纳米前沿顶刊日报20190130
纳米人 纳米人 2019-01-29

1.彭孝军JACS:超氧化物自由基光电发生器用于克服光动力肿瘤治疗的致命弱点

高氧依赖性、肿瘤靶向性差、治疗深度有限被认为是光动力疗法(PDT)临床应用面临的致命弱点。Li提出了一种新颖的策略,即利用光子引发的具有0 + 1 > 1放大效应的双阳离子过氧化物自由基(O2−•)发生器(ENBOS)来克服这些缺点。研究利用福斯特共振能量转移理论、能量供体成功增强了ENBOS近红外吸收和光子效用,进而导致ENBOS更容易在深层组织被激活并产生更多的O2−•,因此大大提高PDT对乏氧肿瘤的治疗效果。ENBOS具有良好的靶向肿瘤的能力,在静脉注射48 h后信号背景比高达25.2,为精确成像指导的肿瘤治疗提供了良好的基础。同时,ENBOS的瘤内积累和保留性能也显著提高(> 120 h)。基于这些独特的性能,ENBOS在低光剂量照射下可以高效地抑制肿瘤生长。


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Li M L, Xiong T, et al.Superoxide Radical Photogenerator with Amplification Effect: Surmounting the Achilles’ heels of Photodynamic Oncotherapy. Journal of the American Chemical Society, 2019.

DOI: 10.1021/jacs.8b13141

https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.8b13141

 

2.瑞典隆德大学JACS:钙钛矿纳米晶中阳离子依赖的热载流子冷却

Chen等人通过Cs+,MA+ 和FA+研究了钙钛矿纳米晶(LHP NCs)中热载流子(HC)的弛豫动力学。LHP NCs显示激发强度和激发能量依赖性HC冷却。研究了具有低激发强度的三种不同激发能量下CsPbBr3,MAPbBr3和FAPbBr3中HC冷却的细节。在相同的激发能量(350 nm,3.54 eV)下,所有三个LHP NC都显示出快速的HC弛豫(<0.4 ps),冷却时间和速率按以下顺序:CsPbBr3> MAPbBr3> FAPbBr3。阳离子依赖性可以通过有机阳离子比Cs+与Pb-Br骨架的相互作用更强的来解释。



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Chen J, Messing M E,Zheng K, et al. Cation Dependent Hot Carrier Cooling in Halide Perovskite Nanocrystals. Journal of the American Chemical Society, 2019.

DOI: 10.1021/jacs.8b11867

https://doi.org/10.1021/jacs.8b11867

 

3.韩克利Angew.:双钙钛矿纳米晶体Cs2AgSb1−yBiyX6的胶体合成和载流子动力学

韩克利课题组开发出一系列无铅双钙钛矿纳米晶(NCs): Cs2AgSb1−yBiyX6 (X: Br, Cl; 0≤y≤1)。Cs2AgSbBrNCs是一种全新的双钙钛矿材料。与Ag-Bi或Ag-Sb体系的NCs相比,混合Ag-Sb/Bi NCs在胶体溶液中表现出增强的稳定性。研究表明,在载流子弛豫中存在两个突出的快速捕获过程。其一,由巨大的激子-偶发耦合引起的内部自陷;其二,表面缺陷俘获(约50 μs)。同时,在高泵通量下观察到缓慢的热载流子弛豫,并且还讨论了缓慢的热载流子弛豫的可能机制。


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Yang B, Hong F, et al. Colloidal Synthesisand Charge-Carrier Dynamics of Cs2AgSb1−yBiyX6 (X:Br, Cl; 0≤y≤1) Double Perovskite Nanocrystals. Angewandte Chemie International Edition, 2019.

DOI: 10.1002/anie.201811610

https://doi.org/10.1002/anie.201811610

 

4.Angew.:具有超高体积电容性能的异质掺杂多孔碳材料

设计具有高质量密度和大孔隙率的碳基材料能够满足新一代电容器及其他储能器件的需要。在本文中,研究人员报道了一类能够被用作水溶液超级电容器材料的新型异质掺杂多孔碳材料。该材料是通过共轭二烯与含氮亲核试剂的原位脱卤反应而制备的。所获得的碳材料由多种异质原子掺杂形成,具有高密度、丰富孔道和杰出的体积电容性能。


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Jin H, et al. Heteroatom-Doped Porous Carbon Materials with Unprecedented High Volumetric Capacitive Performance. Angewandte Chemie International Edition, 2019.

DOI: 10.1002/ange.201813686

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ange.201813686

 

5.上海交大Angew.:基于磷酸三乙酯电解液的高安全性Zn电池

金属锌是新一代储能器件中备受瞩目的材料。然而,枝晶生长与循环过程中的低库伦效率严重限制了金属锌负极的大规模商业化应用。在本文中,研究人员发现将磷酸三乙酯(TEP)作为电解液溶剂或与水溶液组成共溶剂能够获得高稳定性且无枝晶的金属锌负极。研究人员实现了超过3000 h的金属锌稳定的沉积与剥离,同时伴随着超过99.68%的高库伦效率。该电解液与金属锌负极以及用作锌离子电池正极的普鲁士蓝钾具有良好的兼容性。全电池表现出超长的循环稳定性和优异的倍率性能。


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Yang H, et al. Highly Reversible and Rechargeable Safe Zn Batteries Based on a Triethyl Phosphate Electrolyte. Angewandte Chemie International Edition, 2019.

DOI: 10.1002/ange.201813223

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ange.201813223

 

6.Angew.:活性氧增强金属锂在超薄层状双氢氧化物上的均匀成核

安全金属锂负极的发展是实现新一代可充二次电池的关键。为了对金属锂进行稳定,在亲锂基底上预植入锂成核位点是调控初始成核阶段的有效策略。在本文中,研究人员首次报道了活化的层状双氢氧化物能够作为亲锂二维材料来实现锂金属的均匀沉积。实验研究和理论计算均发现超薄层状双氢氧化物表面能够为金属锂沉积提供丰富的原子级别的活性位点。此外,活性氧的亲锂特性也与其配位环境相关。该工作为精细调控金属锂的沉积行为提供了借鉴。


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Li Z, et al. Active oxygen enhanced homogeneous nucleation of Li‐metal onultrathin layered double hydroxide. Angewandte Chemie International Edition, 2019.

DOI: 10.1002/ange.201814705

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.201814705?af=R

 

7.南策文AM:PVDF基固体电解质的全固态锂金属电池中锂枝晶的自抑制

基于聚合物的电解质由于其离子导电性,柔韧性和易于组装特性在全固态Li金属电池中引起了关注。但有效阻止Li枝晶生长并改善基于聚合物电解质的全固态电池的长期循环稳定性仍然是关键挑战。南策文与Liangliang Li团队通过系统实验结合第一性原理计算,探讨了新型聚偏二氟乙烯(PVDF)基固体电解质与Li负极之间的界面,发现原位形成的纳米级界面层具有稳定性。均匀的镶嵌结构可以抑制Li枝晶的生长。

 

与大多数研究的聚(环氧乙烷)体系中经常发生的典型短路不同,基于PVDF的体系中的该界面层在高电流密度下引起开路的特征,从而避免了过电流的风险。在PVDF-LiN(SO2F)2(LiFSI)中观察到的Li枝晶具有有效的自抑制,能够在0.1 mA cm-2下重复Li电镀/剥离超过2000 h的循环,并且在全固态下具有出色的循环性能。全固态LiCoO2||Li电池在0.15 mA cm-2、20 ℃下循环200次后几乎没有容量衰减。


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Zhang X, Wang S, Xue C, et al. Self‐Suppression of Lithium Dendrite in All‐Solid‐State Lithium Metal Batteries with Poly(vinylidene difluoride)‐Based Solid Electrolytes. Advanced Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adma.201806082

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201806082

 

8.AEM:三功能电极添加剂助力高活性物质含量和高体积锂离子电极密度

粘结剂与导电剂等电极添加剂的使用不仅增加了电极内部的孔体积,同时也会导致电池电极体积能量密度的降低。在本文中,研究人员发现聚糠醇添加剂的使用能够代替PVDF粘结剂和导电添加剂的作用,同时保持电极具有较低孔隙率。这种聚糠醇添加剂有着长程有序的共轭二烯结构,这保证了电极具有较高的电子电导率而无需使用导电添加剂。聚糠醇中的氧原子降低了锂离子的扩散势垒,使得电解液浸润所需孔体积降低并因此提高了电极的体积密度。这种三功能添加剂使得LiFePO4正极的密度高达2.65 g/cm3并使电池能量密度提升至1551 Wh/L。使用聚糠醇添加剂的LiFePo4电极在循环500周后保持着80%的容量保持率且库伦效率高达99.9%。


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Liu T, etal. Trifunctional Electrode Additive for High Active Material Content and Volumetric Lithium‐Ion Electrode Densities. Advanced Energy Materials, 2019.

DOI: 10.1002/aenm.201803390

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm

 

9.四川大学AFM:氧自供给的纳米复合材料用于增强成像指导的肿瘤光动力治疗

光动力疗法(PDT)由于水溶性差、肿瘤选择性低、光敏剂的非特异性激活以及肿瘤乏氧等原因严重阻碍了其在临床上的广泛应用。Hu等人利用可还原的二硫键(HSC)合成了二氢卟酚e6 (Ce6)共轭的透明质酸(HA),并将全氟己烷(PFH)包裹在纳米颗粒(PFH@HSC)内,开发了一种靶向肿瘤、氧化还原激活和氧自供给的诊疗纳米颗粒。

 

在水环境中,PFH@HSC纳米颗粒的荧光和光毒性会由于自猝灭效应而受到抑制。而在通过被动和主动靶向在肿瘤积累后,PFH@HSC可以通过氧化还原反应破坏载体结构而激活光活性。另外,PFH@ HSC在血液循环过程中会在肺内实现氧负载,并随后在肿瘤内缓慢释放氧气并扩散至整个肿瘤,因此可以显著缓解肿瘤乏氧来提高PDT疗效。实验也证明将PFH@HSC静脉注射入荷瘤小鼠体内后可通过荧光和光声成像进一步监测其肿瘤积聚和治疗的情况。


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Hu D R, Zhong L, et al. Pefluorocarbon-Loadedand Redox-Activatable Photosensitizing Agent with Oxygen Supply for Enhancementof Fluorescence/Photoacoustic Imaging Guided Tumor Photodynamic Therapy. Advanced Functional Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adfm.201806199

https://doi.org/10.1002/adfm.201806199

 

10.厦门大学Adv. Sci.:聚合诱导的增强近红外II吸收用于对脑胶质瘤的光声成像

对脑胶质瘤边缘的精确成像和靶向治疗仍是目前的一大难题挑战,主要原因在于是颅骨的强光衰减和高背景干扰。近红外II区(NIR II)光声(PA)成像(PAI)具有较深的穿透力和较高的灵敏度,因此对脑胶质瘤成像具有很大的应用潜力。Liu等人设计并合成了一种Arg-Gly-Asp修饰的乙肝病毒核蛋白(RGD-HBc)包裹的染料A1094用于对脑胶质瘤NIR II PAI。该探针具有聚合诱导的增强吸收的机制。研究表明,A1094@RGD-HBc在近红外II吸收增强后,其体内的PA信号增强了9倍,可以在5.9 mm的深度精确地对脑胶质瘤进行PAI。实验应用该探针可以获得高分辨率的PAI和超灵敏单光子发射计算机断层图像,从而对脑胶质瘤进行准确的共定位。


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Liu Y J, Liu H H, et al. Aggregation-Induced Absorption Enhancement for Deep Near-Infrared II Photoacoustic Imaging of Brain Gliomas In Vivo. Advanced Science, 2019.

DOI: 10.1002/advs.201801615

https://doi.org/10.1002/advs.201801615

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