前沿科技顶刊日报 20180917
纳米人 纳米人 2018-09-17
1. 扬州大学高利增Nat. Commun.:将有机硫化合物转化为无机多硫化物以抵抗耐药细菌感染

使用天然物质来抵御微生物感染有着悠久的历史。然而,大规模生产天然提取物往往会降低其抗菌能力,从而限制了实际的应用。Xu等人提出了一种将天然有机硫化合物转化为纳米铁硫化物的策略。实验发现,与大蒜衍生的有机硫化合物相比,纳米铁硫化物具有超过其500倍的抗菌功效,可以杀死几种致病和耐药细菌。纳米铁硫化物释放出的氢聚硫烷具有很强的杀菌活性,可通过纳米铁硫化物的酶活性加快释放这一物质。实验也证明了在局部应用纳米铁硫化物可以有效地破坏人类牙齿的致病生物膜,加速伤口愈合。这种将有机硫化合物转化为无机多硫化物的方法,为对抗细菌感染提供了一种新的方法。


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Xu Z, Qiu Z, et al. Converting organosulfur compounds to inorganic polysulfides against resistant bacterial infections[J]. Nature Communications, 2018.

DOI: 10.1038/s41467-018-06164-7

https://www.nature.com/articles/s41467-018-06164-7

 
2. 大连化物所李先锋Nat. Commun.:带负电的纳米多孔膜用于碱性锌基液流电池

中科院大连化物所李先锋课题组设计了在孔壁和表面均带负电荷的纳米多孔膜,用来解决锌枝晶/堆积问题,从而使电池具有较长的循环寿命。通过带负电的锌酸盐离子和带负电的多孔膜之间的相互排斥,锌酸根离子可以很容易地从膜到3D碳毡框架的方向进行镀覆。即使形成锌枝晶,它们也会沿膜的后方向生长,防止膜破裂并阻止电池发生短路。与传统的离子交换膜不同,纳米多孔膜通过孔径排除将氧化还原活性物质与电荷平衡离子隔离,在强酸(或碱)和强氧化介质中都具有高化学稳定性,这为设计和制造用于碱性锌基电池的高性能膜提供了一种策略。


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YuanZ, Liu X, Xu W, et al. Negatively charged nanoporous membrane for adendrite-free alkaline zinc-based flow battery with long cycle life[J].  Nature Communications, 2018.

DOI:10.1038/s41467-018-06209-x

https://www.nature.com/articles/s41467-018-06209-x

 
3. Nat.Commun.:高效ORR助力高能量密度铝-空气电池

通过金属种子介导的生长方法,研究人员成功地在片状锰氧化物上掺入银原子。由于银和锰的锯齿形原子排列,在晶格中产生高浓度的位错,从而在锰酸银纳米板表面上形成条纹图案。该结构可以提供高电导率、低电阻和丰富的离子吸附活性位点,使ORR具有高的催化活性和电子转移速率。此外,研究人员开发了一种基于流动的铝-空气电池,以减轻电池中的副反应,其中电解质可以连续循环,解决了沉淀问题,在100 mA cm-2的高电流密度下实现了前所未有的能量密度~2552 Wh kgAl-1


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RyuJ, Jang H, Park J, et al. Seed-mediated atomic-scale reconstruction of silver manganate nanoplates for oxygen reduction towards high-energy aluminum-air flow batteries[J]. Nature Communications, 2018.

DOI:10.1038/s41467-018-06211-3

https://www.nature.com/articles/s41467-018-06211-3

 
4. 林文斌JACS:光敏MOL用于太阳光驱动CO2还原

芝加哥大学林文斌教授课题组课题组以Hf12和[Ru(bpy)3]2+为原料,成功合成出首例光敏感的MOL,随后在表面修饰ReI(bpy)(CO)3Cl或者MnI(bpy)(CO)3Br,并应用于太阳光驱动CO2还原。催化研究表明,在人造可见光和太阳光下进行CO2还原的TON值分别为8613和670。


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LanG, Li Z, Lin W, et al. Photosensitizing Metal-Organic Layers for Efficient Sunlight-Driven Carbon Dioxide Reduction[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.

DOI:10.1021/jacs.8b08357

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.8b08357

 
5. 康奈尔大学Hoffmann最新JACS:金属卤化物钙钛矿中的“镜子”

Goesten,M.等人展示通过金属卤化物轨道相互作用来控制能带间隙,这种相互作用产生能带的“特征镜”,这是一种键合指标,它首先表现出在计算CsPbBr3的能带结构时的标量相对论效应。这个镜子由Pb 6s和Br 4p轨道组成,并通过布里渊区设置价带最大值。轨道分析提供一条直观和化学的途径,来调控钙钛矿带隙。


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GoestenM G & Hoffmann R. Mirrors of Bonding in Metal Halide Perovskites[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.

DOI:10.1021/jacs.8b08038

https://doi.org/10.1021/jacs.8b08038

 
6. JACS:双钙钛矿Cs2AgInCl6纳米晶的合成

Locardi,F等人首次报道钙钛Cs2AgInCl6纳米晶的胶体合成,并可以控制尺寸大小。金属羧酸盐前体和配体(油胺和油酸)溶解在二苯醚中并反应得到的双钙钛矿Cs2AgInCl6纳米晶体结构,空气稳定性优异。广谱白光的量子产率为~1.6±1%。在Cs2AgInCl6内部有效掺入Mn离子形成Mn掺杂的 Cs2AgInCl6,其量子产率高达~16±4%。


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LocardiF, et al. Colloidal Synthesis of Double Perovskite Cs2AgInCl6 and Mn-doped Cs2AgInClNanocrystals[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.

DOI:10.1021/jacs.8b07983

https://doi.org/10.1021/jacs.8b07983

 
7. 名古屋大学Angew.:超分子汉堡包,双层有机笼内嵌C70

名古屋大学Kentaro Tanaka教授课题组通过精心设计,成功合成出双层有机金属笼内嵌C70的超分子汉堡包。首先他们用有机金属纳米环组装成夹心的双层有机笼,然后通过单晶衍射等手段表征有机笼空腔大小,发现与C70分子体积相似,最后经过反复实验,成功将C70内嵌笼中。


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Kawano S, Fukushima T and Tanaka K. Specificand Oriented Encapsulation of Fullerene C70into a Supramolecular Double-Decker Cage Composed of Shape-Persistent Macrocycles[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.

DOI: 10.1002/anie.201809167

https://doi.org/ 10.1002/anie.201809167

 
8. 中科大吴长征Angew.:二维Te纳米片实现厚度可控的异常光响应

理论预测表明,二维Te纳米片在电子和光电应用领域具有广泛的应用前景。然而,高质量二维Te纳米结构的合成仍然具有挑战性,合成的困难极大地阻碍了对其各种优异性能的探索。中科大吴长征团队报道了与Te纳米片厚度相关的异常光响应。 研究人员通过拓扑变换制备得到具有大尺寸和清洁界面的超薄Te纳米片,发现当纳米片厚度小于5 nm时,Te纳米片中的光响应呈现出负面行为,随着厚度增加,其变为正。


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PengJ, et al. Two-Dimensional Tellurium Nanosheets Exhibiting an Anomalous Switchable Photoresponse with Thickness Dependence[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.

DOI:10.1002/anie.201808050

https://doi.org/10.1002/anie.201808050

 
9. 麻省理工Angew.:易于合成、生物相容性好的水凝胶材料

新材料的开发可以提高研究生物过程的能力。Fenton等人开发了一种与水溶性变体,即一种聚乙二醇(PEG)基水凝胶。这些材料很容易合成,操作也很简单,可以在简单的前体溶液混合的情况下制备,不需要启动器、催化剂和专门的设备。细胞培养实验表明,在72小时的培养共孵育中,这些凝胶使得THP-1和NIH/3T3细胞的存活率保持在90%。因此,这种水凝胶的设计合成为其他可用于生物领域的材料制备提供了新的思路。


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FentonO S, Andresen J L, et al. β-Aminoacrylate Synthetic Hydrogels: Easily Accessible and Operationally Simple Biomaterials Networks[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.

DOI:10.1002/anie.201808452

http://dx.doi.org/10.1002/anie.201808452

 
10. Henry J. Snaith最新EES:前体化学计量比决定钙钛矿光伏器件性能

Henry J. Snaith课题组首次证明,前驱体溶液的化学计量比可以引起钙钛矿性质的显著变化,从而影响钙钛矿光伏器件的性能和稳定性。研究发现,这些钙钛矿层的吸光度和形态基本上不受影响,但是表面成分、能量学、结晶度、发射效率、能量紊乱以及稳定性都对前体溶液的精确化学计量非常敏感。


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Fassl P, et al. Fractional deviations inprecursor stoichiometry dictate the properties, performance and stability of perovskite photovoltaic devices[J]. Energy & Environmental Science, 2018.

DOI: 10.1039/C8EE01136B

http://dx.doi.org/10.1039/C8EE01136B

 
11. Nano Lett.:仿生纳米微粒显著增强靶向实体肿瘤能力

细胞膜包装的纳米粒子可用于发展针对肿瘤治疗的纳米医学。He等人设计了一种复合细胞膜包装的仿生纳米材料,它由脂质体纳米颗粒组成并且融合了来自白细胞和肿瘤细胞的部分。实验采用异种移植小鼠头颈癌模型,对不同脂质体纳米颗粒的血液清除动力学、生物分布和抗肿瘤功效进行了分析评价。结果表明,白细胞仿生纳米颗粒血液循环较长,且在肿瘤部位的富集效率最高(79.1±6.6%)。因此在不引起生命系统副作用反应的前提下,其抗肿瘤效率也是最高的。


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HeH, Guo C, et al. Leutusome: A biomimetic nanoplatform integrating plasmamembrane components of leukocytes and tumor cells for remarkably enhanced solidtumor homing[J]. Nano Letters, 2018.

DOI:10.1021/acs.nanolett.8b01892

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.8b01892

 
12. 李灿ACS Catal.:S和P掺杂的非晶态多元素催化剂用于电化学全解水

大连化物所李灿院士课题组用电化学沉积法成功制备出多元素的非晶态电催化剂,用于全解水研究。研究发现,通过调控催化剂中非金属元素的含量(特别是P和S元素)可以可控优化1M NaOH中HER与OER活性。


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WangX, Zong X, Li C, et al. Amorphous Multi-elements Electrocatalysts with Tunable Bifunctionality towards Overall Water Splitting[J]. ACS Catalysis, 2018.

DOI:10.1021/acscatal.8b01839

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acscatal.8b01839

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