1、Advanced Energy Materials綜述: 鋰電池分層結(jié)構(gòu)電極材料的最新進(jìn)展與展望

       圖1 每個(gè)組件的結(jié)構(gòu)圖和相對(duì)成本

       鋰電池實(shí)現(xiàn)商業(yè)化以來，已被廣泛應(yīng)用于便攜式數(shù)字產(chǎn)品中。然而，鋰電池的能量密度和功率密度不足以滿足持續(xù)增長的需求。探索具有良好的倍率性能和長周期壽命的陰極/陽極材料迫在眉睫。近日，來自南開大學(xué)的陶占良教授和Shu-Lei Chou（共同通訊作者)等人概述了近年來在分級(jí)結(jié)構(gòu)電極材料上的研究進(jìn)展，并詳細(xì)討論了分級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)電化學(xué)性能的影響。此外，作者還提出了具有分層結(jié)構(gòu)電極材料所面臨的挑戰(zhàn)和應(yīng)用前景。

       2、Advanced Energy Materials綜述: 凝膠聚合物電解質(zhì)在電化學(xué)儲(chǔ)能方面的應(yīng)用

       圖2 電池充電放電過程示意圖

       柔性可穿戴電子產(chǎn)品在蓬勃發(fā)展的同時(shí)，其安全問題和操作穩(wěn)定性已經(jīng)引起了全世界的關(guān)注。與傳統(tǒng)液體電解質(zhì)相比，凝膠聚合物電解質(zhì)（GPE）具有更高的安全性和對(duì)柔性儲(chǔ)能裝置設(shè)計(jì)的適應(yīng)性。近日，來自復(fù)旦大學(xué)的彭慧勝教授(通訊作者)等人概述了凝膠聚合物電解質(zhì)在電化學(xué)能量儲(chǔ)存中的應(yīng)用。文中討論了如何制備統(tǒng)一的鋰離子遷移數(shù)量并為整個(gè)電容提供額外偽電容的功能性GPE。其中最令人矚目的是具有自我保護(hù)性、耐熱性和自我修復(fù)能力的智能型凝膠聚合物電解質(zhì)。此外，作者對(duì)電化學(xué)儲(chǔ)能裝置的未來發(fā)展方向做出了展望。

       3、Angewandte Chemie International Edition綜述: 3D激光微米和納米打印技術(shù)

       圖3 空間功能化的三維微型支架

       近日，來自昆士蘭科技大學(xué)的Christopher Barner-Kowollik和卡爾斯魯厄理工學(xué)院的Martin Wegener (共同通訊作者) 等人概述了3D激光微米和納米打印技術(shù)的最新研究進(jìn)展。3D打印技術(shù)從用于細(xì)胞生物學(xué)和電子學(xué)的先進(jìn)功能材料發(fā)展到需要克服化學(xué)障礙來達(dá)到分辨率低于衍射極限的快速寫入速度。作者通過高度波長選擇性（λ-正交）光化學(xué)過程在一個(gè)抗蝕劑中實(shí)現(xiàn)多種材料的激光直寫。最后，作者介紹了能夠響應(yīng)外部刺激（如光，熱，pH值或特定分子）的自適應(yīng)3D結(jié)構(gòu)，并提出了可降解支架的先進(jìn)概念。

       4、Advanced Materials綜述：金屬—有機(jī)框架的機(jī)械性能

       圖4 金屬有機(jī)框架結(jié)構(gòu)示意圖

       金屬-有機(jī)框架（MOF）的特性是通過無機(jī)-有機(jī)混合納米多孔結(jié)構(gòu)來提高其力學(xué)性能。近日，來自桑迪亞國家實(shí)驗(yàn)室的Nicholas C. Burtch和Mark D. Allendorf (共同通訊作者)等人概述了金屬有機(jī)框架（MOF）設(shè)備功能和技術(shù)應(yīng)用所帶來的新機(jī)遇和挑戰(zhàn)。作者深入討論了MOF作為功能納米器件的應(yīng)用以及由于缺陷和相互滲透等屬性而引起MOF機(jī)械結(jié)構(gòu)-性能變化的最新進(jìn)展。此外，作者還討論了量化MOF力學(xué)性能的最新算法。

       5、Progress in Polymer Science綜述：熱塑性硫化橡膠的制備和結(jié)構(gòu)表征

       圖5 熱塑性硫化橡膠的制備方法示意圖

       熱塑性硫化橡膠（TPVs）由高含量的交聯(lián)橡膠作為分散相和低含量的熱塑性塑料作為連續(xù)相組成，一般通過預(yù)共混橡膠相和塑性相的動(dòng)態(tài)硫化來制備。熱塑性硫化橡膠是一類高性能的熱塑性彈性體（TPE），因它們兼具交聯(lián)橡膠的優(yōu)異彈性和力學(xué)性能，以及熱塑性塑料的良好加工性和可回收性，引起了科學(xué)家們的廣泛關(guān)注。近日，北京化工大學(xué)的張立群教授和田明教授(共同通訊作者)等人概述了TPV制備方法的最新研究進(jìn)展，以及TPV微觀結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理和影響因素。作者為制備高性能的TPV材料提供了新思路。

       6、Advanced Materials綜述：金屬有機(jī)框架及其復(fù)合材料的能量儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)換

       圖6 光催化體系的示意圖

       近日，來自日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所的徐強(qiáng)教授和北京大學(xué)的鄒如強(qiáng)教授(共同通訊作者)等人概述了金屬有機(jī)框架MOF及其復(fù)合材料在能源儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)化應(yīng)用方面的最新進(jìn)展，包括光化學(xué)和電化學(xué)制氫，CO2減排和水氧化，超級(jí)電容器，鋰離子電池，Li-S電池和Li-O2電池等。作者深入討論了金屬有機(jī)框架及其復(fù)合材料的設(shè)計(jì)方案（例如，活性組分的結(jié)合，智能形態(tài)的設(shè)計(jì)，以及對(duì)有機(jī)連接體和金屬節(jié)點(diǎn)的選擇），并將其用于特定的能量存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換應(yīng)用領(lǐng)域。最后，作者對(duì)近期的研究進(jìn)展進(jìn)行了介紹，這將有助于MOFs和MOF復(fù)合材料在先進(jìn)能源儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)換應(yīng)用的發(fā)展。

       7、Chemical Society Reviews綜述：化學(xué)過程輔助金屬氧化物薄膜的低溫結(jié)晶

       圖7 結(jié)晶薄膜形成過程示意圖

       隨著金屬氧化物薄膜低溫加工技術(shù)的不斷發(fā)展，氧化物層（非晶半導(dǎo)體）可以直接集成在用于柔性電子系統(tǒng)的低熔點(diǎn)聚合物基底上，使經(jīng)濟(jì)效益得到增加，同時(shí)還降低了能耗。然而，較高的結(jié)晶溫度（> 600°C）阻礙了氧化物功能器件的發(fā)展。近日，來自馬德里皇家研究院的I?igo Bretos 和M. Lourdes Calzada (共同通訊作者)等人概述了基于濕化學(xué)法誘導(dǎo)金屬氧化物薄膜在低溫下結(jié)晶的新方法。制備過程的關(guān)鍵在于形成無缺陷、高度致密化的非晶態(tài)金屬氧化物，過程中光可以用作誘導(dǎo)結(jié)晶的互補(bǔ)能源。

       8、Chemical Society Reviews綜述：樹枝狀聚合物與天然產(chǎn)物結(jié)合在抗癌劑上的應(yīng)用

       圖8 樹枝狀大分子的2D化學(xué)結(jié)構(gòu)

       在納米醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，由于納米尺度結(jié)構(gòu)的可調(diào)范圍，納米載體不僅用于藥物遞送，還用于基因的輸送和顯像劑，組織靶向，腫瘤治療診斷等。臨床上所用到的納米粒子類型主要是脂質(zhì)體、蛋白基、聚合物/膠束等有機(jī)納米粒子和氧化鐵、二氧化硅和金等無機(jī)納米粒子。然而，用天然產(chǎn)物作為納米載體的相關(guān)報(bào)道確很少。近日，來自巴黎第五大學(xué)的Serge Mignani 、馬德拉大學(xué)的Jo?o Rodrigues 和法國科學(xué)研究中心的Jean-Pierre Majoral (共同通訊作者)等人概述了樹枝狀聚合物與天然產(chǎn)物結(jié)合的新材料在抗癌劑上的應(yīng)用。在納米藥物中使用樹狀大分子的最大優(yōu)勢(shì)是其高度的生物相容性及良好的水溶性。新材料的運(yùn)用，可以有效降低抗癌劑的固有毒性和藥物副作用，提高治療效果，從而減少患者的依賴性。

       9、Accounts of Chemical Research綜述：電池電解質(zhì)電化學(xué)穩(wěn)定性和界面結(jié)構(gòu)的模擬研究

       圖9 氧化過程中的H轉(zhuǎn)移反應(yīng)

       近日，來自美國陸軍研究實(shí)驗(yàn)室的Oleg Borodin (通訊作者)等人報(bào)道了電解質(zhì)雙層中溶劑和離子分配在分子尺度上的觀察，并應(yīng)用電位的函數(shù)預(yù)測(cè)電解質(zhì)穩(wěn)定性及其初始氧化和還原反應(yīng)的變化。作者通過分子動(dòng)力學(xué)（MD）模擬，發(fā)現(xiàn)陰離子可以被設(shè)計(jì)為優(yōu)先從正電極吸附或從具有增加的電極電位解吸，提供了額外的杠桿作用來決定陰離子氧化的順序并有效地選擇犧牲陰離子來分解。此外，作者還通過表面增強(qiáng)紅外光譜證實(shí)了在高濃度水性電解質(zhì)中磺酰亞胺（TFSI）和三氟甲磺酸鹽（OTF）的相反電吸附行為。

       10、Accounts of Chemical Research綜述：金屬有機(jī)框架的機(jī)械穩(wěn)定性

       圖10 金屬有機(jī)框架誘發(fā)相變或非晶化的臨界壓力

       金屬有機(jī)框架（MOFs）由通過有機(jī)配體相互連接的無機(jī)部分組成，通過官能化或取代這些結(jié)構(gòu)單元而獲得所需的結(jié)構(gòu)和化學(xué)特征。近日，來自根特大學(xué)的Veronique Van Speybroeck (通訊作者)等人概述了計(jì)算表征MOFs機(jī)械穩(wěn)定性的最新進(jìn)展。文中提出了三種計(jì)算方法，分別是Born穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)械模量的各向異性和壓力對(duì)狀態(tài)的體積方程。研究結(jié)果表明，狀態(tài)壓力-體積方程可以用于減輕這些瞬時(shí)波動(dòng)的影響，從而產(chǎn)生更準(zhǔn)確的結(jié)果。

       11、Chemical Reviews綜述：含有高分子添加劑的晶體生長研究

       圖11 晶體結(jié)構(gòu)示意圖

       大分子與生長晶體表面的相互作用在生物礦化中起著重要的作用，其可以在低溫下確定一些生物體是否存活，在工業(yè)應(yīng)用中有著良好的前景。近日，來自紐約大學(xué)的Alexander G. Shtukenberg (通訊作者)等人概述了包括肽和蛋白質(zhì)在內(nèi)的大分子存在下的晶體生長機(jī)理，重點(diǎn)討論了大分子與晶體材料表面之間的相互作用以及不同類型晶體表面上的大分子吸附和大分子存在下的結(jié)晶動(dòng)力學(xué)。在整個(gè)過程中，深入研究了大分子在晶體表面的吸附和結(jié)合選擇性。此外，作者通過與其他結(jié)晶添加劑作比較，解釋了大分子尺寸和復(fù)雜性所起的特殊作用。