1. Henry J. Snaith最新Joule：26.7%高效率，多结钙钛矿太阳能电池问世！

多结器件架构可以提高光伏（PV）电池的功率转换效率（PCE），超过单结热力学极限。然而，这些器件难以通过基于溶液法生产，其中下层的溶解是有问题的。Henry J.Snaith团队通过使用高挥发性乙腈（CH₃CN）/甲胺（CH₃NH₂）（ACN / MA）溶剂型钙钛矿溶液，展示了完全溶液法的吸光层，传输层和复合层，用于整体式全钙钛矿串联和三结太阳能电池。通过结合FA_0.83Cs_0.17Pb（Br_0.7I_0.3）₃（1.94 eV）和MAPbI₃（1.57 eV）结，达到超过15％的两端串联效率（稳态）。首次研究表明，MAPb_0.75Sn_0.25I₃（1.34 eV）窄带隙钙钛矿可以通过ACN / MA溶剂型系统进行处理，单片全钙钛矿三结太阳能电池开路电压达到2.83 V。通过光学和电子建模，估计最先进的三结器件架构的可实现效率为26.7％。该工作为大规模，低成本，可印刷的钙钛矿多结太阳能电池开辟了新的可能性。

McMeekin D P, Mahesh S, Noel N K, et al. Solution-Processed All-Perovskite Multi-Junction Solar Cells[J]. Joule, 2019.

DOI: 10.1016/j.joule.2019.01.007

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435119300364?via%3Dihub

2.Nature Mater.：解决2D材料中纳米孔的异构体编目问题

在2D材料中存在的缺陷或纳米孔可以改变材料的电子，磁性和阻挡膜性质。然而，大量纳米孔的晶格异构体使得它们的定量研究成为看似棘手的问题，混淆了实验和模拟数据的解释。鉴于此，研究人员制定了这个异构体编目问题（ICP）的解决方案，结合电子结构的计算，动力学蒙特卡罗模拟和化学图论，生成了2D晶格纳米孔最可能的独特的异构体目录。结果表明，在石墨烯的实验中观察到的纳米孔形状具有精确的显著的一致性，并表明纳米孔的热力学稳定性不同于其动力学稳定性。将该方法扩展到其他2D晶格，还预测了在六方氮化硼中普遍存在的三角形纳米孔。所提出的方法应通过在实验和理论/模拟之间建立特定的联系，并通过在分子设计和制造之间提供急需的连接来加速纳米多孔2D材料的应用。

Rajan A G, Silmore K S, Swett J, et al. Addressing the isomer cataloguing problem for nanopores in two-dimensional materials[J]. Nature Material, 2019.

DOI: 10.1038/s41563-018-0258-3

https://www.nature.com/articles/s41563-018-0258-3

3.Joule：锂离子电池中硅负极氧化端的固态电解质界面

为了揭示锂离子电池氧化端硅晶片负极在碳酸酯电解液中固态电解质界面(SEI)的形成过程与结构，研究人员采用原位同步辐射X射线反射率、线性扫描伏安法、非原位x射线光电子能谱以及第一性原理计算等手段对其进行了研究。研究人员提出了SEI的原位亚纳米分辨率结构和组成信息，并对其平衡相稳定性进行了预测。结合上述结果，他们观察到在硅负极附近存在着两个容易分辨的无机SEI层，其中底层(也就是靠近电极)SEI膜是硅负极上原本存在的氧化物的锂化形成的，顶层的SEI膜主要是由电解液分解产物LiF组成。

Cao C, et al. Solid Electrolyte Interphase on Native Oxide-Terminated Silicon Anodes for Li-Ion Batteries[J]. Joule, 2019.

DOI: 10.1016/j.joule.2018.12.013

https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(18)30611-1?rss=yes

4.Nature Commun.：揭示锂嵌入双层石墨烯中机制

石墨烯的实际容量和石墨中的锂存储过程是目前锂离子电池领域中两个令人困惑的问题。研究人员通过开发高温切换化学气相沉积（CVD）路线，成功地合成了三维双层石墨烯泡沫，通过去除Ni模板和超临界干燥，可以防止3D多孔结构的坍塌，从而防止石墨烯片的重新堆叠，最后泡沫约30μm厚，该泡沫几乎没有缺陷和伯纳尔堆叠。此外，研究者系统地研究其储锂容量，过程，动力学和电阻，阐明了石墨烯夹层中Li原子的基本储存模式。

研究结果澄清了锂原子只能储存在石墨烯夹层中，并提出了第一个用于石墨烯平面锂嵌入的模型。通过理论计算，双层石墨烯嵌锂产品的各种物理化学特征进一步揭示了常规的锂嵌入现象，充分说明了这种二维的储锂模式。另外，这种作为模型系统的3D多孔整料不仅满足基本的测试要求，而且还对石墨烯片普遍聚集和重新堆叠具有一定的抵抗力。这些发现不仅使商用石墨成为第一个具有透明锂储存工艺的电极，还指导了锂离子电池中石墨烯材料的发展。

Ji K, Han J, Hirata A, et al. Lithium intercalation into bilayer graphene[J]. Nature Communications, 2019.

DOI: 10.1038/s41467-018-07942-z

https://www.nature.com/articles/s41467-018-07942-z

5.北理工黄佳琦Angew.封面：通过原位蚀刻外在金属激活Li-S电池中的惰性金属化合物

表面反应构成了各种能量转换/存储技术的基础，如锂硫电池和锂空电池等。为了加速电池的表面反应，需要深入了解反应动力学和合理的催化剂设计。北理工黄佳琦课题组使用原位外部金属蚀刻的策略，通过掺入铁的立方Ni₃FeN活化惰性单金属氮化物--六方Ni₃N，验证了在Ni₃N中引入外在金属（Fe）引发了六方-立方相变，这种金属可以通过多硫化物原位浸出进行蚀刻，从而产生高活性的富空位相，以促进涉及多硫化物的表面反应的动力学。HAADF-STEM揭示了原位催化剂转化的机理。用Ni₃FeN改性的Li-S电池表现出优异的倍率性能，在4.8 mg cm^-2的高硫负载下具有显著的循环稳定性，以及稀电解质的可操作性。这项工作开辟了多金属合金和化合物作为Li-S电池动力学调节剂的探索，不仅描述了非活性单金属化合物的外在金属活化机制，而且阐明了原位相转化和空位形成在调节催化反应中的重要作用。

Zhao M, Peng H, Zhang Z, et al. Activating Inert Metallic Compounds for High‐Rate Lithium–Sulfur Batteries Through In Situ Etching of Extrinsic Metal[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2019.

DOI: 10.1002/anie.201812062

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201812062

6.楼雄文&高书燕Angew.：控制合成2-5层壳的硫化钴多壳纳米盒子用于钠离子电池

楼雄文和高书燕团队报道了一种MOF-结合“阴离子转换-交换”策略，用于合成具有精确控制用于钠电的硫化钴多壳纳米纳米盒（MSNB）壳的数量，离子的转换和交换反应可以实现衍生颗粒结构和组成的控制。具体过程，在碱性介质中从偏钒酸根离子转化的多钒酸根离子首先与钴基ZIF-67纳米立方体反应以形成ZIF-67 /多钒酸钴卵黄状核壳颗粒。然后，在中性条件下通过溶剂热处理，将形成的ZIF-67 /多钒酸钴卵黄状核壳颗粒逐渐转化为二钒酸钴多壳纳米盒子，通过改变温度可以容易地控制2-5范围内的壳数。最后，通过与S^2-的离子交换反应和随后的退火处理，制备得到硫化钴多壳纳米盒子。当作为钠离子电池的负极时，最终的硫化钴多壳纳米盒显示出增强的钠储存性能。如，对于三壳纳米盒，在500 mA g^-1的电流密度下100次循环后可以保留438 mAh g^-1的高比容量。

Wang X, Chen Y, Fang Y, et al. Synthesis of Cobalt Sulfide Multi‐shelled Nanoboxes with Precisely Controlled 2‐5 Shells for Sodium‐Ion Batteries [J]. Angewandte Chemie International Edition,2019.

DOI: 10.1002/anie.201812387

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201812387

7.北京化工大学Adv. Sci.：光热治疗强化近距离放射治疗：治疗深部胰腺癌的新策略

光热-放疗(PT-RT)是解决与乏氧相关的放疗抵抗和诱导肿瘤特异性细胞凋亡坏死的有效策略。然而，近红外(NIR)激光的组织穿透能力有限以及高剂量辐射的严重副作用大大阻碍了其在治疗深部肿瘤中的应用。Zhang等人提出了一种介入式光热-近距离治疗(IPT-BT)技术用于对肿瘤深部的内部位进行特异性治疗。该技术利用一种可生物降解的蜂窝状金纳米颗粒(HGNs)作为内部光热剂和放射增敏剂。HGNs介导的IPT-BT协同治疗可以有效治疗SW1990原位胰腺肿瘤小鼠，肿瘤抑制率高达96.6%。原因在于这种方法可以有效地引起双链DNA损伤，改善肿瘤内的氧气供应，且具有很好的组织穿透深度。因此，该策略也为PT- RT协同治疗深部恶性肿瘤开辟了新的途径。

Zhan F, Han X, et al. Interventional Photothermal Therapy Enhanced Brachytherapy: A New Strategy to Fight Deep Pancreatic Cancer[J]. Advanced Science, 2019.

DOI: 10.1002/advs.201801507

https://doi.org/10.1002/advs.201801507

8.Small：光聚合胶束水凝胶可以同时形成和包裹纳米晶用于提高药物溶解度和产品设计

好的配方技术对于提高含有难溶性疏水药物的产品的效率至关重要。其中，纳米药物如纳米晶体和非晶固体悬浮液则是提高药物溶解度的有效途径。然而，最终的药物剂型的完成需要进行进一步加工，这对药物的递送和其临床表现有很大的影响。为了提高疏水药物的生产效率和临床产量，Godfrin而开发了一种以水凝胶材料为牺牲模板作为同时形成和包裹纳米晶体的材料。这些水凝胶中含有可以与水凝胶基质化学结合的胶束，其中表面活性剂的结构决定了最终晶体的大小和药物的负载。在不依赖水凝胶成分的情况下，纳米晶体的载药量可达90%，其尺寸可被精确控制在4 nm左右。通过纳米晶体和表面活性剂一起被释放，可以使其溶解度提高到块状晶体材料的70倍。这种将纳米晶体集成到最终药物剂型中的策略大大简化和改善了对疏水药物产品的设计。

Godfrin P D, Lee H, et al. Photopolymerized Micelle-Laden Hydrogels Can Simultaneously Form and Encapsulate Nanocrystals to Improve Drug Substance Solubility and Expedite Drug Product Design[J]. Small,2019.

DOI: 10.1002/smll.201803372

https://doi.org/10.1002/smll.201803372