纳米前沿顶刊日报20190225
纳米人 纳米人 2019-02-24

1. 剑桥大学Science:印刷制备!高增益和超低功率的有机晶体管

克服功耗,制造成本和信号放大之间的权衡一直是可穿戴电子产品的长期问题。剑桥大学的研究团队报道了一种高增益,全喷墨印刷的肖特基势垒有机薄膜晶体管放大器电路。晶体管信号放大效率为38.2 S/A,接近理论热离子极限,以及超低功耗(<1纳瓦)。这些晶体管表现出良好的可靠性,可忽略不计的阈值电压偏移。并使用超低功率,高增益放大器来检测电生理信号。


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Jiang C, et al. Printed subthreshold organic transistors operating at high gain and ultralow power. Science, 2019.

DOI: 10.1126/science.aav7057

http://science.sciencemag.org/content/363/6428/719.abstract

 

2. Nature Photonics:重磅!高效率高亮度量子点发光二极管

量子点发光二极管是一种很有潜力的平板显示光源。然而,迄今为止,还没有关于同时实现高亮度和高外量子效率(EQE)器件的报道。近日,河南大学Lin Song LiZuliang Du联合中国科学技术大学Zhenyu Zhang报道了基于CdSe/ZnSe/壳结构的高亮度、高效率量子点发光二极管。红、绿、蓝器件的最大EQE分别为21.622.98.05,相对应的亮度分别为13,300 cd m-2525,500 cd m-210,100 cd m-2。而其最高亮度分别达到356,000 cd m-2614,000 cd m-262,600 cd m-2。这样的高性能归因于Se在整个核/壳区域中的使用以及在核/壳界面处存在合金桥连层。该研究同时表明,量子点发光二极管也将适用于照明应用。


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Shen H, et al. Visible quantum dot light-emitting diodes with simultaneous high brightness and efficiency. Nature Photonics, 2019.

DOI: 10.1038/s41566-019-0364-z

https://www.nature.com/articles/s41566-019-0364-z

 

3. 厦门大学Nature Commun.:硫促进水活化提高CO2RR制甲酸活性,法拉第效率达93%!

电化学CO2还原制燃料和化学品是把CO2利用起来的可能途径之一,但是目前CO2RR催化剂普遍面临着在高电流密度下法拉第效率低的问题。近日,厦门大学王野教授、吴德印教授、张庆红教授课题组报道了一种具有高CO2RR性能的S掺杂的In催化剂。该催化剂在水媒介中,电流密度在25–100 mA cm−2范围内,生成甲酸的法拉第效率均大于85%。生成甲酸的最高速率达1449 μ mol h−1cm−2,法拉第效率达93%,是目前已报道的最高值。机理研究表明,硫可以增强H2O的活化并生成易与CO2反应生成甲酸的H物种,从而使该催化剂具有高的性能。

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Ma W, Zhang Q, Wu D-Y, et al. Promoting electrocatalytic CO2 reduction to formate via sulfur-boosting water activation on indium surfaces. Nature Communications, 2019.

DOI: 10.1038/s41467-019-08805-x

https://doi.org/10.1038/s41467-019-08805-x

 

4. 苏州大学Nature Commun.:空气中稳定的金属锂负极!

金属锂负极在空气中的不稳定和枝晶问题,长期困扰用于存储电力的大型锂电池的发展。有鉴于此,John B. Goodenough和苏州大学钱涛、晏成林团队合作,发展了一种在空气中稳定且在有机液体电解质中无枝晶生长的金属锂负极!

 

研究团队利用LiF和氟化石墨(GF)疏水保护层对金属锂负极进行保护,得到的复合锂负极(GF-LiF-Li)能够在空气中长期稳定。此外,GF-LiF层的疏水性可以防止新鲜的锂金属在循环过程中与有机电解液接触,从而有效地稳定工作负极的界面。在Li剥离/电镀实验中,GF-LiF-Li负极在1-10 mA cm-2的电流密度下表现出安全且无枝晶的循环,从而具有长的循环寿命。将GF-LiF-Li复合材料暴露于RH为20-35%的潮湿气氛中超过24 h后,仍可表现出与未暴露于空气的新鲜锂金属负极相当的比容量和循环稳定性。


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Shen X, Li Y, Qian T, et al. Lithium anode stable in air for low-cost fabrication of a dendrite-free lithium battery. Nature Communications, 2019.

DOI: 10.1038/s41467-019-08767-0

https://www.nature.com/articles/s41467-019-08767-0

 

5. AM综述:n型全聚合物太阳能电池的最新进展

基于n型和p型聚合物的全聚合物太阳能电池(全PSC)由于其独特的优势,例如良好的化学和电子可调性,以及优异的热和光化学稳定性,已成为富勒烯基太阳能电池的有前景的替代品之一。由各种电子受体单元组成的n型聚合物的开发已经取得了快速进展。到目前为止,已报道的n型聚合物受体超过了200种。Genene等人讨论了所有PSC中使用的n型聚合物的设计标准,合成和结构-性质关系。此外,突出了最近在二元,三元和串联全PSC的光伏性能增强方面取得的进展。最后,简要考虑了所有PSC进一步发展的挑战和前景。


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Genene Z, Mammo W, Wang E, et al. Recent Advances in n-Type Polymers for All-Polymer Solar Cells. Advanced Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adma.201807275

https://doi.org/10.1002/adma.201807275

 

6. AM:系统性地向中枢神经系统递送单克隆抗体用于治疗脑肿瘤

单克隆抗体(mAbs)作为免疫治疗的重要组成部分,已经成为治疗多种疾病的一种强有力的治疗手段。然而,对于中枢神经系统疾病来说,由于mAbs不能有效进入中枢神经系统,因此其疗效往往十分有限。Han报道了一种能够有效地将单克隆抗体递送到中枢神经系统进行脑肿瘤治疗的技术。实验通过将单克隆抗体封装在含有胆碱和乙酰胆碱类似物的纳米胶囊中,发现纳米胶囊可以穿过脑血屏障并将mAbs递送到肿瘤部位。这一技术可以有效改善mAbs对各种中枢神经系统疾病的治疗作用。


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Han L, Liu C Y, et al. Systemic Delivery of Monoclonal Antibodies to the Central Nervous System for Brain Tumor Therapy. Advanced Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adma.201805697

https://doi.org/10.1002/adma.201805697

 

7. 刘亚军ACS Nano综述:细颗粒物暴露对关节及其周围细胞微环境的负面影响

目前人们对暴露于细颗粒物之后的健康风险和不良影响的认识是以颗粒物与靶器官,尤其是肺之间的联系为前提的。然而,细颗粒暴露也被发现会对远端的密封腔如关节有负面影响。Zhang等人总结了目前关于细颗粒暴露对关节及周围细胞和微环境造成有害影响的研究;阐述了这些粒子对关节产生负面影响的直接性分子机制和其他间接的机制。由于空气微颗粒与工程纳米材料具有相似性,文中也将空气微颗粒与工程纳米材料的毒性进行了比较讨论,旨在引起人们对细颗粒物暴露造成关节炎症等不利影响的广泛关注。


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Zhang S P, Ren Q Z, et al. Adverse Effects of Fine-Particles Exposure on Joints and their Surrounding Cells and Microenvironment. ACS Nano, 2019.

DOI: 10.1021/acsnano.8b08517

https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acsnano.8b08517

 

8. AFM:机械激活的微型胶囊用于在肌肉骨骼组织中按需递送药物

如何实现以精确和可控的方式递送生物因子仍然是一个不小的问题。对刺激响应的释放系统可以在各种生理触发机制(如pH、温度)的影响下实现治疗药物的按需释放。然而,迄今很少有系统可以利用微环境的机械刺激来启动药物释放。

 

Mohanraj等人设计了一种机械激活的微型胶囊(MAMCs),它可以对肌肉骨骼组织的微环境的机械刺激做出响应来提供治疗药物,并进一步实现组织修复。为了建立一套具有不同机械活化阈值的微型胶囊,实验首先对MAMC的物理尺寸和组成进行了调控,并对其在二维压缩和三维基质中模拟再生组织的细胞外基质性质和机械响应的情况进行了评价。结果证明了该微型胶囊是一种基于生理机械环境调节的释放治疗因子的新平台,它也将在肌肉骨骼组织的修复和再生中得到广泛的应用。


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Mohanraj B, Duan G, et al. Mechanically Activated Microcapsules for “On-Demand” Drug Delivery in Dynamically Loaded Musculoskeletal Tissues. Advanced Functional Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adfm.201807909

https://doi.org/10.1002/adfm.201807909

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