顶刊动态 | EES/AM/JACS等材料前沿一周中国科研成果精选【第61期】

18734575340 8年前 (2016-09-25) 5833浏览

本期精选预览：Adv. Funct. Mater. 浙江大学：Au修饰碳管阵列作为高性能Li-O2电池的无粘结剂催化阴极；Adv. Mater. 浙江大学：具1.97V高开路电压的无富勒烯串联有机太阳能电池；Angew. Chem. Int. Ed. 中科院烟台海岸带研究所：可用作电位测定生物传感器的三维折纸型纸基设备；Nano Lett. 河南大学等：卟啉纳米颗粒的形貌控制合成和金属化增强光催化性能；ACS Nano 国家纳米科学中心：通过调控纳米颗粒核的大小及配体结构得到具有抗菌活性的两性离子型纳米颗粒；Adv. Mater. 清华大学：通过框架精确引导两性分子；Energ. Environ. Sci. 北京航空航天大学：一种新型的SnSe热电材料；Nano Lett. 上海大学：纳米器件中同轴碳纳米管负热泳。

1、Adv. Funct. Mater. Au修饰碳管阵列作为高性能Li-O2电池的无粘结剂催化阴极

图1 Ni基底上Au@CST的制备图示及Au@CST内部Li2O2的生长图示

浙江大学的谢健（通讯作者）和新加坡科技设计大学的Hui Ying Yang（通讯作者）等人通过破碎碳亚微米管（CST）阵列，用Au纳米颗粒在其内壁修饰方法，设计出新型催化阴极。Au纳米颗粒的引入不仅提高了电极电导率，还提供了催化位点，可指引CST内部的薄层Li2O2适度成长。将其应用在Li-O2电池中，电池也具备着良好的倍率特性和较长的循环寿命。

文献链接：Au-Decorated Cracked Carbon Tube Arrays as Binder-Free Catalytic Cathode Enabling Guided Li2O2 Inner Growth for High-Performance Li-O2 Batteries（Adv. Funct. Mater.，2016，DOI：10.1002/adfm.201603088）

2、Adv. Mater. 具1.97V高开路电压的无富勒烯串联有机太阳能电池

图2 串联电池及各材料的能量水平图示

浙江大学的李昌治（通讯作者）和陈红征（通讯作者）等人利用P3HT:SF(DPPB)4 and PTB7-Th:IEIC块体异质结分别作为首尾单元，首次制备出小分子无富勒烯的串联有机太阳能电池（OSCs）。该电池的能量转换效率可达8.48%，并实现极高的开路电压—1.97V，这是目前为止已报道的高效串联OSCs中最高的电压值。

文献链接：Nonfullerene Tandem Organic Solar Cells with High Open-Circuit Voltage of 1.97 V（Adv. Mater.，2016，DOI：10.1002/adma.201603518）

3、Angew. Chem. Int. Ed. 可用作电位测定生物传感器的三维折纸型纸基设备

图3 3D折纸型纸基电位计原理图

中科院烟台海岸带研究所的秦伟（通讯作者）等人制备出一款三维的折纸型纸基设备，并将一个固态接触离子选择性电极与全固态的参比电极相结合。这个设备通过将纸在不同区域间浸透于适当的生物受体和报告试剂中制备出。并通过折叠或展开纸的结构，可实现对不同电势的生物测定。同时，这款设备还能以简单、便捷和低成本的方式实现对一些蛋白类小分子进行电位生物感测。

文献链接：A Three-Dimensional Origami Paper-Based Device for Potentiometric Biosensing（Angew. Chem. Int. Ed.，2016，DOI：10.1002/anie.201606268）

4、Nano Lett. 卟啉纳米颗粒的形貌控制合成和金属化增强光催化性能

图4 自组装卟啉的紫外吸收光谱

河南大学的白峰（通讯作者）和新墨西哥大学的 Hongyou Fan（通讯作者）等用具有光学活性的卟啉作为功能结构单元，通过表面活性剂辅助的界面自组装过程合成了功能纳米颗粒。这种自组装过程依赖于各个卟啉单元之间的特定相互作用，比如π−π堆积、金属化作用。根据动力学条件和表面活性剂的不同，相应的纳米颗粒结构表现出一维到三维的表面形貌。该研究中合成的纳米颗粒具有稳定的单晶结构、纳米多孔骨架及光催化活性。

文献链接：Morphology-Controlled Synthesis and Metalation of Porphyrin Nanoparticles with Enhanced Photocatalytic Performance（Nano Lett.，2016，DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b03135）

5、ACS Nano：通过调控纳米颗粒核的大小及配体结构得到具有抗菌活性的两性离子型纳米颗粒

图5 两性离子型纳米颗粒和菌膜之间的相互作用机理示意图

国家纳米科学中心的梁兴杰（通讯作者）和马萨诸塞大学的Vincent M. Rotello（通讯作者）等人通过调节纳米颗粒粒径及表面电荷分布，实现了两性离子型金纳米颗粒的高效选择抗菌活性。选择粒径为2，4，6nm的金纳米颗粒作为核，随着粒径的增加抗菌效率提高。通过控制配体结构，抗菌效率得到进一步提高，从而得到了低溶血性的抗菌纳米颗粒。该研究表明粒径及表面结构对纳米材料的生物活性有重要影响。

文献链接：Fully Zwitterionic Nanoparticle Antimicrobial Agents through Tuning of Core Size and Ligand Structure（ACS Nano，2016，DOI: 10.1021/acsnano.6b04207）

6、Adv. Mater. 通过框架精确引导两性分子2D纳米片的自组装

图6 通过框架引导两性分子的2D自组装