1. Nature Commun.：室温下转化气态CO₂，制成碳电池！

负碳排放技术对于维持未来气候的稳定至关重要，但CO₂的气体形态给这一温室气体的长期封存带来了困难。虽然很多研究都专注于将CO₂还原成高附加值产品（如化学原料和燃料），但这些方法无法实现永久性碳捕捉（因为合成的燃料只会被用来燃烧）。

近日，澳大利亚新南威尔士大学的Kourosh Kalantar-Zadeh、墨尔本皇家理工大学的Torben Daeneke、新南威尔士大学的Dorna Esrafilzadeh和同事研发了一种液态金属电催化剂，可以在室温下将气态CO₂直接转化为含碳固体。这一液态金属催化剂基于无毒镓合金，能防止结焦（即固碳吸附于催化剂表面，降低催化剂的活性）。作者随后将收集得到的固体产物制成超级电容器，该超级电容器未来有望成为轻量级电池材料。作者指出，此前的碳纳米材料制备方法通常需要几百摄氏度的高温，而他们研发的技术可以帮助降低CO₂转化的高能耗需求。作者认为该方法有望成为可行的负碳排放技术。

Esrafilzadeh D, et al. Room temperature CO₂ reduction to solid carbon species on liquid metals featuring atomically thin ceria interfaces. Nature Communications, 2019.

DOI: 10.1038/s41467-019-08824-8

https://www.nature.com/articles/s41467-019-08824-8#auth-1 

2. 美国阿贡国家实验室Nature Commun.：催化难题被攻破，超低温氧化脱氢

开发高效，经济且选择性好的催化剂用于氧化脱氢反应是当前工业生产中的一大难题。目前，用于氧化脱氢反应的催化剂均需要苛刻的反应条件，其反应温度一般在400 ^oC以上。近日，美国阿贡国家实验室的Larry A. Curtiss教授和Stefan Vajda教授报道了两种超小的(CoO)_x作为催化剂，分别记为Co₄和Co₂₇，它们可以在低温下实现了环己烷的氧化脱氢。

研究表明，该催化剂在100 ^oC时便可以高效催化环己烷的氧化脱氢；通过调控O₂与环己烷的比例，成功获取高选择性的氧化脱氢产物。理论研究表明，催化活性的中心为Co，它们自身的氧化性大幅降低了环己烷的结合能，使其在低温下顺利脱附。

Lee S, Halder A, Ferguson G A, et al. Subnanometer cobalt oxide clusters as selective low temperature oxidative dehydrogenation catalysts. Nature Communications, 2019.

DOI: 10.1038/ s41467-019-08819-5

https://www.nature.com/articles/s41467-019-08819-5

3. Nature Commun.：研究新进展！卤化铅钙钛矿实现连续波放大自发发射

连续波（CW）激发下的持续受激发射是开发激光增益介质新型半导体材料的先决条件。虽然杂化的有机无机卤化铅钙钛矿具有作为光学增益介质的潜能引起了很多关注，但室温CW产生激光尚未能实现。近日，德国卡尔斯鲁厄理工学院的Uli Lemmer研究团队在这方面取得重大进展，研究人员在温度120 K条件下，在相稳定钙钛矿中实现了CW放大自发辐射（ASE）。在进行低温冷却时，相稳定的钙钛矿可以保持其室温相，并且在较高温度下可能维持CW产生激光。研究者还发现，在80 K时，CW ASE的阈值水平为387 W cm^-2。同时，单一相的钙钛矿薄膜可以通过进一步优化材料质量来维持CW受激发射。

Philipp B, et al. Continuous wave amplified spontaneous emission in phase-stable lead halide perovskites. Nature Communications, 2019.

DOI: 10.1038/s41467-019-08929-0

https://www.nature.com/articles/s41467-019-08929-0

4. 哈佛大学医学院Nature Commun.：光触发靶向的纳米颗粒治疗脉络膜新生血管

脉络膜的血管新生(CNV)是湿性老年眼底黄斑变性(AMD)的主要致盲原因。目前的治疗方法需要进行重复的玻璃体内注射，这是非常痛苦的并且可能导致感染，出血，和视网膜脱落。哈佛大学医学院Weiping Wang团队开发了一种可以静脉注射，光触发靶向病变的局部脉络膜并递送药物的纳米材料(NP-[CPP])。

NP-[CPP]是由细胞穿透肽(CPP)修饰的PEG-PLA链组成，而光裂解基团DEACM附着在CPP上，可以抑制细胞对NP-[CPP]的摄取。蓝光照射后可使DEACM从CPP中分离出来，使CPP从NP核迁移到表面并使其具有活性。在激光诱导的CNV小鼠模型实验中发现，静脉注射NP-[CPP]并结合对眼部的照射可使得NP在新生血管病变中积累。而进一步负载阿霉素后，NP-[CPP]可以作为药物递送系统来显著降低眼部新生血管病变的大小。

Wang Y F, Liu C H, et al. Intravenous treatment of choroidal neovascularization by photo-targeted nanoparticles. Nature Communications, 2019.

DOI: 10.1038/s41467-019-08690-4

https://doi.org/10.1038/s41467-019-08690-4

5. 林文斌JACS：钛基纳米金属有机骨架用于I类光动力治疗

纳米金属有机骨架(nMOFs)具有较高的光敏剂负载效率，活性氧(ROSs)易扩散性以及良好的生物降解性等优点，在光动力治疗(PDT)领域具有很好的应用潜力。然而，目前在PDT中对nMOFs的探索仍然局限于依赖氧的II型机制。芝加哥大学林文斌教授团队报道了一种新的耐乏氧的I型PDT nMOF材料Ti-TBP。在光辐照下，Ti-TBP不仅可以使敏化单线态氧的产生，而且可以将电子从受激发的TBP*物种转移到Ti⁴⁺基结构单元上，形成TBP^•+配体和Ti³⁺中心来对产生的超氧化物、过氧化氢和羟基自由基进行传播扩散。结果证明，Ti-TBP介导的PDT可以产生4种不同的ROSs，具有良好的抗癌效果，可以实现98%的肿瘤消退和60%的治愈率。

Lan G X, Ni K Y, et al. Titanium-Based Nanoscale Metal-Organic Framework for Type I Photodynamic Therapy. Journal of the American Chemical Society, 2019.

DOI: 10.1021/jacs.8b13804

https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.8b13804

6. 裴坚JACS：首例！！！可调节能级的有机半导体合金问世

连续带结构调整，例如掺杂不同的原子，是无机半导体最重要的特征之一。然而，这在有机半导体中很难实现。北京大学裴坚联合多家研究机构第一次报道了通过将结构相似的衍生物合金化为单相来微调有机半导体带结构。

通过在主链的不同位置引入卤素原子，获得具有互补的分子内或分子间电荷分布的BDOPV衍生物。为了使库伦引力的相互作用最大化，并使排斥相互作用最小化，它们在单组分或合金单晶中形成反平行的共面堆积，从而产生有效的π轨道重叠。受益于自组装诱导的固态“烯烃复分解”反应，首次观察到三种BDOPV衍生物在一个单晶中共结晶。具有不同能级的分子像无机半导体中的掺杂剂一样起作用。因此，随着卤素原子总数的增加，合金单晶的最高占据分子轨道（HOMO）在-5.94至-6.96 eV范围内单调递减，以及最低未占分子轨道（LUMO）水平从-4.19降至-4.48 eV。

Dou J-H, et al. Organic Semiconducting Alloys with Tunable Energy Levels. Journal of the American Chemical Society, 2019.

DOI: 10.1021/jacs.8b13471

https://doi.org/10.1021/jacs.8b13471

7. 胡良兵 EES：超小Ru纳米颗粒助力Li-CO₂电池，容量高达1000 mAh g^-1

新兴的Li-CO₂电池既可以减少“温室效应”又可以利用大气中丰富的二氧化碳用于储能。但由于存在循环性能差、库仑效率低等问题严重阻碍了该电池的进一步发展应用。如何设计和制造高效的正极材料是提高电池性能的关键因素之一。马里兰大学的胡良兵教授课题组报道了一种瞬时原位合成的超细Ru纳米颗粒，该颗粒分散在具有三维交联结构的活性炭纳米纤维上作为正极材料，这为开发改进Li-CO₂电池和其他可再生能源存储设备提供了一种新型的策略。

研究发现，该复合电极材料具有相互交联的通道、丰富的孔洞、超小纳米颗粒和高结晶度结构，促进了CO₂的扩散和电解质的渗透，促进了Li-CO₂电池放电产物的催化分解；具有出优良的循环性能，容量高达1000 mA h g^-1；该电极在电流密度为0.1 A g^-1的条件下，循环50次后显示出1.43 V较低的过电位；在电流密度分别为0.8和1.0 A g^-1时，可以实现1.79和1.81 V的低过电位。说明纳米碳纤维上的Ru纳米颗粒对Li和CO₂的反应具有良好的催化性能。

Qiao Y, Xu S, Liu Y, et al. Transient, in situ Synthesis of Ultrafine Ruthenium Nanoparticles for a High-rate Li-CO₂ Battery. Energy & Environmental Science, 2019.

DOI: 10.1039/C8EE03506G

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/ee/c8ee03506g#!divAbstract

8. 北大郭少军AM：超细PtNiM (M = Rh, Os, Ir)纳米线高效EOR

发展高活性高稳定性的乙醇氧化电催化剂用于乙醇燃料电池是近年来的研究热点。目前，Pt基乙醇氧化电催化剂存在低活性、高过电位、易被CO毒化等问题。有鉴于此，北京大学郭少军教授等多个团队合作，报道了一种超细PtNiM (M = Rh, Os, Ir)纳米线催化剂，该催化剂能高效催化甲醇/乙醇氧化（MOR/EOR），具有高的活性和抗CO毒化能力。经优化后的Pt₆₉Ni₁₆Rh₁₅纳米线MOR活性远高于Pt/C，且MOR/EOR起始还原电位比Pt/C低65/85 mV。DFT计算表明，Ni 3d和Rh 4d轨道的相互作用使得Pt 5d带阻塞是该催化剂具有高活性和高抗CO毒化能力的原因。

Zhang W, Guo S, et al. Ultrathin PtNiM (M = Rh, Os, and Ir) Nanowires as Efficient Fuel Oxidation Electrocatalytic Materials. Advanced Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adma.201805833

https://doi.org/10.1002/adma.201805833

9. Sargent最新AM：杂化金属卤化物钙钛矿的电-光调制！

在电信和数据网络互连中需要快速和有效地将电信号转换成光信号。非中心对称材料中的线性电-光（EO）效应提供了这种转换的途径。传统的无机EO材料使片上集成变得具有挑战性，而有机非线性分子受到热力学分子无序化的影响，降低了材料的EO系数。杂化金属卤化物钙钛矿可能潜在地结合无机材料（稳定的晶体取向）和有机材料（溶液处理）的优点。

近日，加拿大多伦多大学的Sargent研究团队研究了层状金属卤化物钙钛矿（PMA₂PbCl₄）的面内双折射和线性电-光响应。通过在PMA₂PbCl₄晶体表面上施加电场，发现了PMA₂PbCl₄中的线性EO效应，并确定其EO系数为1.40 pm V^-1。该工作首次发现在钙钛矿材料中的EO效应，同时也表明层状钙钛矿晶体在偏振光学和EO调制中有着潜在应用。

Gao Y, et al. Electro-Optic Modulation in Hybrid Metal Halide Perovskites. Advanced Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adma.201808336

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201808336

10. 刘生忠Nano Lett.：上转换纳米粒子也能提高钙钛矿太阳能电池的效率！

刘生忠联合多个课题组将核-壳结构的NaLuF₄：Yb，Er @ NaLuF₄上转换纳米粒子（UCNPs）合成好并整合到空穴传输层中，以改善无机钙钛矿太阳能电池的效率。器件的效率为15.86％。研究发现，电池中的UCNP主要作为散射中心，有利于通过结合散射和反射太阳光来延长太阳光路径，从而产生更多的光电流。本研究提出了一种新的见解，可以了解UCNP在PSC中的潜在机制，并通过光散射效应提供一种有前途的策略。

Liang L, et al. Optical Management with Nanoparticles for Light Conversion Efficiency Enhancement in Inorganic γ-CsPbI₃ Solar Cells. Nano Letters, 2019.

DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b04842

https://doi.org/10.1021/jacs.8b13109

11. ACS Energy Lett.：揭开三价金属离子掺杂对钙钛矿影响的面纱！

金属离子掺杂是精确调控钙钛矿纳米晶的光学和电学性质的有效方法。同样是三价的Bi³⁺和Ce³⁺离子掺杂对钙钛矿光电性能的影响差异巨大，而其中内在的机理还尚未有人研究。近日，沙特阿卜杜拉国王科技大学Omar F. Mohammed联合美国佐治亚理工学院Jean-Luc Brédas通过计算掺杂剂缺陷形成能量和电荷转变标准深入研究了该问题。Bi³⁺掺杂引入了深度陷阱态（反位Bi_Pb和空隙Bi_i），从而导致了PL荧光猝灭。而Ce³⁺掺杂剂通过反位Ce_Pb增强了CsPbBr₃晶格的有序性并丰富了导带边缘状态，从而增强了PL。该工作的研究结果不仅为三价金属离子掺杂效应的机理提供了新的物理见解，而且提出了一种新的控制掺杂缺陷态的策略，以改善钙钛矿纳米晶的光学性能。

Yin J, et al. Unlocking the Effect of Trivalent Metal Doping in All-inorganic CsPbBr₃ Perovskite. ACS Energy Letters, 2019.

DOI: 10.1021/acsenergylett.9b00209

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsenergylett.9b00209

12. AFM：化学燃烧法制备ZnO电子传输层构筑高效稳定的钙钛矿太阳能电池

近日，美国西北大学Antonio Facchetti等人通过化学燃烧法实现低温，溶液处理的ZnO电子传输层的制备（c-ZnO）。这种c-ZnO具有内在的钝化效应、高的结晶度、匹配的能级、理想的表面形貌、与钙钛矿层良好的化学兼容性。基于c-ZnO制备的钙钛矿太阳能电池最高效率达到19.84%，而基于传统溶液凝胶法制备的ZnO(Sol-gel ZnO)，器件效率仅为10%。该研究表明，低温处理和未改性的c-ZnO电子传输层是一种可行的制备高效率、稳定钙钛矿太阳能电池的方法。

Zhang D, et al. Combustion Synthesized Zinc Oxide Electron-Transport Layers for Efficient and Stable Perovskite Solar Cells. Advanced Functional Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adfm.201900265

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201900265