#一周国内材料科研#济南大学研究出用于测定胰岛素的新型生物传感器

国内周报第42期摘要：济南大学研究出用于测定胰岛素的新型生物传感器；中科院大连化学物理研究所研发出高效染料敏化太阳能电池电极；南开大学重点实验室提出高性能可充电锂离子电池设计新思路；中科院物理研究所开发出新型多层结构二维材料；浙江大学研发出由石墨烯量子点增强的MoS2/InP单层异构太阳能电池；复旦大学发现MnO2不同相间转换机理；浙江工业大学课题组实现分子筛膜中金属有机骨架转化。

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济南大学研究出用于测定胰岛素的新型生物传感器

随着时代的进步，生物医学材料的研究逐具规模，并有更大的发展空间。近些年国外研究中，英国纽卡斯尔大学科学家研发了可用于检测肿瘤蛋白以及耐药性MASA细菌的微型生物传感器。来自加州大学洛杉矶分校的研究者使用GeneFluidics开发的新型生物传感器来鉴定引起感染的特定革兰氏阴性菌，该结果表明利用微型电化学传感器芯片已经可以用于人临床样本的细菌检查。欧美国家陆续投入惊人巨资研究生物传感器，

不仅在国外，国内的研究在该方面也进展不断，近日，济南大学研究出一种基于电化学发光共振能量转移原理的生物传感器，用于测定胰岛素。他们以掺杂Pb-β-CD的金纳米粒子的金属有机框架作为电致化学发光的供体，CRuSi NPs作为受体进行制备。所制备的传感器检测胰岛素线性响应范围从每毫升0.1皮克至10纳克。表现出良好的稳定性与特异性。

不难预见，这个当今全球医学检测和快速分析技术的热点领域在不远的将来会有极为广阔的应用前景。

该成果发表于： ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES。

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中科院大连化学物理研究所研发高效染料敏化太阳能电池电极

对于催化剂设计而言，让其兼顾活性和稳定性一直都是一件颇具挑战的事情。

近日，来自中科院大连化学物理研究所研发出一种具有单一钴活性位点的石墨烯复合材料。他们发现以石墨烯为基底，将活性金属附着于氮原子上，如此构成的复合材料在作为敏化太阳能电池反电极时具有出众的活性和稳定性。因此他们合成一系列基于不同的金属（锰、铁、钴、镍、铜）的复合材料并进行表征。电化学测量结果表明，确定具有单一钴活性位点的复合材料性能最佳。

该成果发表于： Angewandte Chemie。

南开大学重点实验室提出高性能可充电锂离子电池设计新思路

近日，来自南开大学的研究团队针对高性能可充电锂离子电池提出了一种新的设计思路：他们利用一个硫杂环醌（DDT）作为阴极，一种导电聚合物（PEDOT:PSS）作为高性能可充电的锂离子电池的粘结剂。之所以说这个设计合理是因为，首先，DTT的初始锂离子插层电压为2.89V，相较碳模拟高出0.3V。与此同时，DTT 与 PEDOT:PSS间存在非共价交互作用，这将显著抑制溶解并提高DDT的电导率。

总的来说，对于将有机小分子作为可充电锂离子电池阴极的应用而言，这种基于非共价键交互作用的设计策略是十分有效的。

该成果发表于：Angewandte Chemie。

中科院物理研究所开发出新型多层结构二维材料

石墨烯的发现有力地促进了二维材料的研究，人们也因此发现了其一系列特殊性质及功能。

近日，来自中科院物理研究所的研究团队开发出一种异于石墨烯结构的二维材料，该材料具有多层结构。理论预测的“超导体-拓扑绝缘体-普通金属”多层结构被证明可通过实验实现。这种生成的 HfTe3/HfTe5/Hf 混合结构在基于量子自旋霍尔效应和基于Majorana的设备上具有潜在应用。

该成果发表于：Advanced Materials。

浙江大学研发出由石墨烯量子点增强的单层MoS2/InP异构太阳能电池

近些年，原子级二维层状过渡族金属二硫化物因其独特的结构和出众的光电性质而倍受研究人员关注。

近日，浙江大学研究团队利用石墨烯量子点(GQDs)诱发单层二硫化钼(MoS2)/磷化铟(InP)范德瓦尔斯异质结构，通过这种方法其光电响应得以大幅提高。拉曼光谱及光致发光谱显示在GQDs与MoS2之间发生了有效的电荷转移，进而引发了MoS2的n型掺杂。 MoS2/InP异质结的势垒高度由此提升，MoS2/InP太阳能电池平均功率转换效率由原来的2.1%提升到4.1%。

该成果发表于：Applied Physics Letters。

复旦大学发现MnO2不同相间转换机理

层状δ-MnO2在锂离子电池系统中具有重要的应用。与此同时，δ-MnO2也被当作先驱体广泛用于合成MnO2族内其它稳定结构变体，例如α-相、β-相、R-相和γ-相，这些相均具有不同的隧道和三维贯通结构。来自复旦大学的研究团队利用随机表面行走路径抽样法首次揭示了反应的原子机制和MnO2层-隧道转换动力学。随机表面行走路径抽样法证明在上千条可能的路径中，能量最低的那条路径连接不同相。

该成果发表于：JACS。

浙江工业大学课题组实现分子筛膜中金属有机骨架的转化

浙江工业大学研究团队基于多价阳离子取代法，将金属有机骨架完整转化。通过此方法，有效孔径由在空腔中的金属盐残留的固定减少，和适当的有机金属骨架晶体的晶面接触，实现竞争分子筛分能力。该方法还可以被推广到其它金属有机骨架膜和颗粒的合成。

该成果发表于：NATURE COMMUNICATIONS。

以上我们列举的仅为过去一周内（4.14-4.20）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昝菲撰写，材料牛编辑整理。