10分钟看懂8篇最新Nature系列顶刊丨20181128
纳米人 纳米人 2018-11-28

1.Nat. Mater.:冠醚包覆石墨烯构建高机械敏感离子通道!

调控离子在纳米尺度孔道中的透过性,在纳流体计算和药物输运等领域具有重要作用。美国国家标准与技术研究所A. Smolyanitsky团队基于冠醚包覆的石墨烯材料,首次实现了一种对晶格应力具有指数级别敏感度的固态离子通道,并进行了大量的室温分子动力学模拟予以验证。


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Fang A, Smolyanitsky A, et al. Highly mechanosensitive ion channels from graphene-embedded crown ethers[J]. Nature Materials, 2018.

DOI: 10.1038/s41563-018-0220-4

https://www.nature.com/articles/s41563-018-0220-4

 

2.Nat. Nanotechnol.:纳米尺度焦耳热实现MTJ微波放大器!

在纳米尺度机器中,大量热损耗导致热驱动的引擎很难实现。日本大阪大学Yoshishige Suzuki团队利用纳米MTJ(磁遂穿结)中的焦耳热产生了巨大的自旋力矩。研究人员认为,焦耳热增强了自由层中电压控制的磁各向异性。基于这种热-自旋转化,研究人员实现了1997年提出的基于MTJ的微波放大器。


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Goto M, Suzuki Y, et al. Microwave amplification in a magnetic tunnel junction induced by heat-to-spin conversionat the nanoscale[J]. Nature Nanotechnology, 2018.

DOI: 10.1038/s41565-018-0306-9

https://www.nature.com/articles/s41565-018-0306-9

 

3.Nat. Nanotech.:无溶剂,无添加剂的规模化生产钙钛矿薄膜的技术问世

Turkevych等人首次采用多碘化物熔体,用于无溶剂和无添加剂的钙钛矿薄膜制造。并在大面积上具有明显的优势。该方法依次采用化学计量的CH3NH3I(MAI)或混合的CsI / MAI / NH2CHNH2I(FAI)涂覆在纳米级金属Pb层,随后暴露于碘蒸气中反应。瞬间形成的MAI3(L)或Cs(MA,FA)I3(L)多碘化物液体在接近室温下将Pb层转化为纯相钙钛矿膜而没有副产物或未反应的组分。例如在FTO上的100 cm2和PET/ITO基板上的600 cm2,均可以获得高度均匀和相对大面积的MAPbI3钙钛矿薄膜。制备的平板型电池效率为16.12%,和17.18%(介孔型)。


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Turkevych I, et al. Strategic advantages of reactive polyiodide melts for scalable perovskite photovoltaics[J]. Nature Nanotechnology, 2018.

DOI: 10.1038/s41565-018-0304-y

https://doi.org/10.1038/s41565-018-0304-y

 

4.鄢炎发Nat. Energy:21%效率,双结叠层钙钛矿太阳能电池

多结全钙钛矿串联太阳能电池是高效率和低制造成本的下一代太阳能电池的最佳选择。然而,缺乏高质量的低带隙钙钛矿吸收层严重阻碍了高效稳定的全钙钛矿串联太阳能电池的发展。鄢炎发课题组报道一种通过掺入氯,增加混合锡-铅低带隙(~1.25 eV)钙钛矿晶粒和减少电子无序的钝化策略。这使得厚吸收层(~750 nm)可以制造高效的低带隙钙钛矿太阳能电池,这是高效串联太阳能电池的必要条件。这种改进使得能够制造双端全钙钛矿串联太阳能电池,其效率高达21%,稳态效率为20.7%。在连续照明下操作80小时后,效率保持在其初始性能的85%。


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Zhao D, Chen C, et al.Efficient two-terminal all-perovskite tandem solar cells enabled byhigh-quality low-band gap absorber layers[J]. Nature Energy, 2018.

DOI: 10.1038/s41560-018-0278-x

https://doi.org/10.1038/s41560-018-0278-x

 

5.Nat. Commun.:高效且长寿命的蓝色OLED!

提高蓝色OLED的寿命和效率,困难重重!德国Denis Andrienko和Robert Lovrincic团队发展了一种单色磷光敏化的荧光策略,实现了高效且稳定的天蓝色OLED,辐射衰减时间达到亚微秒区间。通过改变荧光辐射源的浓度,研究人员发现,寿命和辐射衰减时间的减少成比例关系,操作稳定性可以达到320 h(80%衰减,起始亮度1000cd/m2)。


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Heimel P, Andrienko D, Lovrincic R, et al.Unicolored phosphor-sensitized fluorescence for efficient and stable blue OLEDs[J].Nature Communications, 2018.

DOI: 10.1038/s41467-018-07432-2

https://www.nature.com/articles/s41467-018-07432-2

 

6.Nat. Commun.:等离激元金属/半导体光催化CO2还原的界面研究!

光催化CO2还原过程中,光诱导的电荷转移过程及其对光催化性能的影响,至今尚不明细。西班牙Laura Collado等人利用原位的时间分辨光谱结合理论计算,揭示了Ag/TiO2光催化CO2还原的界面电荷动力学效应。研究表明,等离激元/半导体界面可引入协同的光学和电子效应,从而改性界面电荷的产生和电子传递动力学,驱动CO2光还原生成更需要电子的产物。


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Collado L, Reynal A, Serrano D P, et al.Unravelling the effect of charge dynamics at the plasmonic metal/semiconductor interface for CO2 photoreduction[J]. Nature Communications,2018.

DOI: 10.1038/s41467-018-07397-2

https://www.nature.com/articles/s41467-018-07397-2

 

7.两幅图一篇Nat. Commun.:预测高熵材料!

高熵材料具有更优异的性能和功能,理论预测配合实验,不失为寻找更多高熵材料的有效办法。美国杜克大学Stefano Curtarolo和加州大学圣地亚哥分校Kenneth S.Vecchio团队合作,提出了一种理论预测高熵材料是否可以实现的熵形成指标。基于该指标的理论指导和实验尝试,研究团队成功发展了一种无序的高熵高硬度五金属碳化物。


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Sarker P, Harrington T, Vecchio K S, et al. High-entropy high-hardness metal carbides discovered by entropy descriptors[J]. Nature Communications, 2018.

DOI: 10.1038/s41467-018-07160-7

https://www.nature.com/articles/s41467-018-07160-7

 

8.Nat. Commun.:炎症小体对I型干扰素信号通路和抗疟疾免疫反应的调节

炎症小体在炎症和对病原体的免疫反应中具有关键性作用。然而,人们对于激活的炎症小体是否或如何在疟疾感染中调节I型干扰素(IFN-I)的信号通路仍不清楚。Yu等人证明了缺少了感应炎症小体的AIM2、NLRP3或Caspase-1的小鼠会产生高水平的IFN-I细胞因子,并由此对致命的yoelii YM疟原虫感染产生耐药性。而失活的炎症小体信号会使得白介素(IL)1β减少,而增加IFN-I。这一研究确定了之前被忽视的激活的炎症小体在负调控IFN-I信号通路中的的作用,并从而为开发有效的疟疾疫苗提供了潜在靶点。


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Yu X, Du Y, et al.Inflammasome activation negatively regulates MyD88-IRF7 type I IFN signalingand anti-malaria immunity[J]. Nature Communications, 2018.

DOI:10.1038/s41467-018-07384-7

https://www.nature.com/articles/s41467-018-07384-7

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