1、Advanced Functional Materials綜述：MOF衍生的雜環(huán)原子摻雜多孔碳作為高效電催化劑的研究進(jìn)展

圖1 MOF衍生的多孔碳催化劑的合成示意圖

       目前，開(kāi)發(fā)用于取代燃料電池中Pt基電催化劑的非貴金屬催化劑已經(jīng)成為熱門(mén)話(huà)題，因?yàn)槿剂想姵刂械难趸€原反應(yīng)（ORR）通常需要貴金屬鉑作為催化劑， 這是燃料電池商業(yè)化的主要障礙之一。近日，北京化工大學(xué)曹達(dá)鵬教授（通訊作者）團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)地綜述了MOF衍生雜環(huán)原子摻雜多孔碳催化劑在燃料電池中的最新進(jìn)展，以及利用不同MOF前體制備雜環(huán)原子摻雜多孔碳催化劑的合成策略，包括MOFs的直接碳化，MOF和雜環(huán)原子混合物碳化，以及MOF基復(fù)合碳化。文章著重介紹了MOF衍生的無(wú)金屬催化劑和過(guò)渡金屬摻雜的碳催化劑的前體設(shè)計(jì)，因?yàn)镸OF前體通常決定衍生的多孔碳催化劑的微觀結(jié)構(gòu)。由于MOF結(jié)構(gòu)的多功能性，MOF衍生的多孔碳不僅提供了開(kāi)發(fā)高效ORR電催化劑的機(jī)會(huì)，而且擴(kuò)大了納米多孔碳家族，能夠更好的用于超級(jí)電容器和電池中。

       2、Nature Reviews Materials綜述：用于機(jī)械力和電場(chǎng)體內(nèi)成像的納米材料

圖2 生物學(xué)中的機(jī)械力和電場(chǎng)

       機(jī)械力在細(xì)胞分化，組織結(jié)構(gòu)和諸如癌癥和心臟病的疾病中起關(guān)鍵作用; 電場(chǎng)對(duì)細(xì)胞間通訊，肌肉收縮，神經(jīng)信號(hào)傳導(dǎo)和感官知覺(jué)是必不可少的。因此，量化生物系統(tǒng)的機(jī)械力和電場(chǎng)對(duì)于理解生理和疾病病理以及開(kāi)發(fā)用于修復(fù)和恢復(fù)的醫(yī)療工具是至關(guān)重要的。近日，斯坦福大學(xué)Randy D. Mehlenbacher、Jennifer A. Dionne（共同通訊）等人綜述了體內(nèi)傳感機(jī)械力和電場(chǎng)的進(jìn)展，重點(diǎn)放在光學(xué)探針上。分子轉(zhuǎn)子，熒光染料，半導(dǎo)體納米粒子，等離子體納米粒子和鑭系元素?fù)诫s的上轉(zhuǎn)換納米粒子等生物相容性光學(xué)探針的出現(xiàn)為推動(dòng)空間和時(shí)間分辨率，穩(wěn)定性，多模式和生物成像中的刺激敏感性發(fā)展提供了機(jī)遇。文章接下來(lái)進(jìn)一步討論了這些探針背后的材料設(shè)計(jì)原理，并通過(guò)各種指標(biāo)進(jìn)行比較，以便于選擇傳感器。最后，文章研究了哪些進(jìn)展是必要的，以便充分揭示機(jī)械力和電場(chǎng)在體內(nèi)的作用，例如探測(cè)力的矢量性質(zhì)的能力，力和場(chǎng)的聯(lián)合傳感器的發(fā)展以及高效光學(xué)致動(dòng)器的設(shè)計(jì)。

       3、Advanced Materials綜述：核–殼納米結(jié)構(gòu)：設(shè)計(jì)，合成和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用

圖3 核–殼納米結(jié)構(gòu)及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用

       核–殼納米結(jié)構(gòu)（YSNs）由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征，令人著迷的物理化學(xué)性質(zhì)和潛在應(yīng)用而吸引了研究者極大的研究興趣。近日，福州大學(xué)Jibin Song、楊黃浩、美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院陳小元（共同通訊）等人全面綜述了YSN的設(shè)計(jì)，合成和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。YSNs的合成策略分為硬模板，軟模板，自模板和多方法組合合成四類(lèi)。對(duì)于硬或軟模板策略，可以使用不同類(lèi)型的剛性或囊泡模板來(lái)制造YSN。對(duì)于自模板策略，人們引入了一些非常規(guī)的合成方法。對(duì)于多方法組合策略，將各種方法一起應(yīng)用可產(chǎn)生不能僅通過(guò)單一方法直接獲得的YSN。文章詳細(xì)討論了YSN的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，包括生物傳感，生物成像，藥物/基因傳遞和癌癥治療。此外，作者還指出了YSNs在這些應(yīng)用領(lǐng)域的潛在優(yōu)勢(shì)。 最后，文章對(duì)YSN的未來(lái)研究和發(fā)展發(fā)表了一些看法。

       4、Chemical Society Reviews綜述：核堿基，核苷和核苷酸：用于生成功能性納米材料的多功能生物分子

圖4 超分子聚合物的螺旋手性方案

       將生物分子結(jié)合到納米材料中產(chǎn)生具有新穎和先進(jìn)性能的功能納米系統(tǒng)，在各個(gè)領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。核堿基，核苷和核苷酸作為核酸和生物輔酶的結(jié)構(gòu)單元，構(gòu)成了生命基礎(chǔ)的必要組成部分。近日，中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所曲曉剛（通訊作者）團(tuán)隊(duì)總結(jié)了用于合成納米材料以及使用核堿基，核苷和核苷酸作為構(gòu)建模塊，模板或調(diào)節(jié)劑來(lái)調(diào)節(jié)其形態(tài)和功能的策略。這涉及到從感應(yīng)，生物成像，藥物輸送到模仿捕光天線，邏輯門(mén)的構(gòu)建等各種應(yīng)用。此外，作者還提出了這個(gè)新興領(lǐng)域的一些觀點(diǎn)和挑戰(zhàn)。

       5、Progress in Materials Science綜述：通過(guò)析氫和二氧化碳/氮還原反應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的氫氣產(chǎn)生和儲(chǔ)存的先進(jìn)催化劑

圖5 用于基準(zhǔn)化HER的異質(zhì)電催化劑性能的方案

       伴隨著能源危機(jī)不斷加劇和CO2誘發(fā)的全球變暖，建設(shè)可再生能源系統(tǒng)成為了重大科學(xué)挑戰(zhàn)之一。其中，電催化在清潔能源轉(zhuǎn)化中起著關(guān)鍵作用，為未來(lái)技術(shù)提供了一系列可持續(xù)化學(xué)和工藝。近日，吉林大學(xué)鄢俊敏（通訊作者）團(tuán)隊(duì)通過(guò)氫氣的釋放，二氧化碳和氮的還原等清潔能源反應(yīng)討論了氫氣生產(chǎn)和儲(chǔ)存的非均相電催化劑的最新進(jìn)展。重點(diǎn)放在結(jié)構(gòu)/組成-催化活性關(guān)系和改善策略上。當(dāng)然，文章也討論了這些反應(yīng)的幾個(gè)挑戰(zhàn)和研究方向。 綜合評(píng)估為設(shè)計(jì)強(qiáng)大的電催化劑提供了指導(dǎo)，使得燃料和化學(xué)品的可持續(xù)生產(chǎn)成為可能。

       6、Accounts of Chemical Research綜述：具有光致變色配體的配合物

圖6 光致變色反應(yīng)

       光致變色化合物以其在許多領(lǐng)域的有前途的應(yīng)用而聞名。近日，香港大學(xué)Vivian Wing-Wah Yam（通訊作者）等人指出因?yàn)橹亟饘僦行牡淖孕壍礼詈陷^大，因此光致變色配體與過(guò)渡金屬絡(luò)合物和配位絡(luò)合物體系的結(jié)合不僅使得有機(jī)光致變色體系的三重態(tài)更容易接近，這將導(dǎo)致激發(fā)波長(zhǎng)易于延伸到具有較少破壞性的較長(zhǎng)波長(zhǎng)的低能激發(fā)。另一方面，金屬配合物的長(zhǎng)壽命三重態(tài)激發(fā)態(tài)也適用于能量或電子轉(zhuǎn)移過(guò)程，這將導(dǎo)致新的光致變色行為和光可切換的功能性質(zhì)。

       7、Progress in Materials Science綜述：磁熱效應(yīng)：從材料研究到制冷設(shè)備

圖7 Gd（Co，Mn）2合金系列結(jié)晶的Vegard定律

       由于冷卻和溫度控制系統(tǒng)的能量效率的潛在改進(jìn)，以及與不依賴(lài)有害氣體的壓縮/膨脹技術(shù)的結(jié)合，磁熱效應(yīng)和其最直接的應(yīng)用即磁制冷是當(dāng)前關(guān)注的主題。近日，塞維利亞大學(xué)V.Franco（通訊作者）團(tuán)隊(duì)介紹了該效應(yīng)的基本原理，考慮了樣品表征中可能出現(xiàn)的偽影的測(cè)量技術(shù)，對(duì)不同磁熱材料的綜合進(jìn)行了對(duì)比分析并闡述了改善其性能的可能途徑。文章中還包括文獻(xiàn)中發(fā)現(xiàn)的不同磁熱原型的概述以及相變基礎(chǔ)研究的磁熱效應(yīng)的替代應(yīng)用。