纳米前沿顶刊日报20181225
纳米人 纳米人 2018-12-25
1. 包信和&邓德会Chem. Rev.:圣诞大礼包,二维材料限域单原子催化剂!

二维材料和单原子催化剂是目前催化领域的两大前沿研究领域,融合二者优势的二维材料限域单原子催化剂也逐渐引起广大科学家的关注。包信和与邓德会研究团队在该领域做出了重要贡献。本篇综述中,他们详细介绍了二维材料限域单原子催化剂的相关概念,构想以及催化应用,并对整个领域的机遇与挑战做出了展望。


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Wang Y, Mao J, Meng X, et al. Catalysis with Two-DimensionalMaterials Confining Single Atoms: Concept, Design, and Applications[J]. Chemical Reviews, 2018.

DOI: 10.1021/acs.chemrev.8b00501

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.8b00501

 

2. 李勇军&李玉良JACS:超分子化学助力石墨炔合成

直接合成高晶态的石墨炔类似物依然是一个极具挑战性的课题。有鉴于此,中科院的李玉良和李勇军团队将超分子化学的策略引入石墨炔类似物的合成上,以π-π/CH-π相互作用为驱动力,成功合成出了高晶态的石墨炔类似物。


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Zhou W, Li Y, Li Y, et al. Direct Synthesis of Crystalline Graphdiyne Analogue Based on Supramolecular Interactions[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.

DOI: 10.1021/jacs.8b09945

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.8b09945

 

3.  Angew.:钛氧簇的异构现象

同分异构现象虽然是无机材料中常见而又重要的一种现象,但是在团簇中却很少观察到。这篇文章中首次报道了钛氧簇的同分异构现象,结构分析发现,其中一个异构体内核具有和锐钛矿相同的结构,该异构体具有更好的光解水产氢活性。


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Fan X, Wu K, Zhang L, et al. Isomerism in Titanium-Oxo Clusters: Molecular Anatase Model with Atomic Structure and ImprovedPhotocatalytic Activity[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.

DOI: 10.1002/anie.201809961

https://doi.org/10.1002/anie.201809961

 

4. 周豪慎Angew.:多功能卤代酯实现Li-O2电池负极稳定性与高倍率性能

限制Li-O2电池实用化的两个关键问题在于:1)正极材料倍率性能差;2)金属锂负极稳定性差。南京大学周豪慎教授课题组向传统的Li-O2电池电解液中引入了一种叫做氯甲酸三氯乙酯的电解液添加剂。一方面,这种卤代酯促进Li2O2在电解液中的溶解和O2扩散,从而提高正极倍率性能。另一方面,这种有机分子在金属锂负极表面形成了一层稳定坚固的SEI膜,可以减少电化学循环过程中的锂损失与体积膨胀,提高负极稳定性。在1000 mA/g的电流密度下,Li-O2电池容量高达2400 mAh/g并且伴随着降低的充电极化。


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Wang D, Zhang F, et al. Versatile Halide Ester Enabling Li Anode Stability and High Rate Capability of Lithium‐Oxygen Batteries[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018

DOI: 10.1002/ange.201813009

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.201813009?af=R

 

5.黄昱&段镶锋AM综述:高性能Pt基ORR催化剂的纳米结构设计

ORR是离子交换膜燃料电池中重要的半反应,如何提高Pt基催化剂ORR的活性和稳定性并最大化的利用Pt是近年来的研究热点与难点。这篇综述中,作者总结了设计高性能Pt基ORR催化剂的策略,包括尺寸和组分的调控、形貌和晶面的调控、掺杂、载体的选择等。最后对Pt基ORR催化剂面临的挑战和未来的发展方向做了展望。


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Liu M, Duan X, HuangY, et al. Nanoscale Structure Design for High-Performance Pt-Based ORR Catalysts[J]. Advanced Materials, 2018.

DOI:10.1002/adma.201802234

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201802234

 

6.唐智勇AM综述:有机液体中的膜分离的研究进展

膜技术是水系中常规和商业应用中最有前途的分离和纯化技术之一,而传统聚合物膜在有机溶剂中的稳定性差,严重制约了其在有机溶剂中的应用。唐智勇等人概述了分离有机混合物的新技术,分离方法以及新开发的膜材料的最新进展,例如,交联聚合物,COF,MOF,共轭微孔聚合物,碳分子筛和石墨烯的新兴材料。


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Liang B, He X, Hou J, et al. Membrane Separationin Organic Liquid: Technologies, Achievements, and Opportunities[J]. Advanced Materials, 2018.

DOI: 10.1002/adma.201806090

https://doi.org/10.1002/adma.201806090

 

7. AM:Fc抗体片段增强自然杀伤细胞的免疫治疗

自然杀伤细胞(NK)进行肿瘤免疫治疗是通过抗体依赖性的和细胞介导的细胞毒性作用(ADCC)来杀伤肿瘤细胞。然而,因为抗体只能识别特定的抗原,这种治疗策略也受到肿瘤抗原异质性的限制。Ji等人开发了一种不需要肿瘤上存在特异性抗原就能实现靶向实体肿瘤的策略。实验将Fc片段或治疗性单克隆抗体与肽的N端结合,酸性的肿瘤微环境的反应可以使得肽的构象发生转化,进而选择性地组装到实体肿瘤细胞的膜上。插入的Fc片段或抗体可以有效激活NK细胞去启动ADCC来杀死多种类型的肿瘤细胞。体内治疗结果证明该策略对原发性实体瘤和肿瘤转移均有显著疗效。


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Ji T J, Lang J Y, et al. Enhanced Natural Killer CellImmunotherapy by Rationally Assembling Fc Fragments of Antibodies onto Tumor Membranes[J].Advanced Materials, 2018.

DOI: 10.1002/adma.201804395

https://doi.org/10.1002/adma.201804395

 

8. ACS Nano:递送抗-miRNA的RNA胶束用于靶向和抑制肿瘤

纳米粒子在靶向肿瘤和药物递送方面具有显著的优势,因此它们也在肿瘤治疗中表现出巨大的应用潜力。无靶向配体修饰的纳米胶束却可以靶向肿瘤的原因是由于纳米尺度的尺寸优势,它可以在避免被巨噬细胞捕获的同时,产生增强的通透性和保留效应(EPR)。同时,miRNA也在调控基因表达、细胞生长和肿瘤发生等方面发挥着重要作用。Yin等人报告了通过RNA胶束来靶向递送抗-miRNA的研究。实验采用pRNA-3WJ作为构建胶束的支架,并在微胶束中加入寡核苷酸作为抑制癌症的干扰分子。这些携带抗miR21的RNA胶束与癌细胞具有很强的结合和内化作用,可以增强促凋亡因子的表达并诱导细胞凋亡。动物实验结果表明该方法在异种移植瘤模型上具有明显的肿瘤靶向和抑制作用。


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Yin H R, Wang H Z, et al. RNA Micelles for Systemic Delivery of Anti-miRNA for Cancer Targeting and Inhibition without Ligand[J]. ACS Nano, 2018.

DOI: 10.1021/acsnano.8b07948

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b07948

 

9. Chem. Mater.:多功能纳米药物载体用于改善乏氧和化学-光动力癌症治疗

Xie等人开发了一种新的多功能纳米药物载体UC@mSiO2-RB@ZIF-O2-DOX-PEGFA(URODF),它可以将氧(O2)增强的光动力疗法(PDT)和对pH响应的化疗相结合。实验采用上转换纳米颗粒(UC)作为PDT光敏剂的激发剂;采用介孔二氧化硅壳(mSiO2)作为光敏剂玫瑰红(RB)的载体;并将ZIF-90包覆在mSiO2外作为O2的储层,进而实现在肿瘤微环境中快速释放O2来缓解肿瘤缺氧以增强PDT。阿霉素与NH2-PEG改性的叶酸(PEGFA)则共价偶联在纳米颗粒表面从而实现协同治疗。RB和DOX的载药量分别达到5.6%和6.0%。体内外实验表明,该纳米系统具有良好的治疗效果。


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Xie Z X, Cai X C, et al. O2-Loaded pH-responsive Multifunctional Nanodrug Carrier for Overcoming Hypoxia and Highly EfficientChemo-photodynamic Cancer Therapy[J]. Chemistry of Materials, 2018.

DOI: 10.1021/acs.chemmater.8b04321

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.chemmater.8b04321

 

10. ACS Catal.:双功能催化剂高效催化CO2加氢制高价值的芳香化合物

CO2转化是近年来的研究热点,尽管将CO2转化为基本化学品(如甲醇)已经取得了重大的进展,但是将CO2直接加氢转化为高价值的芳香化物仍然是巨大的挑战。作者制备了一种双功能催化剂Cr2O3和H-ZSM-5沸石(Cr2O3/H-ZSM-5)用于催化CO2直接加氢制芳香化合物,该催化剂可实现CO234.5%的转化率,芳香化合物选择性达76%,并且具有良好的稳定性。进一步用硅质岩-1对该催化剂进行修饰,可将生成芳香化合物的选择性大大提高。


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Wang Y, Yang G, Tsubaki N, et al. Rationally Designing Bifunctional Catalysts as an Efficient Strategy to Boost CO2 Hydrogenation Producing Value-Added Aromatics[J]. ACS Catalysis, 2019.

DOI: 10.1021/acscatal.8b01344

https://pubs.acs.org/doi/ 10.1021/acscatal.8b01344

 

11. 日本NIMS 最新ACS Energy Lett.:5-AVAI稳定锡基钙钛矿太阳能电池

日本国立材料研究所(NIMS)采用5-氨基戊酸碘化物(5-AVAI)修饰FASnI3钙钛矿薄膜。研究表明,5-AVAI通过其与SnI64-八面体的I-产生氢键作用,进而钙钛矿的晶体生长。制备出无针孔均匀且稳定的Sn基钙钛矿薄膜,且Sn4+含量较低,基于Sn的PSC的效率为7%。在最大功率点光照测试100小时后,效率无衰减。


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Kayesh M E, Matsuishi K, Kaneko R, et al. Coadditive Engineeringwith 5-Ammonium Valeric Acid Iodide for Efficient and Stable Sn Perovskite Solar Cells[J]. ACS Energy Letters, 2018.

DOI: 10.1021/acsenergylett.8b02216

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.8b02216

 

12. 王中林&孙其君Nano Energy:纳米发电机,万能的能力收集器

王中林和孙其君团队成功开发出一种高效稳定的压电和摩擦电混合纳米发电机,并应用于旋转能的收集。研究发现,该设备的开路电压可达210 V,短路电流可达 395 μA,平均功率可达10.88 mW, 能量密度为6.04 mW/cm2


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Zhao C, Sun Q, Wang Z, et al. Hybrid Piezo/Triboelectric Nanogenerator for Highly Efficient and Stable Rotation EnergyHarvesting[J]. Nano Energy, 2018.

DOI: 10.1016/j.nanoen.2018.12.062

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2018.12.062

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