷永鵬，湖北工業大學Gang Zhou等通過在有缺陷的TiO2載體上組裝單個Pt原子，得到了高效光催化劑Pt1/def-TiO2。
研究發現，除作為質子還原位點外，單個Pt原子還促進相鄰的TiO2單元產生表面氧空位並形成Pt-O-Ti3+原子界面。實驗結果和DFT計算表明，Pt-O-Ti3+原子界面有效地促進了光生電子從Ti3+缺陷位點轉移到單個Pt原子，從而增強了電子-空穴對的分離。這種獨特的結構使Pt1/def-TiO2表現出高的光催化制氫性能，TOF高達51423 h-1，比負載在TiO2上的Pt納米顆粒催化劑高出591倍。
YuanjunChen, Yongpeng Lei*, Gang Zhou*, Dingsheng Wang*, Yadong Li*, etal. Engineering atomic interface by single Pt atoms for enhancedphotocatalytic hydrogen production. Angew. Chem. Int. Ed., 2019
DOI: 10.1002/anie.201912439
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201912439
6. AM: SrFeOx外延薄膜用於高密度電阻切換存儲器
電阻切換（RS）存儲器一直處於下一代非易失性存儲器技術的最前沿。最近，一類新型的過渡金屬氧化物（TMOs）作為RS存儲器的有希望的材料已經出現，該TMOs在絕緣的褐鎂礦（BM）相和導電鈣鈦礦（PV）相之間表現出可逆的全相轉變。儘管如此，RS在這些TMOs中的微觀機制仍不清楚。此外，尚未報道具有同時高密度和優異的存儲性能的RS設備。
新加坡國立大學Stephen J. Pennycook和華南師範大學Zhen Fan團隊以SrFeOx作為模型系統，可以直接觀察到PV SrFeO3納米絲在ON狀態下形成並幾乎穿過BM SrFeO2.5基體延伸，而在OFF狀態下破裂，這清楚地揭示了絲狀RS機制。納米絲的直徑約為10 nm，首次使Au/SrFeOx/SrRuO3 RS器件的尺寸縮小到100 nm。這些納米器件表現出良好的性能，包括高達約104的開/關比，超過105 s的保持時間以及長達107個循環的耐久力。這項研究顯著提高了對錶現出正相變的TMO中RS機制的理解，也證明了這些材料在高密度RS存儲器中使用的潛力。
NanoscaleTopotactic Phase Transformation in SrFeOx Epitaxial Thin Filmsfor High‐DensityResistive Switching Memory. Adv. Mater. 2019, 1903679.
DOI: 10.1002/adma.201903679
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201903679
7. Adv. Sci. 綜述：胞外囊泡在腫瘤免疫微環境和腫瘤免疫治療中的作用
幾乎所有的細胞都可以分泌胞外囊泡(EVs)。EVs可以將母體細胞的蛋白質、脂質和核酸遞送給受體細胞，因此EVs也起著細胞間通訊和分子轉移的中介作用。外泌體是EVs的一個小亞群，它會參與多種生理和病理過程，並且在腫瘤發生和轉移前就會參與腫瘤免疫微環境的重建。同時，來自腫瘤細胞和宿主細胞的外泌體也會介導參與它們的相互作用過程，從而影響癌症治療的響應性。而源於腫瘤的循環外泌體也被認為是早期診斷腫瘤的一種非侵入性的生物標誌物。
基於外泌體的腫瘤治療也正逐漸發展成為一種很有前途的新型策略，可用於抑制腫瘤發展或者增強抗腫瘤免疫。蘇州大學周芳芳教授團隊綜述了外泌體及其在調節免疫響應中的關鍵作用和的治療應用；同時也指出了當前研究的一些侷限性並對未來的研究方向進行了展望。
FengXie, Fangfang Zhou. et al. Extracellular Vesicles in Cancer ImmuneMicroenvironment and Cancer Immunotherapy. Advanced Science. 2019
DOI:10.1002/advs.201901779
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.201901779
8. Adv. Sci.: 面向下一代醫療保健的自持續可穿戴紡織納米能源系統
可穿戴電子設備預示著未來的醫療監控和康復將超越醫院的限制，而自供電傳感器和能量發生器是實現可穿戴系統自我可持續發展的關鍵先決條件。基於紡織品的摩擦電動納米發電機(TENG)是一種最佳的選擇，它可以清除人體運動產生的低頻和不規則能量，作為自我可持續系統的能量來源。然而，大多數紡織品基TENGs (T-TENGs)的低輸出阻礙了它的實際應用。
新加坡國立大學Chengkuo Lee教授課題組提出了一種簡便通用的策略，用於增強基於紡織品的摩擦電動納米發電機(TENG)的電流和充電速度。二極管增強的紡織品基TENG (D-T-TENG)的閉環電流可以通過25倍。D-T-TENG的柔軟、柔韌、輕薄的特性使其即使在隨機捲曲的情況下也能實現穩定的輸出。此外，將D-T-TENG嵌入衣服中通過藍牙傳感器供電，能夠用於溼度和溫度相應。D-T-TENG能有效地從各種身體運動中收集能量，增強的電流能直接刺激神經和肌肉，使其成為可穿戴的紡織品納米能源納米系統，有望用於下一代醫療保健應用。
TianyiyiHe, Hao Wang, Jiahui Wang, Xi Tian, Feng Wen, Qiongfeng Shi, John S. Ho,Chengkuo Lee. Self‐Sustainable Wearable Textile Nano‐EnergyNano‐System (NENS) for Next‐GenerationHealthcare Applications. Advanced Science. 2019
DOI:10.1002/advs.201901437
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.201901437
9. Adv. Sci.：通過納米催化藥物自給O2和H2O2以增強化學/化學動力學聯合療法
化學/化學動力學聯合療法是提高抗癌效率的一個非常有前景的策略。但是，大多數實體瘤中的低氧和少量H2O2的微環境嚴重限制了該治療方式的療效。於此，河北大學張金超教授和李振華副教授課題組聯合國家納米中心梁興傑研究員通過自下而上的方法構建納米催化藥物CaO2 @DOX@ZIF-67。
CaO2 @DOX@ZIF-67可以同時提供O2和H2O2，以提高化學/化學動力療法。 在腫瘤內的弱酸性環境中，CaO2 @DOX@ZIF-67被分解以快速釋放類Fenton催化劑Co2+和化學治療藥物阿黴素（DOX）。未保護的CaO2與H2O反應生成O2和H2O2。產生的O2可緩解腫瘤中的缺氧，並進一步提高DOX的療效。與此同時，生成的H2O2通過類Fenton反應與Co2+離子反應生成劇毒的•OH，從而提高了化學動力學治療。
Gao, S., Jin, Y., Ge, K., Li, Z., Liu,H., Dai, X., Zhang, Y., Chen,S., Liang, X., Zhang, J., Self‐Supply of O2 and H2O2 by aNanocatalytic Medicine to Enhance Combined Chemo/Chemodynamic Therapy. Adv.Sci.2019,1902137.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.201902137
10. EES：基於碳複合材料的穩定，便宜且可大規模製備的鈣鈦礦太陽能電池
鈣鈦礦太陽能電池（PSC）首次用於光伏（PV）領域已近十年，如今其性能已經慢慢接近硅基PSC的性能。然而，貴金屬（特別是金）是製造電極最常用的材料，在最近五年中研究界已對此問題進行了深入研究。
近日，都靈理工大學Federico Bella團隊報道了一篇關於PSC的綜述，描述了石墨烯和碳納米管（CNT）等碳基材料並對其進行了功能化表徵，碳也已開始用作電子傳輸材料（ETM），在剛性和柔性基材上均具有優異的效果。這篇綜述主要討論了碳基PSC的主要進展和最新技術，突出並利用了碳的低成本，高電導率，化學穩定性和可控孔隙率設計對於太陽能電池的影響，以及未來所需要面臨的挑戰及可行性方案。
FedericoBella et al. Carbon-based materials for stable, cheaper and large-scaleprocessable perovskite solar cells.
DOI: 10.1039/C9EE02115A
https://doi.org/10.1039/C9EE02115A
11. AFM：由生物力學運動驅動和調節的自供電離子導入經皮給藥系統
帶反饋控制的經皮給藥(TDD)系統因其獨特的便利、自我給藥和安全等優點而引起了廣泛的研究和臨床興趣。在此，王中林院士研究團隊提出了一種自供電可穿戴式離子電導 TDD系統，該系統可以通過生物力學運動獲取的能量來驅動和調節，用於閉環運動檢測和治療。
這種可穿戴的摩擦電動納米發電機(TENG)被用作運動傳感器和能量採集機，可以將生物力學運動轉化為電能，從而在不需要儲存能量的情況下進行離子導入，而基於水凝膠的帶有並排電極的軟貼片則可實現無創離子導入TDD。在以染料為模型藥物的在豬皮上進行的概念驗證實驗成功地證明了該系統的可行性。這項工作不僅擴展了TENG在生物醫學領域的應用，而且還為非侵入性、電輔助TDD的閉環傳感和治療提供了具有成本效益的解決方案。
ChangshengWu, Peng Jiang, Zhong Lin Wang, et al. Self‐Powered Iontophoretic Transdermal Drug DeliverySystem Driven and Regulated by Biomechanical Motions. Adv. Funct. Mater.,2019.
https://doi.org/10.1002/adfm.201907378
12. Chem. Sci.：利用拉曼對光熱治療誘導細胞凋亡的分子信號通路進行觀察
等離激元納米顆粒(NP)介導的光熱治療(PPTT)是一種很好的微創癌症治療方法，目前也已經發展到臨床試驗的早期階段。而瞭解PPTT的細胞和分子響應對提高其治療效果和臨床應用進展至關重要。南京大學朱儁傑教授、南京師範大學吳萍教授和蔡稱心教授合作，將核靶向的金納米星(AuNSs)作為光熱試劑去特異性誘導癌細胞發生凋亡；同時Au NSs也可作為表面增強拉曼光譜(SERS)的探針，對凋亡MCF-7細胞的時變SERS光譜進行監測。
實驗利用這一策略，對PPTT誘導凋亡的分子信號通路進行了研究,包括細胞色素c的釋放,蛋白質降解和DNA碎裂等。研究結果表明，PPTT誘導的細胞凋亡會經歷一個線粒體介導的凋亡通路，而這一通路也被進一步證實是由僅含BH3區域的蛋白BID啟動的。這一研究不僅有助於提高對PPTT誘導細胞凋亡的分子機制的基礎認識，也有助於改善對PPTT的調控以進一步推動其臨床應用。
YingfangXing, Ping Wu, Chenxin Cai, Jun-Jie Zhu. et al. Raman observation of amolecular signaling pathway of apoptotic cells induced by photothermaltherapy. Chemical Science. 2019
DOI:10.1039/C9SC04389F
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/sc/c9sc04389f#!divAbstract
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