1. Nat. Rev. Mater：水凝胶微粒的生物医学应用

水凝胶微粒子(HMPs)在递送治疗药物、构建组织修复支架和用于3D打印的生物墨水等生物医药领域有着广阔的应用前景。HMPs既可以在悬浮液中形成，并作为一种颗粒状水凝胶的聚合体来形成微孔支架以促进细胞的浸润；也可以被嵌入大块水凝胶中以构建多级结构的材料。

研究表明，HMPs的悬浮液和颗粒状水凝胶都可用于对生物制品进行微创递送，并且不同HMP组成也会影响它们的模块化特性。杜克大学Tatiana Segura教授和宾夕法尼亚大学Jason A. Burdick教授等人综述了目前用于制造HMPs的相关技术以及HMP体系的多级结构行为和功能特性；也对HMPs在细胞和药物递送、支架设计和生物制造等领域的应用进行了讨论。

AndrewC. Daly, Tatiana Segura, Jason A. Burdick. et al. Hydrogel microparticles forbiomedical applications. Nature Reviews Materials. 2019

https://www.nature.com/articles/s41578-019-0148-6

2. JACS：含硼和磷的heterosiliconoids--稳定的p和n掺杂的不饱和硅簇

不饱和的硅团簇（siliconoids）是从分子到块体材料过渡过程中短暂存在的中间体，很大程度上代表了硅材料的表面特征。近日，萨尔兰大学David Scheschkewitz等人报道了基于Si₆R₆平台（因其与苯的关系而被称为benzpolarene）的具有BSi₅和PSi₅核的含硼和磷的heterosiliconoids。

实验发现，从Si₆R₆还原裂解出SiR₂（R=2,4,6-iPr₃C₆H₂）可以选择性地生成阴离子型Si₅R₄^2-簇（阳离子为Li⁺）。用Me₃SiCl处理Si₅R₄^2-簇可得到相应的三甲基甲硅烷基取代的（Me₃Si）₂Si₅R₄。而Si₅R₄^2-簇与iPr₂NECl₂（E=B，P）反应可生成前所未有的p和n掺杂的heterosiliconoids iPr₂NESi₅R₄。作者进一步对iPr₂NESi₅R₄进行了NMR，X射线衍射和DFT计算研究，将它们独特的电子特征与hexasilabenzpolarene原料的电子特征进行了比较。

YannicHeider, David Scheschkewitz*, et al. Boron and phosphorus containingheterosiliconoids: stable p- and n-doped unsaturated silicon clusters. J. Am.Chem. Soc., 2019

DOI: 10.1021/jacs.9b11181

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b11181

3. Angew：用COFs多孔膜回收溶液中的金纳米颗粒

共价有机框架（COFs）因其有序的孔隙具有重要的工业应用（如储存和分离）而吸引了科学界的广泛关注。结合其模块化的合成和孔隙工程，COFs可以成为纳米分离的理想候选者。然而，将这些微晶粉末制成连续，无裂纹，坚固的薄膜仍然是一个主要的挑战。

近日，印度科学教育与研究所（IISER）Rahul Banerjee等报道了一种简单，缓慢的退火策略来构造厘米级的COFs膜（Tp-Azo和Tp-TTA），其厚度为微米级。合成后的薄膜是多孔的（对于Tp-Azo，SA_BET=2033 m²g^-1），并且化学稳定。这些COFs具有截然不同的尺寸界限（对于Tp-Azo和Tp-TTA分别为〜2.7和〜1.6nm），从而可以对金纳米粒子进行尺寸选择分离。与其他常规膜不同，该COFs膜的耐用结构使得其具有出色的可回收性（最多4个连续循环），并且易于从溶液中回收金纳米颗粒。

KaushikDey, Rahul Banerjee*, et al. Nanoparticle Size‐Fractionation through Self‐Standing Porous Covalent Organic Framework Films. Angew. Chem. Int.Ed., 2019

DOI: 10.1002/anie.201912381

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201912381

4. AM: 效率高达15.60％！三元聚合物太阳能电池

苏州大学Chaohua Cui等人开发了一种新的小分子IBC-F，作为提高三元聚合物太阳能电池效率和稳定性的第三种成分。与基于二元PBDB‐T：IE4F‐S的器件的13.70％效率相比，含有20％的IBC‐F组分的三元器件显示出15.60％的更高效率。此外，与二元器件相比，三元器件显示出更好的热稳定性和光诱导稳定性。

TernaryPolymer Solar Cells Facilitating Improved Efficiency and Stability, AM, 2019

DOI:10.1002/adma.201904601

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201904601

5. AM: 双重锁定纳米粒子进行有效的癌症免疫治疗

成簇的、规律间隔的短回文重复序列（CRISPR）/ CRISPR相关（Cas）酶Cas13a在癌症治疗中具有广阔的前景，因为它具有在靶标识别后通过附带作用选择性破坏肿瘤细胞的潜力。但是，这些附带作用并不专门针对肿瘤细胞，当全身给药时可能引起安全性问题。于此，南开大学刘阳、史林启，天津医科大学康春生等人开发了一种可以限制CRISPR/Cas13a激活至肿瘤组织的双锁纳米颗粒（DLNP）。DLNP具有核-壳结构，其中CRISPR/Cas13a系统（质粒DNA，pDNA）被包裹在具有双重响应聚合物层的核内。

该聚合物层使DLNP在血液循环或正常组织中具有增强的稳定性，并有助于CRISPR / Cas13a系统的细胞内在化和进入肿瘤组织后激活基因编辑。在仔细筛选和优化CRISPR RNA（crRNA）序列以靶向程序性死亡配体1（PD-L1）后，DLNP具有对T细胞介导的抗肿瘤免疫的有效激活和免疫抑制性肿瘤微环境（TME）的重塑，可显着增强抗肿瘤作用并提高存活率。通过替换特异性crRNA的靶向基因而进行的进一步开发可能使DLNP成为快速开发安全有效的癌症免疫疗法的通用平台。

Zhang, Z., Wang,Q., Liu, Q., Zheng,Y., Zheng, C., Yi,K., Zhao, Y., Gu,Y., Wang, Y., Wang,C., Zhao, X., Shi,L., Kang, C., Liu,Y., Dual‐Locking Nanoparticles Disrupt thePD‐1/PD‐L1 Pathway for Efficient Cancer Immunotherapy. Adv.Mater. 2019, 1905751.

https://doi.org/10.1002/adma.201905751

6. Nano Energy：自解离组装超薄MOFs纳米片阵列用于高效析氧反应

阳极上的析氧反应（OER）是电解水的关键半反应，主要有贵金属（如RuO₂、IrO₂）、3d金属氧化物、羟基氧化物、钙钛矿、磷化物、氮化物、二卤化物、金属合金等催化剂。这些材料上OER质量活性普遍一般、反应机理不明。MOFs材料作为替代材料已被广泛用作OER催化剂。尽管MOFs材料活性位均匀分布、活性中心明确、易回收，但是目前大多数MOFs均为三维结构，传质差、导电率低，且体相金属位点被有机配体包裹难以得到有效利用。二维MOFs可克服这些缺点，但精准合成高效OER的二维MOFs材料仍极具挑战。

近日，中国科学院长春应用化学研究所董绍俊院士团队采用原位自解离组装合成策略制备了泡沫CoNi合金上负载超薄CoNi-MOF纳米片阵列材料（CoNi-MOFNA）并用于OER。该催化剂在碱性条件下10mA cm^-2时，提供了1.41 V的极低启动电位和215 mV的过电位，且运行300h后过电位基本无变化。CoNi-MOFNA的质量活性是商业RuO₂的14倍。

研究人员通过实验研究证实MOFs表面暴露的配位不饱和CoO₅ and NiO₅金属节点是该催化剂上OER的本征活性位点。DFT计算结果表明Ni和Co之间存在强电子相互作用，且CoNi-MOFNA中的Ni活性位点更为活泼。进一步研究表明，CoNi-MOFNA上OER过程中表面均匀生成了超薄羟基氧化物团簇，与MOF杂化不仅稳定了催化剂的空间结构，也保护了活性位点。该研究提出的原位自解离组装合成策略为二维MOFs纳米片阵列的合成开辟了新途径，为高效OER催化剂的设计提供了新思路。

LiangHuang, Ge Gao, He Zhang, Jinxing Chen, Youxing Fang, Shaojun Dong*,Self-dissociation-assembly of ultrathin metal-organic framework nanosheetarrays for efficient oxygen evolution, Nano Energy, 2019, 104296.

DOI: 10.1016/j.nanoen.2019.104296

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519310031?dgcid=rss_sd_all#!

7. EnSM: 具有增强界面相容性和均匀离子流分布的多尺度结构PVDF-PMIA隔膜用于无枝晶锂金属电池

锂金属负极凭借高理论比容量和最低氧化还原电势等备受关注，但是严重的枝晶生长问题限制了其实际应用。在本文中，天津工业大学的Weimin Kang和BowenCheng 等通过静电纺丝技术制备了一种包含TBAHP(四丁基六氟磷酸铵)的PVDF-HFP/PMIA(聚偏二氟乙烯-六氟丙烯/聚间苯二甲酰胺)多尺度隔膜并将其用于锂金属电池中。在TBAHP和PVDF-HFP的协同调控作用下，这种薄膜表现出极高的孔隙率、较小的孔径和均匀分布的孔结构，从而能够具有超高的电解液亲和性和超高的界面相容性。

特别是在隔膜的多尺度结构约束下，金属锂负极表面离子流分布得很均匀，从而实现电沉积过程中的均匀成核和非晶态生与此同时，这种T/F-P隔膜还具有优异的热稳定性和超高的拉伸强度，这有助于从机械角度抑制枝晶生长并保证电池的安全性。此外，采用这种T/F-P隔膜的锂硫电池具有优异的自放电抑制能力，还可以对多硫化物实现吸附性捕获，因而循环稳定性得到了大幅改善。因此，多尺度结构的T/F-P隔膜可以作为提高锂金属电池安全性和电化学性能的可靠选择。

HuijuanZhao, Weimin Kang, Bowen Cheng et al, Highly multiscale structuralPoly(vinylidene fluoridehexafluoropropylene) / poly-m-phenyleneisophthalamideseparator with enhanced interface compatibility and uniform lithium-ion fluxdistribution for dendrite-proof lithium-metal batteries, Energy StorageMaterials, 2019

DOI:10.1016/j.ensm.2019.11.005

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829719310402?dgcid=rss_sd_all#!

8. AFM: 二维氮掺杂碳纳米管/石墨烯双功能催化剂用于锌空电池

可充电金属-空气电池具有超高的能量密度被认为是最有发展前景的能源存储与转换装置之一，例如锌-空气电池和锂-空气电池。阴极电化学氧还原/生成反应(ORR/OER)缓慢动力学是影响金属-空气电池充放电速率、容量保持率、能量效率和循环寿命的关键因素，因此，开发高效稳定廉价的ORR/OER双功能催化剂是可充电金属空气电池应用研究的一个热点领域。近日，华中科技大学夏宝玉课题组设计制备了一种金属-有机框架衍生的二维氮掺杂碳纳米管/石墨烯杂化物作为可充电锌空气电池的高效双功能氧电催化剂。

通过分级结构和杂原子掺杂的协同作用，得到的催化剂对ORR/OER电化学反应具有良好的催化活性和耐久性，组装的可充电锌空气电池的高功率密度为253mW/cm²，比容量为801 mAh/g_Zn，在电流密度为5 mA/cm²时具有超过3000 h的良好循环稳定性。此外，由这种杂化氧电催化剂组装的柔性固态可充电锌空气电池具有223 mW/cm²的高放电功率密度，可为45个发光二极管供电并为手机充电。该工作对设计用于长寿命金属空气电池的高效双功能氧电催化剂和相关的能量转换技术具有重要的借鉴意义。

YangyangXu, Peilin Deng, Guangda Chen, Jinxi Chen, Ya Yan, Kai Qi, Hongfang Liu, Bao YuXia. 2D Nitrogen‐Doped Carbon Nanotubes/Graphene Hybrid asBifunctional Oxygen Electrocatalyst for Long‐LifeRechargeable Zn–Air Batteries. Advanced FunctionalMaterials, 2019.

DOI: 10.1002/adfm.201906081

https://doi.org/10.1002/adfm.201906081

9. Solar RRL：钪掺杂Ta₃N₅可见光光催化水制氢

（氧）氮化物是一类典型可见光催化剂，但受限于其内部/外部结构特征，普遍半反应活性低、总体水解性能有限。Ta₃N₅的吸收波长约为600nm，理论上太阳光制氢转化效率为15.9%，光催化制氢前景巨大。然而，Ta₃N₅上载流子扩散路径短、电荷分离能力差、缺陷位多、表面疏水性强，均不利于其光催化效率提高。通过体相掺杂，如Mg、Zr等可有效提高其电子空穴分离能力进而提高光催化水解效率。鉴于Mg、Zr、Sc元素间的对角线规则及潜在的协同作用，采用Sc掺杂Ta₃N₅有望获得高效可见光水解催化剂。

近日，中科院大连化物所李灿院士、章福祥研究员等人采用Sc体相掺杂Ta₃N₅并用于光解水制氢。研究表明，Sc掺杂对Ta₃N₅的形貌、结构及带隙结构未产生明显影响，但抑制了缺陷的产生、促进了电荷分离和传递。进一步使用该掺杂的Ta₃N₅负载CoO_x可大幅度提升光解性能，可提高Ta₃N₅光解效率一个数量级。该研究证实了采用Sc体相掺杂光催化材料策略的可行性，为其他元素掺杂及应用提供了新思路。

JunyanCui, Yanpei Luo, Beibei Dong, Yu Qi, Mingjun Jia, Fuxiang Zhang*, Can Li*,Investigation on the influence of Sc ions doping on the structure andperformance of Ta₃N₅ photocatalyst for wateroxidation under visible light irradiation, Solar RRL, 2019.

DOI: 10.1002/solr.201900445

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/solr.201900445?af=R