纳米前沿顶刊日报20190202
纳米人 纳米人 2019-02-02

1.AM:通过重建肿瘤微环境构建三维可生物打印的体外转移模型

开发三维的体外肿瘤微环境模型可以大大促进抗癌药物和治疗方法的临床转化。Meng等人利用3D生物打印技术构建肿瘤结构,使得实现对信号分子梯度的时空控制成为了可能,从而可以在局部水平上动态地调节细胞行为。基于基质细胞和生长因子对肿瘤细胞和内皮细胞的引导迁移,实验建立了血管化的肿瘤模型来模拟肿瘤扩散(包括侵袭、内渗和血管生成)的一些关键过程。研究通过评价免疫毒素的抗癌作用,证明了这种转移模型在药物筛选中的实用性。这些三维血管化肿瘤组织为有助于从根本上探索肿瘤进展和转移的分子机制,也为临床前识别治疗药物和筛选抗癌药物提供了一个很好的验证平台。


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Meng F B, Meyer C M, et al. 3D Bioprinted InVitro Metastatic Models via Reconstruction of Tumor Microenvironments. Advanced Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adma.201806899

https://doi.org/10.1002/adma.201806899

 

2.AFM:肿瘤干细胞-血小板混合膜包裹的磁性纳米颗粒用于增强对头颈部鳞状细胞癌的光热治疗

Bu等人首次提出一种用血小板-癌症干细胞(CSC)混合膜包裹氧化铁磁性纳米颗粒(MN) ([CSC- P]MN)用于对头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)进行强化的光热治疗的策略。血小板膜的表面标记物含有大量的“不要吃我”的信号,因此具有免疫逃避能力,而CSC膜由于具有特异的表面粘附分子,因此具有同型靶向能力。而MNs在免疫逃避、肿瘤靶向、磁共振成像、光热治疗等方面具有显著优势。

 

与单细胞膜包裹的MNs相比,[CSC-P]MNs具有更长的循环时间和增强的靶向能力。此外,[CSC-P]MNs表现出优越的光热能力,对HNSCC肿瘤的生长有明显抑制,尤其是在Tgfbr1/Pten双敲除的小鼠HNSCC肿瘤模型中效果更佳,而该模型的肿瘤微环境与人类HNSCC肿瘤很相似。这一研究证明仿生多膜包覆的纳米平台在复杂的肿瘤微环境中可以提供增强的抗肿瘤效果。


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Bu L L, Rao L, et al. Cancer Stem Cell-Platelet Hybrid Membrane-Coated Magnetic Nanoparticles for Enhanced Photothermal Therapy of Head and Neck Squamous Cell Carcinoma. Advanced Functional Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adfm.201807733

https://doi.org/10.1002/adfm.201807733

 

3.中科大&普林斯顿大学AFM:外量子效率超过15%, 表面化学工程助力高效钙钛矿纳米晶LED

中科大Zhengguo Xiao和普林斯顿大学ABarry P. Rand团队通过设计钙钛矿纳米晶表面化学计量和大体积有机铵配体的化学结构,碘化物基钙钛矿LED的外量子效率提高到大于15%,发射波长为750 nm。在3D钙钛矿的化学计量前体溶液,除了引入20%过量的大体积有机碘化铵之外,还加入20%摩尔比的甲基碘化铵,以确保当晶体尺寸减小到5-10 nm时NC表面是有机铵封端的。这种组合确保表面上最小的欠配位Pb和卤化物,避免2D相生成,并且起到提供纳米级钙钛矿颗粒的作用,其允许光滑且无针孔的膜。


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Xiao Z, Kerner R A, et al. Engineering Perovskite Nanocrystal Surface Termination for Light-Emitting Diodes withExternal Quantum Efficiency Exceeding 15%. Advanced Functional Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adfm.201807284

https://doi.org/10.1002/adfm.201807284

 

4.电子科大&苏大AFM:氧plasma打一打,无ETL层钙钛矿电池的效率蹭蹭升!

电子科技大学的JieXiong联合苏州大学的Liang Li课题组提出了一种全新的氧等离子体处理的策略,可以取代传统的电子传输层的复杂制备工艺。在室温下通过仅15分钟的氧等离子体辅助反应且无需后加热处理,即可在氟掺杂的氧化锡(FTO)表面上原位形成的纯SnO2相。它能够精确控制FTO基底表面的成分,缺陷和能带水平,组装的器件效率可达20.39%,具有出色的稳定性和重现性。



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Sun H, Zhou Y, et al. Composition and Energy Band–Modified Commercial FTO Substrate for In Situ Formed Highly Efficient Electron Transport Layer in Planar Perovskite Solar Cells. Advanced Functional Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adfm.201808667

https://doi.org/10.1002/adfm.201808667

 

5.ACS Energy Lett.观点:利用配位化学手段解决锂离子电池中硅负极面临的问题

硅负极被认为是锂离子电池中最具希望的负极材料,但是电化学循环过程中巨大的体积膨胀会破坏电极材料的结构以及SEI膜导致循环性能不佳,因而硅负极的其实际应用受到严重的制约。在这篇观点文章中,作者重点讨论了通过配位化学手段解决上述问题的可能性。更准确地说,作者展示了如何利用配位键的特性,特别是它们的可调控性、中等强度和动态特性,为结合、模板化和包覆Si纳米粒子提供替代途径,以最终提高锂离子电池中Si电极的循环寿命。


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Devic T, et al. Silicon Electrodes for Li-Ion Batteries. Addressing the Challenges through Coordination Chemistry. ACS Energy Letters, 2019.

DOI: 10.1021/acsenergylett.8b02433

https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acsenergylett.8b02433

 

6.Adv. Sci.:全固态可充氯离子电池

氯离子电池被认为是锂离子电池外的又一新型替代性储能电池体系。但其实际应用受到电极材料在电解液中溶解以及发生副反应的限制。在本文中,研究人员报道了一种全固态氯离子电池,这种电池采用了能够允许氯离子传递的固态聚合物电解质,这种电解质以聚氧化乙烯为聚合物基质,以三丁基甲基氯化铵为氯盐,以丁二腈为固态增塑剂。这种聚合物电解质在室温下的离子电导率高达10-5-10-4 S/cm。当其与FeOCl/Li电极体系组装成全电池时,正负极分别发生FeOCl/FeO和Li/LiCl的氧化还原反应。


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Chen C, et al. An All‐Solid‐State Rechargeable Chloride Ion Battery. Advanced Science,2019.

DOI: 10.1002/advs.201802130

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.201802130

 

7.Adv. Sci.:具有增强的光动力性能的AIE多核Ir(III)配合物纳米粒子

光敏剂生成单态氧(1O2)的能力是光动力治疗(PDT)的关键。过渡金属配合物具有高的1O2生成能力,因此可以作为一种高效的PSs。然而,其也具有较大的细胞毒性、较差的生物相容性和在水中容易聚集等缺点,这就大大限制了它们的生物医学应用。Zhang等人设计并合成了一系列含有不同数量Ir中心(单核、二核和三核)的聚集诱导发光(AIE)Ir(III)配合物以及相应的纳米粒子(NPs)AIE -NPs。

 

实验发现,1O2生成能力的增强与Ir中心数量的增多是一致的。而与纯Ir(III)配合物相比,NPs具有多重的优势:(1)荧光发射更明亮;(2)磷光量子产量较高;(3)激发寿命更长;(4)产生1O2的能力较高;(5)更好的生物相容性;(6)细胞摄取更好。体外和体内实验证实,具有三个铱中心的AIE-NPs对癌细胞具有较强的细胞毒性,能有效抑制肿瘤生长。该研究也是首次将多核AIEIr(III)复合物的NPs作为增强PDT的PSs,为提高PSs在临床肿瘤治疗中的有效性提供了一种新的方法。


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Zhang L P, Li Y Y, et al. AIE MultinuclearIr(III) Complexes for Biocompatible Organic Nanoparticles with Highly Enhanced Photodynamic Performance. Advanced Science, 2019.

DOI: 10.1002/advs.201802050

https://doi.org/10.1002/advs.201802050

 

8.电子科大Nano Energy:低温处理钇掺杂SrSnO3电子传输层

电子科技大学XiaobinNiu联合多家研究机构报道了一种低温胶体合成和溶液沉积的锡酸锶SrSnO3(SSO)钙钛矿氧化物纳米粒子用于钙钛矿太阳能电池(PSC)的电子传输层(ETL)。更重要的是,钇掺杂SrSnO3(YSSO)的光电子性质明显得到改善,表现出更高的电子传导性和更快的电子转移,以及与SSO相比在ETL /钙钛矿界面处更好的带对准。基于YSSO的PSC的平均效率为17.8%,最大效率为19.0%,也显示出高的长期稳定性。


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Guo H, Chen H, et al.Low-temperature processed yttrium-doped SrSnOperovskite electron transport layer for planar heterojunction perovskite solar cells withhigh efficiency. Nano Energy, 2019.

DOI: 10.1016/j.nanoen.2019.01.059

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519300710

 

9.JMCA:金属电极电化学沉积剥离的机理性理解

锂金属凭借其重量轻、氧化还原电位低等优势而成为最具吸引力的锂电池负极材料。然而,充电过程中锂的树枝状沉积会造成严重的安全隐患。在放电过程中,由于枝晶根部被电溶解,一些锂可能会从电极上剥离,这就造成了死锂的形成,使得库仑效率降低。在本文中,研究人员基于机制驱动的概率分析全面理解了导致死锂形成的界面演化。在反应和离子输运控制下得到了非枝晶界面形貌。表面扩散是控制死锂形成程度的一个关键决定因素,当表面扩散效应与电解质和界面反应中的离子扩散效应相当时,表面扩散的可能性更高。


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Tewari D, et al. Mechanistic Understanding of Electrochemical Plating and Stripping of Metal Electrodes. Journal of Materials Chemistry A, 2019.

DOI: 10.1039/C8TA11326B

https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2019/TA/C8TA11326B#!divAbstract

 

10.Small综述:电池中有序介孔材料的研究现状

利用表面活性剂聚集体为模板、通过无机-有机的界面相互作用作为通道,通过溶胶凝胶法合成的有序介孔材料和多孔材料(孔径在2-50 nm)近年来引起了研究人员的关注。除了在重油和渣油的催化裂化、接枝材料的制造、水的净化、汽车尾气的转化、生物芯片以及通过光催化剂处理环境污染物等方面的应用外,有序介孔材料凭借其比表面积大、孔径均匀连续可调以及排列有序等优势而在电催化和化学储能领域也引起了广泛的关注。在本文中,作者对有序介孔材料及多孔材料在电池中近年来的研究进展进行了总结概括,其中包括合成方法、介孔/纳米结构的特征及其电化学性能。


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Du G, et al. The State of Research Regarding Ordered Mesoporous Materials in Batteries. Small, 2019.

DOI: 10.1002/smll.201804600

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.201804600

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