浙大Nature Photonics，清华Nat. Commun.，武大Chem丨顶刊日报20190623

1. Nature Photonics：层状钙钛矿(NH₄)₃Bi₂I₉单晶的高灵敏度X射线探测器

低阈值的X射线辐射的有效检测对于许多医疗和工业应用是必不可少的。三维（3D）有机-无机卤化物和双钙钛矿已被证明适用于直接X射线检测。然而，3D钙钛矿X射线探测器的灵敏度和稳定性受到离子运动的限制，并且仍然需要开发具有高灵敏度和低检测限且稳定的X射线探测器。新兴的低维钙钛矿具有良好的光电性能，具有良好的内在稳定性和减少的离子迁移。浙江大学Yang (Michael) Yang团队二维钙钛矿（NH₄)₃Bi₂I₉器件具有独特的各向异性X射线检测性能，具有不同的晶向，有效抑制离子迁移，检测限低55 nGyair s-1。该研究将激发新的策略，通过利用2D层状钙钛矿或钙钛矿类材料来实现高性能X射线探测器，而不需要有毒元素。

Highly sensitive X-ray detector made oflayered perovskite-like (NH4)3Bi2I9 single crystal with anisotropic response.Renzhong Zhuang, Xueji Wang, Wenbo Ma, Yuhao Wu, Xu Chen, Longhua Tang, HaimingZhu, Jiyong Liu, Lingling Wu, Wei Zhou, Xu Liu & Yang (Michael) Yang. NaturePhotonics, 2019.

DOI: 10.1038/s41566-019-0466-7

https://www.nature.com/articles/s41566-019-0466-7

2. Nature Commun.：氧化石墨烯使长期的酶催化酯交换反应成为可能

气相中的酶催化反应由于其自身的局限性，在工业生产中还未得到广泛的应用。有鉴于此，清华大学刘铮教授等人报道了一种富含羟基的氧化石墨烯(GO)气凝胶，可以提供类似水的微环境，实现在无水气流中保持酶的活性和稳定性。氧化石墨烯气凝胶中固定化脂肪酶的活性是冻干脂肪酶粉体的5 - 10倍，在气相中催化香叶醇和乙酸乙烯酯发生酯交换反应，酶的初始活性可以保持500h以上。固太圆二色性测试证实了脂肪酶在气凝胶中可以保持其固有构象，热重分析表明氧化石墨烯表面羟基取代了对脂肪酶活性至关重要的水分子。该方法在其它两种不同结构的脂肪酶中同样具有应用前景，有望在气相酶催化中实现广泛的应用。

Weina Xu, Zhongwang Fu, Gong Chen, Zheyu Wang,Yupei Jian, Yifei Zhang, Guoqiang Jiang, Diannan Lu, Jianzhong Wu & ZhengLiu.  Graphene oxide enabled long-term enzymatic transesterificationin an anhydrous gas flux. Nature Communications. 2019

DOI：10.1038/s41467-019-10686-z

https://www.nature.com/articles/s41467-019-10686-z

3. JACS：铜交换沸石中Cu二聚体催化甲烷部分连续氧化制甲醇

铜交换的沸石在低温条件下仅利用氧和水就可以连续选择性地催化甲烷部分氧化为甲醇，但其活性位点的成因和性质目前尚不清楚。近日，麻省理工学院Yuriy Román-Leshkov团队研究发现该反应是由一个[Cu-O-Cu]²⁺结构催化的，该结构是在SSZ-13沸石笼内通过假设的质子辅助扩散的水合铜离子形成的。虽然不同的Cu构型可能存在并对甲烷氧化具有活性，但二聚体Cu结构是甲烷选择性部分氧化的主要活性位点。CH₄的活化过程第一步是C-H键的切断，从而形成一个表面结合的C₁中间体，该中间体既可以在H₂O/H⁺的存在下被解吸为甲醇，也可以被气相O₂完全氧化为CO₂。提高的甲烷和水的分压和使用高铝低铜的沸石使得尽可能多的生成Cu二聚体结构可以提高甲烷部分氧化选择性。

Kimberly T. Dinh, Mark M. Sullivan, Yuriy Román-Leshkov*, et al. Continuous Partial Oxidation of Methane toMethanol Catalyzed by Diffusion-Paired Cu Dimers in Copper-ExchangedZeolites. J. Am. Chem. Soc., 2019

DOI: 10.1021/jacs.9b04906

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b04906

4. Angew：中性有机强电子给体具有催化作用

中性有机强电子给体(SEDs)显示出惊人的还原能力，但迄今为止，还没有把它们用于催化自由基链反应。这是因为，在电子转移之后，这些供体形成稳定的自由基阳离子，从而捕获底物衍生的自由基。有鉴于此，英国斯特拉斯克莱德大学John Murphy等人提出了一种关于强电子给体新方法，克服了这一问题，获得了第一个具有催化作用的中性有机强电子给体。

JohnMurphy，Simon Rohrbach，RushabhS. Shah，Tell Tuttle. CatalySED! Neutral Organic SuperElectron Donors Made Catalytic. Angew. Chemie. Int. Ed., 2019

DOI：10.1002/anie.201905814

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201905814

5. Angew：FA⁺和Cs⁺离子增强二维钙钛矿太阳能电池的电荷传输

有机-无机杂化二维（2D）钙钛矿（n≤5）由于优异的稳定性和光电性质而最近引起了极大的关注。通常，2D钙钛矿含有单阳离子（MA⁺或FA⁺）。美国国家可再生能源实验室Kai Zhu团队首次报道使用MA⁺，FA⁺和Cs⁺的混合阳离子制造2D钙钛矿（n = 5）。采用这些三种阳离子可以形成光滑，致密的钙钛矿薄膜，而且具有更大的晶粒尺寸和更少的晶界。得到的钙钛矿在三阳离子2D钙钛矿太阳能电池（PSC）中也表现出更长的载流子寿命和更高的导电性。与用单阳离子的PSC相比，具有三阳离子的2D PSC的效率（PCE）提高了80％以上（从7.80％到14.23％）; PCE也高于基于二元阳离子（MA⁺-FA⁺或MA⁺-Cs⁺）2D结构的PSC。

Zhu,K. , Gao, L. , Zhang, F. , Chen, X. , Xiao, C. , Larson, B. , Dunfield, S. andBerry, J. (2019), Enhanced Charge Transport by Incorporating Formamidinium andCesium Cations for Two‐Dimensional Perovskite SolarCells. Angew. Chem. Int. Ed..

Doi:10.1002/anie.201905690.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201905690

6. Chem综述：新型高能量密度钠金属电池的发展与展望

新兴的钠金属电池凭借着其高能量密度、低成本以及在规模储能领域的应用前景而得到了广泛的关注。钠金属电池的机理研究与性能优化无论对于基础研究还是实际应用都十分重要。在本文中，武汉大学曹余良教授对包括Na-O₂、Na-CO₂、Na-SO₂以及室温Na-S电池等体系在内的多种电化学体系的储钠机理、性能优化策略以及发展前景等进行了概括总结。文章强调了发展金属钠电池的重要性并为解决金属钠负极所面临的问题提出了可行的解决方案。文章最后结合当前的研究成果从正极设计和负极保护等方面为金属钠电池在未来的发展指明了方向。

Yunxiao Wang, Yuliang Cao et al, Developmentsand Perspectives on Emerging High-Energy-Density Sodium-Metal Batteries, Chem,2019

DOI: 10.1016/j.chempr.2019.05.026

https://www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(19)30236-0?rss=yes

7. AM：层状纳米球结构解决高比能锂电池负极中的体积膨胀问题

由于传统石墨负极的理论比容量较低，因此使用高容量负极材料来克服能量密度的限制已经吸引了众多关注。到目前为止，研究人员已经通过多种应力控制策略（尺寸依赖策略、自由体积控制、表面包覆等）有效缓解了锂电池负极材料在锂化过程中的巨大体积膨胀带来的诸多问题。然而，可以替代石墨的可供商品化的负极材料仍然尚未浮出水面。

在本文中，韩国蔚山现代国家科技研究所的Sung Youb Kim与Jaephil Cho等报道了一种使用层状纳米球硅负极的新型应力管理策略。他们在各种气氛条件下采用一锅化学气相沉积手段合成了由层厚度小于20nm的SiO_X/Si/SiO_X/C层封装的50nm的Si纳米球。他们发现在这种复合材料中SiO_X处在Si层之间能够充当应力控制中间层，同时能够抑制负极表面的体积变化并促进循环过程中稳定SEI膜的形成。由这种纳米球/石墨混合负极和LiCoO₂正极构成的的全电池在101次循环后达到2440.2 Wh/kg的平均能量密度（比传统石墨高1.72倍），容量保持率为80%。

Jaekyung Sung, Sung Youb Kim, Jaephil Cho et al, Fabrication ofLamellar Nanosphere Structure for Effective Stress‐Management in Large‐Volume‐Variation Anodes of High‐Energy Lithium‐Ion Batteries, Advanced Materials, 2019

DOI: 10.1002/adma.201900970

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201900970?af=R

8. AM：免疫金聚焦离子束扫描电镜用于剖析细胞-环境之间的相互作用

容积成像技术能够在纳米级分辨率下将结构和功能信息相关联起来，这对于了解复杂的生物系统中细胞过程来说是十分必要的。聚焦离子束扫描电子显微镜(FIB-SEM)可以对超微结构进行体积研究。然而，它却不能提供同等分辨率的生物分子信息。帝国理工学院Molly M. Stevens教授团队将免疫金聚焦离子束扫描电镜(immunogold FIB-SEM)技术与原位聚焦离子束扫描电镜(FIBSEM)成像技术相结合，从而实现了对超微结构和生物分子信息的同步空间映射。实验成功地将该方法应用于研究两种不同的细胞材料系统，证明了immunogold FIB-SEM在解决细胞生物学、生物材料和再生医学等领域的问题时具有广泛的适用性。

SahanaGopal, Molly M. Stevens. et al. Immunogold FIB-SEM: Combining Volumetric Ultrastructure Visualization with 3D Biomolecular Analysis to Dissect Cell–Environment Interactions. Advanced Materials. 2019

DOI:10.1002/adma.201900488

https://doi.org/10.1002/adma.201900488

9. ACS Nano：纳米佐剂原位组装的肿瘤疫苗用于防止肿瘤复发

虽然免疫检查点抑制剂已经成为癌症治疗的一个重大突破，但单一治疗往往效果不足。国立首尔大学Gayong Shim团队和Yu-Kyoung Oh教授团队合作报告了一种免疫检查点抑制剂修饰的纳米颗粒用于原位组装形成肿瘤疫苗，它可以激活肿瘤微环境中的免疫系统以防止肿瘤复发。

实验通过将咪喹莫特(IQ)包埋于对光响应的聚多巴胺纳米颗粒中，制备了负载佐剂的纳米颗粒(IQ/PNs)。随后IQ/PNs的表面被修饰上抗PDL1抗体(PDL1Ab-IQ/PNs)来与灭活的肿瘤细胞和PDL1进行原位组装。IQ/PNs表面的抗PDL1抗体可以提高纳米粒子与过表达PDL1的CT26癌细胞的结合作用，因此在近红外(NIR)光照射下，经PDL1Ab-IQ/PNs处理的细胞会产生更强的光热抗癌作用。

为了模拟肿瘤微环境，研究将骨髓来源的树突状细胞与经过不同处理的CT26细胞共培养。研究表明，被NIR光灭活并结合了PDL1Ab-IQ/ PNs的CT26细胞可以最好地诱导树突状细胞的成熟。实验在CT26荷瘤小鼠体内单次静脉注射不同纳米颗粒制剂后发现，PDL1Ab-IQ/PNs具有比未修饰的纳米颗粒更好的肿瘤积累效果，且在近红外光照射下可实现肿瘤消除。而除了原发性肿瘤之外，PDL1Ab-IQ/PNs也能完全阻止远处继发性CT26肿瘤的生长，小鼠生存率可达100%，最长可存活150天。长期研究表明，PDL1Ab-IQ/PNs联合近红外光辐射治疗可以在首次接种肿瘤150天后有效地抑制CT26肿瘤的生长。

Quoc-VietLe, Gayong Shim, Yu-Kyoung Oh. et al. In Situ Nanoadjuvant-Assembled TumorVaccine for Preventing Long-Term Recurrence. ACS Nano. 2019

DOI: 10.1021/acsnano.9b02071

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b02071

10. Adv. Sci.：T细胞膜纳米粒子利用生物正交靶向和免疫识别技术增强光热治疗

由于T细胞表面存在特异性免疫识别受体，它们的膜有望成为一种高效的纳米载体来将药物递送到肿瘤病灶。然而，由于肿瘤内部的异质性，这种单一的靶向策略往往效率不足。而叠氮(N₃)或双环[6.1.0]壬炔(BCN)改性的非天然糖可以作为人工受体成功地结合到各种肿瘤细胞的表面糖基中，这也有望克服单一靶向策略的不足。

中科院深圳先进技术研究院郑明彬博士、蔡林涛教授和广东医科大学李宝红教授团队合作构建了N₃标记的T细胞膜(N3-TINPs)包裹的吲哚菁绿纳米粒(INPs)，它可以通过免疫识别和生物正交化学作用来特异性地靶向肿瘤上的天然抗原和BCN人工受体。结果表明，注射了N₃-TINPs的小鼠的肿瘤的荧光强度是注射单纯TINPs的小鼠的1.5倍。并且肿瘤内积累的N₃-TINPs也可显著提高光热治疗效果，同时有效降低不良的副作用反应。 

YutongHan, Mingbin Zheng, Baohong Li, Lintao Cai. et al. T Cell Membrane MimickingNanoparticles with Bioorthogonal Targeting and Immune Recognition for EnhancedPhotothermal Therapy. Advanced Science. 2019

DOI:10.1002/advs.201900251

https://doi.org/10.1002/advs.201900251

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