【1】可卷曲铝箔上垂直过渡金属二硫属化物异质结构的连续生长
ACS Nano, 2022.06.17
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c10233
范德华异质结构 (vdWhs) 由石墨烯 (Gr)、六方氮化硼 (hBN) 和过渡金属二硫属化物 (TMD) 等二维 (2D) 材料的垂直逐层堆叠或横向无缝拼接构成。
通过机械剥离二维薄片的“拾取”和“下拉”过程逐层堆叠二维材料通常用于构建 vdWh。然而，这些方法具有明显的缺点，包括工业应用的可扩展性和在 2D 层之间产生界面气泡。大面积的vdWh 薄膜已经通过使用化学气相沉积 (CVD) 生长的二维材料的顺序逐层转移来合成。尽管如此，在整个区域的二维层之间实现无污染和无皱纹的 vdWh 仍然难以实现。
在本文中，可卷曲的一般铝箔作为 14 英寸规模的各种 TMD 及其 vdWh 的通用生长平台。通过提供CVD 中的硫属元素前体，各种 2D TMDs 薄膜，例如 MoS2、VS2、ReS2、WS2、SnS2、WSe2和钒掺杂的 MoS2 (V-MoS2)，均可被合成。进一步执行TMDs 在其他 TMDs 之上的连续生长，以构建不同的垂直 vdWhs 薄膜，例如 ReS2 /MoS2和 SnS2 /ReS2 /MoS2。
【2】具有可调催化性能的双金属外溶异质结构受控合成
ACS Nano, 2022.06.16
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c11111
人们普遍认为，两种不同的可溶出金属的偏析能差异是控制双金属纳米粒子溶出的关键参数。然而，影响偏析能的因素以及偏析的还原金属的浓度如何影响金属间纳米粒子的成核过程仍然未知。获得这些方面的知识对金属间化合物溶解催化剂的设计起着核心作用。特别是，它将提供控制其组成的机会，这将使金属间化合物溶解催化剂的开发更上一层楼。
近日研究人员认为可以通过改变母体基质中氧空位的浓度来控制双金属脱溶中的 Fe-Ni 比例，这对于 CO 2辅助的乙烷转化具有有趣的前景。为了证明这一点，开发了 La0.4 Sr0.6α Ti0.6 Fe0.35 Ni0.05 O3±δ类型的 A 位缺陷纳米多孔钙钛矿氧化物。增加的A位缺陷增加了钙钛矿中与Fe 3+相关的氧空位，即五配位Fe 3+的浓度。这导致 Fe 的偏析得到改善，形成了 Fe 含量增加的双金属 Fe-Ni 体系。
总之，基材结构中氧空位的类型和浓度决定了双金属溶解后的组成。这种合成策略可以很容易地应用于其他可溶解的掺杂剂（例如，Co），以设计具有调制结构和组成的金属间化合物的可溶解功能材料，用于可调节的催化、磁性和纳米光子应用。
【3】通过氢键相互作用组装二维薄膜，具有优异的电催化活性
ACS Nano, 2022.06.13
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c00507
纳米粒子在两个正交方向上进行超分子自组装，可以制造出具有独特的二维纳米材料。在这项关于三聚氰胺/氰尿酸的水热缩聚的研究中，石墨氮化碳基量子点（CNQD，~2 nm）在横向氢键的作用下沿两个正交方向进行排列，并且通过自由浮动二维氢键构建了 CNQD（2D CNQD）薄膜。基于这种水热超分子自组装技术，还构建了由硫掺杂石墨氮化碳和CdTe等其他量子点连接的二维薄膜。
得益于氢键，二维CNQD薄膜的可控组装和拆卸可以通过外部刺激来实现，例如引入CO2 /N2，这使得组装的二维 CNQD 薄膜具有二维薄膜和零维（0D）量子点的最佳电化学优势。凭借这种电化学优势，二维 CNQD 薄膜为析氧反应 (OER) 和氮还原反应 (NRR) 提供了高双功能活性。这项工作表明水热原位超分子自组装是将0D量子点集成到2D定向阵列中的一种可行且直接的方法。
【4】DNA 螺旋结构的柔性锂离子电池
Nano Letter, 2022.06.16
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c01820
随着消费者对高科技设计和具有更先进功能的产品的不断追求，诸如可穿戴电子设备、智能服装、电子皮肤、柔性显示器、植入式医疗设备等具有柔性的电子设备的技术进步成为当前的迫切需要。为此，就需要配套地开发同样灵活的储能系统，使其同样具有柔性变形功能。
不幸的是，似乎没有关于具有螺旋形变形的柔性锂离子电池（FLIBs）的报道，这可能是由于传统的锂离子电池（TLIB）制造技术无法满足应变要求。
本文中，研究人员设计了一种受 DNA 螺旋结构启发的柔性锂离子电池。电池结构主要由多个用于储能的厚能量堆和一些用于应力缓冲的凹槽组成，实现了电池的螺旋形变形。具体地，将传统的阳极/隔板/阴极/隔板叠层结构切割成若干条间隔一定宽度的长条。多个分支自然地斜向延伸，类似于排列在外侧的DNA双链，构成了电池储存能量的基本骨架。然后，每个条带围绕心轴旋转以构建 FLIB，其中心轴的功能与 DNA 链上的碱基对相同，为整个系统提供稳定性。条带之间的距离相当于 DNA 双链之间的凹槽，为变形产生的应变提供缓冲。凹槽的出现使整个电池的厚度发生周期性变化：多条缠绕的条带充当厚的能量堆（刚性）进行能量存储，而凹槽的薄连接部分（柔性）承担变形任务。
结果表明，即使在扭转31000 多次后，电池的容量下降也不到 3%。预计这种仿生设计策略可以为柔性电池的商业化创造独特的机会，并填补当前实现电池特定变形的空白，以满足未来复杂设备设计的各种要求。
【5】非水一锅法制备纳米SnO2油墨，用于可印刷钙钛矿太阳能电池
Chem. Mater.， 2022.06.16
https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.2c00578
有机-无机卤化物钙钛矿太阳能电池 (PSC) 器件性能的飞速提升吸引了诸多研究。大规模卷对卷 (R2R) 打印技术被认为是生产大面积柔性 PSC 模块的一种很有前景的工业方法。
在太阳能电池的 R2R 打印中，塑料基板（通常是聚对苯二甲酸乙二醇酯，PET）因其透明度、柔韧性和韧性而备受青睐，但在高温（>140°C）下通常容易降解和尺寸变形。由于这种温度限制，需要额外的研究工作来开发可低温加工的电荷传输材料墨水，该墨水可用于通过 R2R 打印制造有效的电荷传输层，以便将该光伏技术商业化。
SnO2 具有宽的带隙和高的迁移率，因此其已用作 PSC 中有效的电子传输层 (ETL) 。此外，SnO2的低温加工能力使其成为与 R2R 打印条件一起用于制造 n-i-p PSC 的 ETL 的良好候选者。
在本研究中，通过开发一种简单且可扩展的一锅（one-pot）法微波辅助合成工艺，以获得可用于R2R 打印技术且可低温加工的 SnO2 ETL 的纳米SnO2油墨。具体地，选择性地使用乙醇和苯甲醇混合物来实现微波吸收功能，后者也可作为 SnO 2 NPs 的合适配体。通过优化反应温度、时间和溶剂混合物，获得合适的 SnO2 NP 分散体，可直接用于通过旋涂、槽模涂布或 R2R 印刷制备 SnO2薄膜。重要的是，所开发合成的一锅法特性消除了任何纯化需求，从而最大限度地减少了化学废物，节省了时间，并且可以显着提高实验室和工业规模的重现性。此外，这些开发的 SnO2 NP 油墨可以在 140 °C 及以下的温度下加工，这使得它们适合在玻璃和塑料基板上的 PSC 中用作 ETL。
【6】通过模拟和数据挖掘，对已知模板重新利用以选择性地合成沸石
Chem. Mater., 2022.06.14
https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.2c00064
沸石是纳米多孔材料，在工业催化和分离中具有广泛的应用。然而，针对目标沸石拓扑结构的设计合成是一项劳动密集型任务，也就是通过改变参数进行大量的合成尝试。沸石通常在水热条件下结晶，其中无机前体和有机模板协同合成拓扑结构，也正是由于这种合成方式的工艺参数很多，对其进行排列组合进行合成尝试，所需要的工作量极大，因此寻找具有成本效益和选择性的合成沸石的路线是几十年来研究工作的重点。
在沸石的水热合成中，有机结构导向剂 (OSDA) 在某些拓扑结构的结晶中起着重要作用。已有研究表明计算方法可以帮助在实验之前设计这一有机模板。
然而，由于大多数计算方法通常一次预测一个框架的分子，因此它们无法预测由给定OSDA分子形成竞争相的可能。作者通过使用超过 50 万次模拟、文献挖掘和实验验证，发现基于结合能和形状匹配的选择性指标在基于模板的沸石合成中很重要，从而能够对沸石的 OSDA 进行计算筛选。
然而，选择性并不是 OSDA 的唯一设计指标。为了有实际应用价值，计算机设计的 OSDA 必须同时具有化学可实现性。对此，作者专注于从文献中获得已知的OSDA模板，以获得那些 OSDA 尚未实现的沸石。在制药领域，这种将已知药物用于新应用的策略被称为药物再利用或重新定位，并被用作缩短新药上市时间的一种方式，因为分子已经被验证为安全且具有良好的理化和毒理学特征。这种用于 OSDA 设计的模拟策略可以提供几个优点，包括：(i) 无需设计在水热条件下同时稳定和可溶的新 OSDA，(ii) 避免为分子设计新的合成路线，以及(iii) 依靠已知模板，更快地在工业应用中采用新的沸石合成路线。
这项工作为沸石的形状选择性提供了全面的理论分析。这里显示的多种机会可能会指导未来的沸石发现和 OSDA 再利用实验。
【7】通过高温氧化还原处理提高CeO2 /TiO2的还原性：原子级的CeO2表面薄层
Journal of Materials Chemistry A， 2022.06.09
https://doi.org/10.1039/D1TA08348A
在氧化锆氧化物上负载氧化铈（例如 CeO 2 /ZrO 2或 CeO 2 /YSZ）的材料应用于特殊情况下，会进行适当的氧化还原老化处理（包括高温还原步骤），以改变初始分散在载体上的CeO2纳米颗粒，形成延展的超薄烧绿石型表面贴片或层状纳米结构。与此同时，其化学行为也得到了显着改善。事实证明，负载系统表现出更好的氧化还原行为，甚至超过了它们相同组成的本体混合氧化物，进而实现更好的催化性能。
在此，该方法应用于CeO2 /TiO2系统，其中以制备超薄、仅单层厚的表面相所需的摩尔负载量掺入二氧化铈。我们的目标不仅是改善体系的氧化还原行为，而且重要的是，了解原子层厚度的二氧化铈是如何改变这一负载体系的氧化还原性的，这一点无意非常有意义。
【8】钙钛矿纳米晶体的自组装
Progress in Materials Science， 2022.06.03
https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2022.100975
自组装现象在原子、分子和生物大分子的自组装过程中都发挥着重要作用。现在，人们发现在胶体纳米晶体 (NC) 中也存在这种自组装现象。那么，应用这种纳米胶体颗粒 自组装成超结构，可以实现可控制的纳米颗粒或块体的合成，从而获得定制的物理和化学特性。
基于上面的认识，人们试图通过自组装技术开发胶体钙钛矿 NCs ，这一研究课题最近引起了极大的关注，并迅速发展为纳米技术的新前沿。本综述介绍了钙钛矿 NCs 自组装的不同驱动力、关键因素、合成的最新进展以及自组装胶体钙钛矿 NCs 的性质。还讨论了从具有不同超晶格形态的钙钛矿NCs 。最后，文章分析并概述了未来开发钙钛矿超晶格光电器件的诸多挑战。