顶刊动态｜Nature子刊/JACS/AM等一周中国学术进展汇总【第47期】

国内周报第47期摘要：中科院福建物质结构研究所提出将金属有机骨架整合到电化学介电薄膜的新方法；燕山大学首次设计并合成一种新型抗肿瘤体系；中科院化学所设计出可捕获和释放癌细胞的智能水凝胶薄涂层；中科院化学所提出复合水凝胶转化为硬度高、恢复快的双网络水凝胶的通用方法；华东师范大学用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和无机沸石前体的自组装制备多级孔道沸石分子筛催化剂；中科院化学所通过狄尔斯-阿尔德点击反应制备功能化的石墨烯；厦大和清华提出卤素对形成双金属纳米簇的影响并确定了Au80Ag30l双金属纳米簇的全部结构；西北农林科技大学实现了糖-纳囊（Lac-SS-DCM）的自组装。

1、中科院福建物质结构研究所提出将金属有机骨架整合到电化学介电薄膜的新方法

就功能器件的使用而言，将多孔金属有机骨架整合到到材料的表面，是气体传感和柔性显示器件领域里新兴的一种很有前景的方法。然而，集中在电子器件潜在应用方面的研究却刚刚起步，经验不足。

近日，中科院福建物质结构研究所等的科研人员提出了一种将可渗透的结晶有机配合物骨架薄膜通过控温原位电化学组装沉积在导电的阳极金属板上的方法。该方法简单易行，材料表面的纳米结构以及薄膜的厚度和均匀性通过该方法都得到了很好的调控。更重要的是，和传统的有机、无机材料相比，用该方法制备的薄膜表现出的介电性能有所提高。中科院福建物质结构研究所的这项研究成功地对导电支撑物上的有机金属骨架薄膜进行了合理设计，提高了薄膜的介电性能。

文献链接：Integration of metal-organic frameworks into an electrochemical dielectric thin film for electronic applications（Nature Communications，2016，DOI: 10.1038/ncomms11830）

2、燕山大学首次设计并合成新型抗肿瘤体系

近日，来自燕山大学的科研人员首次设计并合成了一种基于具有光热作用、对PH有相应的靶向纳米载体的新型抗肿瘤体系。该体系中的纳米载体是一种通过壳聚糖调节的涂覆齐墩果酸脂质体的金纳米球壳（GNOLs）。GNOLs呈现出均匀的球形结构（172.03 nm），Zeta电位为（20.7 ± 0.4 mV），很容易在肿瘤中积累。同时，GNOLs 在PH为7.4时能可控的、并以很慢的速率释放齐墩果酸，而在PH为5.5时，则以较快的速率释放齐墩果酸，这对肿瘤药物的释放非常有利。

在近红外光的照射下，活化的金纳米球壳产生过高热来发挥光热治疗的作用。光热作用通过激活脂质体的凝胶态向液晶态的相变引发载体释放药物。这种近红外激发的药物释放激活简单、有选择性，其部分原因是光的空间和时间可控性。和对齐墩果酸的其他设计构思相比，用近红外照射GNOLs 在体内和体外都实现了更为理想的抗肿瘤效果。因此，燕山大学的这种抗肿瘤体系在光热化疗抗肿瘤治疗中表现出极大的前景。

文献链接：Combined Near Infrared Photothermal Therapy and Chemotherapy Using Gold Nanoshells Coated Liposomes to Enhance Antitumor Effect（Small，2016，DOI: 10.1002/smll.201503961）

3、中科院化学所设计出可捕获和释放癌细胞的智能水凝胶薄涂层

为了能通过即时调节疏水性和形貌来有效捕获和按需释放靶向癌细胞，近日，中科院化学所等的研究人员设计出很薄的智能水凝胶涂层，该涂层能对环境温度有响应。当温度高于低临界溶解温度时，该水凝胶表面是疏水的、褶皱的，对靶向癌细胞的捕获能力增强；而当温度低于低临界溶解温度时，该水凝胶涂层表面则是亲水的，此时，褶皱消失，捕获的靶向癌细胞被释放。而且，智能水凝胶涂层对一些特定的细胞表现出极好的选择性，这将为体内肿瘤细胞的检测提供一定的平台。最重要的是，上述过程对细胞几乎没有伤害，对个体化治疗来说，这非常有利于后续的细胞培养和单个细胞分析。构造很薄的智能水凝胶涂层这种新颖的构思对先进智能生物界面的设计有一定的启发作用。

文献链接：Smart Thin Hydrogel Coatings Harnessing Hydrophobicity and Topography to Capture and Release Cancer Cells（Small，2016，DOI: 10.1002/smll.201601275）

4、中科院化学所提出复合水凝胶转化为硬度高、恢复快的双网络水凝胶的通用方法

水凝胶由于具有三维交联结构和可调节的物理化学性质，而被广泛应用于农业抗旱、污染治理以及药物供给系统和组织工程中。水凝胶的固有缺点是机械强度低，而这极大地限制了其应用，特别是在诸如肌腱、软骨、韧带这种僵硬而结实又耐冲击的承重软组织中的应用。

近日，中科院化学所的科研人员报道了一种构建混合的聚丙烯酰胺-壳聚糖双网络（PAM-CS CN）的简便易行的方法。该方法用NaOH 和NaCl溶液对PAM-CS复合物进行简单的处理后逐渐生成CS微晶和链交叉物理网络。混合双网络水凝胶拉伸强度大，硬度高，承重能力好，防撞性能显著。不同的碱溶液和盐溶液都可以用做浸泡介质来构建CS物理网络，而且，这种浸泡的方法也适用于通过结合CS物理网络和不同的共价网络来制备各种CS混合双网络水凝胶。这种通用的方法将为可应用于防污染材料、药物供给、生物成像和组织工程的多种类、多功能双网络水凝胶开辟新道路。

文献链接：A Universal Soaking Strategy to Convert Composite Hydrogels into Extremely Tough and Rapidly Recoverable Double-Network Hydrogels（Advanced Materials，2016，DOI: 10.1002/adma.201601742）

5、华东师范大学用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和无机沸石前体的自组装制备多级孔道沸石分子筛催化剂

用层状分子筛前体制备多级孔道沸石分子筛催化剂富有挑战性，但也极具前景。虽然对逐步合成的方法和在热液合成中使用复合表面活性剂来控制纳米沸石的组装进行了大量研究，但是，至今仍没有用简单的商业化的十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和无机沸石前体的自组装，通过热液合成的方法来制备多级孔道沸石分子筛催化剂的成功案例。从热力学和动力学的角度来看，用传统的合成方法很可能会造成相分离，因此很难兼顾简单表面活性剂的自组装和微孔骨架的生长。

近日，华东师范大学等的研究人员首次提出了通过溶解-重结晶的途径进行多层介孔分子筛ECNU-7P的热液合成。ECNU-7P由无机WMM纳米沸石和有机CTAB层以25 Å的层间距相互交替叠加而成。相应的二维1H−29Si固体核磁共振、X- 衍射、扫描电镜和电子衍射分析为理解自组装过程和结构演变过程中有机表面活性剂和无机骨架之间的主客体相互作用提供了分子层面的支持。

文献链接：Self-Assembly of Cetyltrimethylammonium Bromide and Lamellar Zeolite Precursor for the Preparation of Hierarchical MWW Zeolite（CHEMISTRY OF MATERIALS，2016，DOI: 10.1021/acs.chemmater.6b02155）

6、中科院化学所通过狄尔斯-阿尔德点击反应制备功能化的石墨烯

化学修饰是改变石墨烯性质的一种很有前景的方法。来自中科院化学所的科研人员设计了一二氢萘骨架为特征的顺式二烯体，并通过狄尔斯-阿尔德点击反应对石墨烯表面进行修饰。在非平面的分子结构中接入二烯体使得石墨烯和二烯体之间的狄尔斯-阿尔德反应快速进行（反应持续大概5min）。在室温下，将聚甲基丙烯酸甲酯石墨烯在顺二烯的羧基取代物溶液中进行简单的浸泡处理就可以得到亚微米级的图案化石墨烯。在更高的温度下进行反应可以进一步控制功能化程度。目前该研究的结果对理解的分子构型对石墨烯功能化过程的影响有重要作用，而且该项研究也为石墨烯的功能化提供了有效易行的方法。

文献链接：Click and Patterned Functionalization of Graphene by Diels−Alder Reaction（JACS，2016，DOI: 10.1021/jacs.6b02209）

7、厦大和清华提出卤素对形成双金属纳米簇的影响并确定了Au80Ag30l双金属纳米簇的全部结构

在原子水平上确定金属纳米簇的有序化结构对纳米材料的基本研究有极其重要的作用。一些体积较小的金属纳米簇已经被分离出来，并通过X-单晶衍射进行了结构表征。而体积较大的纳米簇则被认为是小纳米簇向纳米颗粒转化的过渡态。目前，较大的纳米簇的结构确定仍是科研人员面临的一个挑战。

近日，厦门大学和清华大学的科研人员确定了一种较大的双金属纳米簇的全部结构。这是迄今为止成功进行结构表征的最大双金属纳米簇。该双金属簇的110个院子分布在Au6@Au35@Ag30Au18@Au21的四个同中心的区域中，形状如同俄罗斯娃娃。清华大学的这项研究还表明纳米簇表面的卤素配体对形成体积较大的金属纳米簇至关重要，在设计和制备金属纳米簇时应该充分考虑卤素的影响。

文献链接：Chloride-Promoted Formation of a Bimetallic Nanocluster Au80Ag30 and the Total Structure Determination（JACS，2016，DOI: 10.1021/jacs.6b04471）

8、西北农林科技大学实现了糖-纳囊（Lac-SS-DCM）的自组装

近日来自西北农林科技大学的研究人员通过对两性的乳糖衍生物进行合理的设计实现了糖-纳囊（Lac-SS-DCM）的自组装。该两性乳糖衍生物的特点是具有表面电位，二硫键以及活化DCM近红外探针。由于二硫键的作用Lac-SS-DCM被谷胱甘肽解组装，同时激活近红外探针，这就使得载药纳囊能够用于癌细胞治疗（因为癌细胞中谷胱甘肽含量较高），并对药物释放进行实时监测。而且，Lac-SS-DCM的HepG2靶向能力优异，抗癌疗效更好，副作用小。作为一种多功能的药物供给化合物，糖-纳囊具有靶向、成像、监测以及药物释放可控等优点，可以通过在纳囊表面嵌入不同的靶向实体来实现不同肿瘤细胞的成像，因此，可能会在癌症的诊断和治疗有所应用。

文献链接：Glyco-Nanovesicles with Activatable Near-Infrared Probes for Real- Time Monitoring of Drug Release and Targeted Delivery（CHEMISTRY OF METERIALS，2016，DOI: 10.1021/acs.chemmater.6b01857）

以上我们列举的仅为过去一周内（6.8-6.15）我国先进材料研究的最新进展的代表。整理过程中难免存在疏忽，还望各位读者谅解并诚挚欢迎大家提出意见/建议，或推荐最新的国内材料研究新闻线索给我们：tougao@cailiaoren.com。

本期周报由国内材料周报小组以亦撰写，材料牛编辑整理。