1. Nature：铜结合的氮中心自由基精准剪切碳氢键接上官能团
选择性C-H键功能化的方法为化学家们提供了通用而强大的合成工具，然而，如何提高位点选择性，保证碳氢键精准转化仍然是一个巨大的挑战。
鉴于此，中国科学院上海有机化学研究所的刘国生研究员和香港科技大学的林振阳教授团队合作设计了一种新型的铜配位氮自由基，通过铜与含硫磺胺的氮自由基发生配位，实现了铜的氰化物对氮自由基的调控，进而实现了对有机分子碳氢键的精准攫氢。该工作发现了金属调控氮自由基选择性攫氢的新机制，可以实现对有机分子的精准编辑，对于合成改性各种天然产物和药物具有重要的意义。
Jiayuan Li, Zhihan Zhang,Lianqian Wu, Wen Zhang, Pinhong Chen, Zhenyang Lin & Guosheng Liu.Site-specific allylic C–H bond functionalization with a copper-bound N-centred radical.Nature, 2019.
DOI: 10.1038/s41586-019-1655-8
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1655-8
2. Nature Nanotechnology: 范德华异质结构中的谷极化激子电流
谷电子学产品是一种传统的基于电荷的电子产品的吸引人的替代物。因此，在固态设备中创建和控制谷值电流的能力可以为信息处理提供新的途径。过渡金属二硫属化合物（TMDC）是谷电子的一个有前途的平台，因为存在两个不等价的谷，它们具有自旋-谷锁定和直接带隙，可以进行光学初始化和读出谷状态。
洛桑联邦理工大学Andras Kis团队研究了基于II型TMDC异质结构的器件中介电常数的谷极化激子的产生和传输。层间耦合的工程化增强了谷极化激子的扩散，其可以通过电控制和切换。此外，使用静电阱，可以将激子浓度提高一个数量级，达到1012 cm-2的密度。该研究打开了通过玻色-爱因斯坦凝聚态达到谷极化激子相干量子态的途径。
Valley-polarizedexciton currents in a van der Waals heterostructure, Nature Nanotechnology(2019)
https://www.nature.com/articles/s41565-019-0559-y
3. Nat. Commun.: 用单分子成像技术研究纳米限域对分子取向和反应中间体的影响
纳米限域效应能够显著影响多相催化反应过程中的分子输送与反应动力学。在本文中，美国爱荷华州立大学的Wenyu Huang和佐治亚州立大学的Ning Fang等特意设计了一种具有整齐线性纳米孔道的核壳型纳米催化剂用于单分子纳米限域效应的研究。
他们通过定量的单分子测量揭示了纳米多孔结构中限域的金属反应中心上异常的低吸附强度和高催化活性。更令人惊讶的是，对于具有较长和较窄纳米孔的催化剂，纳米限域效应对催化活性的影响更大。研究人员从分子取向、活化能和中间活性组分等不同角度对纳米限域效应提高催化剂活性的机理进行了分子水平的解释，这对高效催化剂的合理设计具有重要意义。
BinDong, Wenyu Wang, Ning Fang et al, Deciphering nanoconfinement effects onmolecular orientation and reaction intermediate by single molecule imaging,Nature Communications,2019
https://www.nature.com/articles/s41467-019-12799-x
4. Nat. Commun.：局部柔性的动态多孔配位聚合物用于CO2捕集和转化
微孔内封闭CO2的直接结构信息对阐明其特定的结合或活化机制具有重要意义，然而，客体交换后的气体结合能力弱或样品结晶度差等问题严重阻碍了CO2掺入、活化和转化为其他材料的发展。
近日，江苏师范大学的王健和日本京都大学的Susumu Kitagawa课题组合作提出了一种具有局部柔性的动态多孔配位聚合物(PCP)材料，其中的螺旋桨状配体旋转以允许二氧化碳捕获，由于其对CO2的高亲和力和约束效应，PCP对不同的底物表现出高的催化活性、快速的转化动力学、和高的尺寸选择性。再加上经过10次CO2环加成成高附加值的环状碳酸盐，催化剂的周转率(吨)高达39,000/1.5簇Zn，这些结果表明，这种独特的结构是高效捕获CO2和尺寸选择性转换的原因。该工作对于对于设计制备多孔配位聚合物用于捕集二氧化碳和转化提供了一种新的策略。
Pengyan Wu, Yang Li, Jia-Jia Zheng, Nobuhiko Hosono,Ken-ichi Otake, Jian Wang, Yanhong Liu, Lingling Xia, Min Jiang, ShigeyoshiSakaki, Susumu Kitagawa. Carbon dioxide capture and efficient fixation in adynamic porous coordination polymer. Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-12414-z
https://doi.org/10.1038/s41467-019-12414-z
5. Nat. Commun.: 超分子肽纳米管的双重自组装可在水中提供稳定性
自组装肽具有自发聚集成大的有序结构的能力。肽氢键超分子组装的可逆性使其可调谐至许多不同的应用，尽管它们具有高动态性并易于在生物应用所需的低浓度下分解。受蛋白质的分层设计和结构启发，英国华威大学Sébastien Perrier课题组开发了一种双重自组装方法来帮助稳定延长肽纳米结构。环肽的氢键堆积提供了自组装聚集体的一级结构和整体圆柱状形态。
研究者以围绕肽的疏水区引入二级结构驱动力，以稳定高动态的肽键，从而稳定单环肽纳米管，而又不会降低水性条件下系统的溶解度。由于亲水性电晕稳定了水中的纳米结构，使得各个纳米管保持独立。 这种分级的自组装方法不仅提供了一种稳定环肽的方法，而且还提供了形成一系列不同的β-折叠氢键结构的方法。这些系统日益增加的复杂性为实现合成超分子聚合物在生物学上的应用扩宽了道路。
JuliaY. Rho, Henry Cox, Edward D. H. Mansfield, Sean H. Ellacott, Raoul Peltier,Johannes C. Brendel, Matthias Hartlieb, Thomas A. Waigh & Sébastien Perrier, Dualself-assembly of supramolecular peptide nanotubes to provide stabilisation inwater, Nature Communications, 2019.
DOI：10.1038/s41467-019-12586-8
https://www.nature.com/articles/s41467-019-12586-8?utm_source=other_website&utm_medium=display&utm_content=leaderboard&utm_campaign=JRCN_2_LW_X-moldailyfeed
6. Nat. Commun.: 单组分和多组分手性超微粒对映选择性催化剂
纳米级生物组装体比如外壳、内体以及衣壳等在所有生命系统中都扮演着重要的角色。由无机纳米粒子（NPs）组成的超微粒(SP)具有和这些生物组装体的类似的结构特征但它们是否能模拟其生化功能目前尚未有定论。在本文中，中国江南大学的Liguang Xu和美国密歇根大学的Nicholas A. Kotov等发现由手性ZnS纳米粒子自组装成的70–100nm 的超粒子体系中的亚纳米级孔隙与构成粒子的纳米粒子之间的间隙紧密相关。这种相关性与与光合细菌的细胞器类似，这使得这些超粒子可以作为光催化剂，对映选择性地将l-或d-酪氨酸转化为二酪氨酸。
实验数据和分子动力学模拟表明，光催化反应的手性偏倚与间隙空间的手性环境和对映体在超粒子体系中的优先分配有关。同时，ZnS与Au纳米粒子的共组装可以进一步增强超粒子的手性偏倚。除了复制生物纳米组件的特定功能外，这些发现为酚类化合物的对映选择性氧化偶联建立了全新的途径。
SiLi, Liguang Xu, Nicholas A. Kotov et al, Single- and multi-component chiralsupraparticles as modular enantioselective catalysts, Nature Communications,2019
https://www.nature.com/articles/s41467-019-12134-4
7. Sci. Adv.：红细胞衍生的纳米红细胞体可增强癌症免疫疗法的抗原递送
因其固有的生物相容性，红细胞（RBC）代表着一个非常有前景的细胞介导的药物递送平台。近日，苏州大学汪超教授和刘庄教授联合加州大学洛杉矶分校顾臻教授课题组受衰老RBC的脾脏抗原呈递细胞靶向能力的启发，开发了基于源自红细胞的纳米红细胞体的抗原递送系统。通过将肿瘤细胞膜相关抗原与纳米红细胞融合在一起，将肿瘤抗原加载到纳米红细胞上。
这种载有肿瘤抗原的纳米红血球（nano-Ag@erythrosome）在体内引起抗原反应，并与抗程序性死亡配体1（PD-L1）阻断相结合，抑制了B16F10和4T1肿瘤模型中的肿瘤生长。在生成的一个肿瘤模型中显示通过融合红细胞和手术切除的肿瘤可以实现“个性化的nano-Ag@erythrosome”，从而有效地减少了手术后的肿瘤复发和转移。
Han,X.; Shen, S.; Fan, Q.; Chen, G.; Archibong, E.; Dotti, G.; Liu, Z.; Gu, Z.;Wang, C., Red blood cell–derived nanoerythrosomefor antigen delivery with enhanced cancer immunotherapy. Science Advances 2019, 5 (10),eaaw6870.
https://advances.sciencemag.org/content/5/10/eaaw6870
8. Joule: 18.04％效率！准二维钙钛矿太阳能电池
垂直排序的（小到大n）准2D钙钛矿薄膜是促进定向电荷转移的常用方法。田纳西大学胡斌团队报道了通过引入真空极化处理以在结晶过程中强制形核来均匀排列不同n值纳米板（PEA2MAn-1PbnI3n+ 1）的不同策略。并且薄膜具有有效的载流子传输。
此外，制备的器件具有创纪录的高填充因子（FF）为82.4％，效率（PCE）为18.04％（Voc = 1.223 V，Jsc = 17.91 mA/cm2）。储存8个月后，可保持96.1％的初始效率，并在80°C下保持97.7％的时间超过180小时，从而实现了卓越的稳定性。
Uniform Permutation of Quasi-2D Perovskites by Vacuum Poling for Efficient,High-Fill-Factor Solar Cells, Joule
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435119304805#!
9. Joule综述：单原子催化剂的能量转化研究
全球近四分之一的能源消耗与催化过程的使用直接或间接相关。以传统纳米粒子为基础的催化剂最近面临着新型的异构单原子催化剂（SACS）的挑战。单原子催化剂上能够允许金属原子在催化剂表面上最大程度均匀分散，具有无与伦比的电子结构和几何构型，并且在诸多与能源相关的应用中均表现出优异的催化性能。
在本文中，新加坡国立大学的Ning Yan和Javier Perez-Ramirez等对非均相异构单原子催化剂等在碳氢化合物、含氧化合物、氢气燃料、氨、日用品和精细化学品的生成和转化以及电池的电化学储能和释放中的应用进行了评述。文章描述了这些与能源有关的化合物在当前能源基础设施中的重要性，并讨论了如何在各种应用中更有效地使用催化，特别是单原子催化。最后，作者对未来设计稳定高效的单原子催化剂进行了展望。
ShipengDing, Ning Yan, Javier Perez-Ramirez et al, Transforming Energy withSingle-Atom Catalysts, Joule,2019
DOI:10.1016/j.joule.2019.09.015
https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(19)30475-1?rss=yes#
10. Accounts of Chemical Research:水凝胶作为新型太阳能纯化水平台的研究进展
水资源短缺的问题日益严重，而利用太阳能通过蒸发分离水和杂质的太阳能净水技术属于能源密集型，而且存在效率低、成本较高等问题，难以满足快速水净化的需求。水凝胶太阳能蒸发器以亲水聚合物为基本材料，具有防污、选择性高和热响应快等优势，可以提高了水的收集和净化能力，因此，水凝胶型太阳能净水器已经成为一种新型的非常具有潜力的净化水的技术。
近日，德州大学奥斯汀分校的余桂华教授课题组从材料选择、分子工程和结构设计等方面综述了近年来国内外在水凝胶型太阳能净水器方面的研究进展。首先简要介绍了由自由水、中间水和束缚水组成的水凝胶中独特的水状态，然后，描述了以水凝胶为基础的太阳能蒸发器的设计原则，以基本的凝胶化化学为基础，讨论了高效水蒸气生成所要求的水凝胶的合成策略，水凝胶的表面工程设计可以促进水的蒸发，是进一步提高太阳能蒸发效率的关键。该工作为改进水凝胶型太阳能蒸发器的性能、可扩展性、稳定性和可持续性指明了方向，有利于促进水凝胶型太阳能蒸发器的进一步发展和实际应用。
Xingyi Zhou, Youhong Guo, FeiZhao, Guihua Yu. Hydrogels as an Emerging Material Platform for Solar WaterPurification. Accounts of Chemical Research, 2019.
DOI:10.1021/acs.accounts.9b00455
https://doi.org/10.1021/acs.accounts.9b00455
11. EES：分级Ni-Fe氢氧化物@NiFe合金纳米线阵列电催化剂用于高效水分解
水电解是一种非常具有潜力的可持续制氢技术，然而，在实际应用中，需要非常大的电流密度(>500 mA/cm2)，因为析氧反应(OER)不稳定且动力学缓慢，这是限制电催化水裂解大规模制氢的主要障碍。鉴于此，清华大学的杨诚和南洋理工大学的范红金团队合作采用磁场辅助化学沉积法，设计制备了一种基于OER电极的高催化活性和无需粘合剂的NiFe纳米线阵列，该阵列可以在电流密度高达1000 mA/cm2和120小时内保持良好的催化稳定性和活性。
NiFe合金纳米线表面的超薄(1-5纳米)非晶氢氧化镍，被认为是OER的高催化活性位点，另外，分层的精细纳米几何结构可以大大提高电荷和反应物与气体的扩散转移。在碱性电解质中，OER电极产生500和1000mA/cm2的电流密度仅需248 mV和258mV的电位，且可稳定地工作超过120小时。更重要的是，集成的碱性电解槽在超低电压1.76 V的下，其电流密度可达1000 mA/cm2，远远优于最先进的工业催化剂。我们的结果可能代表着工业电解槽的一个关键步骤，大规模生产氢气的水分裂。该工作对于设计高催化活性的非贵金属镍铁电极结构用于电催化裂解水提供了一种新的策略。
Caiwu Liang, Peichao Zou,Adeela Nairan, Yongqi Zhang, Jiaxing Liu, Kangwei Liu, Shengyu Hu, Feiyu Kang,Hong Jin Fan, Cheng Yang. Exceptional Performance of Hierarchical Ni-FeOxyhydroxide@NiFe Alloy Nanowire Array Electrocatalyst for Large CurrentDensity Water Splitting. Energy & Environmental Science, 2019.
DOI: 10.1039/C9EE02388G
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/ee/c9ee02388g#!divAbstract
12. AFM：高能量密度、高功率密度、高安全性的纤维状Ni//Bi电池
纤维电池广泛应用于可穿戴电子、信息技术、物联网、公共卫生等领域。然而，同时实现纤维电池的高能量密度、高功率密度和高安全性仍然充满着挑战，这在很大程度上限制了它们的应用前景。在本文中，复旦大学的彭慧胜与Bingjie Wang等报道了一种新型的具有优异电化学性能的纤维状Ni/Bi电池。这种纤维Ni/Bi电池由分级的3D电极构成，其中以Bi为骨架的还原氧化石墨烯片作为电池负极，而以氧化镍/镍包裹的氧化石墨烯片则充当电池正极。
这种纤维状Ni//Bi电池具有43.35Wh/Kg或26.01mWh/cm3的高能量密度以及6600W/kg或3.96W/cm3的高功率密度，经过10000次的深度循环后其容量保持率为96%。由于使用了水系电解质，这种纤维电池的安全性也很高，并且可以进一步编织成下一代柔性纺织式电力系统。这项工作为通过设计分层结构的电极来开发高性能电池提供了一种通用而有效的策略。
MengyingWang, Bingjie Wang, Huisheng Peng et al, Making Fiber-Shaped Ni//Bi BatterySimultaneously with High Energy Density, Power Density, and Safety,Advanced Functionla Materials,2019
DOI:10.1002/adfm.201905971
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adfm.201905971
