Adv. Funct. Mater.7月最新文獻快訊專題

小柒 7年前 (2016-08-01) 5856瀏覽

本期專題跟蹤了Advanced Functional Materialsl于2016年7月25日見刊的所有文獻，并做相關導讀，相關文獻資源網友已上傳，點我跳轉到材料人論壇下載（微信讀者請點擊閱讀原文）。

本期AFM共更新文獻21篇，其中中國作者文章9篇【蘇州大學（2）、復旦大學（1）、南京理工（1）、中國科學技術大學（1）、中南大學（1）、首都師范（1）、南京工業（1）、國家納米科學中心（1）】，文章分別涉及MOF、MoS₂、鋰電、鈉電、太陽能電池、鐵電、介電材料等。

封面文章：聚合物中空纖維中生長高性能ZIF-8膜

Fluidic Processing of High-Performance ZIF-8 Membranes on Polymeric Hollow Fibers: Mechanistic Insights and Microstructure Control（Adv. Funct. Mater., 2016,DOI: 10.1002/adfm.201601550）

佐治亞理工學院Sankar Nair等對MOF（ZIF-8）膜在微流控條件下在聚酰胺-酰亞胺中空纖維生長進行了詳細的機械解釋，需要注意的是，在這個過程中沒有任何中間步驟（例如催化或者表面改性）或者后合成處理。其中一個重要結論就是：界面膜在中空纖維中首先形成兩層，隨后重組為單層結構。

聚酰胺-酰亞胺中空纖維中ZIF-8的生長機理圖解

封面內頁之蘇州大學：高穩定無粘結劑Cu₃P納米線鋰離子電池負極

Half-Cell and Full-Cell Applications of Highly Stable and Binder-Free Sodium Ion Batteries Based on Cu3P Nanowire Anodes（Adv. Funct. Mater., 2016,DOI: 10.1002/adfm.201601323）

新加坡國立大學（蘇州）研究院/蘇州大學陳煜和蘇州大學晏成林等通過原位生長和磷化技術直接在銅集流體上生長無添加劑的Cu3P納米線（CPNW）負極。CPNWs表現出優秀的循環性能，在260次循環之后容量保持率為70%，相當于其他報道30到150次循環的水平。

CPNWs負極材料的合成和鈉離子插入/脫嵌示意圖

封底內頁之復旦大學：精確控制有機-無機鈣鈦礦太陽能電池結合水

Precisely Controlled Hydration Water for Performance Improvement of Organic–Inorganic Perovskite Solar Cells（Adv. Funct. Mater., 2016,DOI: 10.1002/adfm.201601557）

復旦大學詹義強和復旦大學/瑞典皇家理工學院鄭立榮等向前軀體中引入結合水而非水分子，并通過精確控制結合水使用旋轉涂布法一步制備平滑均勻的鈣鈦礦膜，并設計出高效率的平面鈣鈦礦太陽能電池。

對優化后PbAc₂設備的表征

封底之蘇州大學：高開路電壓的Si/有機異質結太陽能電池

Nanostructured Si/Organic Heterojunction Solar Cells with High Open-Circuit Voltage via Improving Junction Quality（Adv. Funct. Mater., 2016,DOI: 10.1002/adfm.201600441）

有機-Si異質結太陽能電池光吸收下率高，但是由于Si的面積/體積比大使得表面復合嚴重并且Si與有機物的粘附性差，進而導致開路電壓低。蘇州大學孫寶全等通過引入硅烷（GOPS）簡單高效的抑制電荷復合并增加粘附力，開路電壓達到640mV，能量轉化率大14.1%。

GOPS的化學結構以及太陽能電池的異質結結構

1. 鈉電：Co₃O₄-石墨烯負極材料的機理和實驗探索

Understanding Origin of Voltage Hysteresis in Conversion Reaction for Na Rechargeable Batteries: The Case of Cobalt Oxides（Adv. Funct. Mater., 2016,DOI: 10.1002/adfm.201601357）

與傳統插層電極相比，轉化反應電極由于能利用過渡金屬更寬的價態而比容量更高，但仍有一些機理性問題尚未解決。首爾國立大學Kisuk Kang等以鈉電池中的Co₃O₄為例分析轉化反應充放電過程中的極化和遲滯現象。然后用Co₃O₄-石墨烯納米微板作為鈉電池負極材料，表現出優異的電化學性能——756mAh/g的可逆容量和96Wh/Kg的能量密度（以電極整體質量計算）。

Na電池中Co₃O₄的轉化和再轉化反應機理示意圖

2. 南京理工：通用激光-水熱法制備三元氧化物納米晶（TONs）

Ternary Oxide Nanocrystals: Universal Laser-Hydrothermal Synthesis, Optoelectronic and Electrochemical Applications（Adv. Funct. Mater., 2016,DOI: 10.1002/adfm.201600785）

盡管目前還沒有通用簡便綠色的制備方法，但是三元氧化物納米晶（TONs）還是由于在光電和電化學領域的潛在應用而備受關注。南京理工大學曾海波等先通過液相激光熔蝕（LAL）獲得清潔表面然后進行水熱生長制備各種TONs，并且證明其在高性能光電探測器和贗電容器方面潛在應用。

ZnGeO₄的制備過程示意圖

3. 石墨烯：提高石墨烯滲透膜壓力傳感器靈敏度

Enhancing the Sensitivity of Percolative Graphene Films for Flexible and Transparent Pressure Sensor Arrays（Adv. Funct. Mater., 2016,DOI: 10.1002/adfm.201503674）

觸摸屏、人工皮膚和運動檢測等領域需要一種柔性透明的壓力傳感器。基于石墨烯的滲流應變計可以滿足條件，但性能研究還不成熟。劍橋大學Tian Ming和Jing Kong等人研究石墨烯滲透膜壓力傳感陣列發現，石墨烯滲流應變計的應變系數與初始電阻、尺寸、形態、石墨烯層間電阻相關，并且采用石墨烯滲透膜可以提高傳感器耐用性。

柔性透明壓力傳感器陣列

4. 多用途固相光敏劑：有序三聯吡啶釕嵌入介孔有機硅復合材料

A Versatile Solid Photosensitizer: Periodic Mesoporous Organosilicas with Ruthenium Tris(bipyridine) Complexes Embedded in the Pore Walls（Adv. Funct. Mater., 2016,DOI: 10.1002/adfm.201601587）

豐田中央研究所的Shinji Inagaki等人，在非等離子表面活性劑條件下，以聚丙烯酸為啟動子，利用高純度釕和三個烷基雜氮硅三環合成含釕有序介孔材料（Ru-PMOs）。Ru-PMOs因帶有金屬配體電荷轉移吸收帶在可見光范圍內600 nm處表現為強吸收，因單電子氧化在0.8V左右對Ag/AgNO3表現出氧化還原性。

結果表明，可在Ru-PMOs孔道內放置催化劑來建立多項光催化體系，這種方法簡便易行。

合成Ru-PMOs流程圖

5. 華南理工大學：壓阻纖維的多尺度褶皺結構

Multiscale Wrinkled Microstructures for Piezoresistive Fibers（Adv. Funct. Mater., 2016,DOI: 10.1002/adfm.201600580）

柔性壓阻材料難以同時滿足高導電率、靈敏性和可拉伸性。核殼結構導電纖維具有高導電率、抗拉伸以及耐用等優異性能。華南理工大學劉嵐課題組將銀納米線墨水涂在具有核殼結構的商用聚氨酯纖維上，可制得多尺度褶皺結構，從而表現出對壓力和彎曲變形的敏感性，同時響應快、檢測限低，還具有松弛效應。研究還表明，增加柔性壓阻纖維的內觸點，可增加材料的靈敏性。

柔性壓阻纖維扭曲制備示意圖

6. 中國科學技術大學：獨特的鏈狀苯酚-甲醛樹脂纖維

Unique Necklace-Like Phenol Formaldehyde Resin Nanofibers: Scalable Templating Synthesis, Casting Films, and Their Superhydrophobic Property（Adv. Funct. Mater., 2016,DOI: 10.1002/adfm.201600907）

一維材料的宏觀可控制備一直是個難題。中國科學技術大學的俞書宏課題組通過模板調控下水熱法制備了一系列苯酚-甲醛樹脂包裹的納米電纜，其多樣化的一維模版使得脫去模板的纖維形態也具有多樣化。這種多尺度粗糙度和三維網狀結構可作為構建優異超疏水結構的基礎材料。

PFR基表面的形貌和表面超疏水性能表征

7. 石墨烯：波紋結構石墨烯可增強等離子體耦合效應

Multilayer Graphene with a Rippled Structure as a Spacer for Improving Plasmonic Coupling（Adv. Funct. Mater., 2016,DOI: 10.1002/adfm.201601850）

局域表面等離子體共振（LSPR）的提升需要利用等離子體耦合效應。石墨烯因其亞納米尺度精確能控性成為墊片的最佳候選。韓國科學技術院Yang-Kyu Choi和Sung-Yool Choi等人對波紋結構石墨墊片的等離子體耦合效應進行了實驗和模擬研究。結果表明，增強因子隨著波紋密度的增加而增加；MLG墊片的模擬結果與觀測結果一致，而SLG墊片表現為不一致。

拉曼光譜和模擬分析

8. 多孔材料：新方法合成多孔熒光硅納米晶（POSS）復合材料

Porous NIR Photoluminescent Silicon Nanocrystals-POSS Composites（Adv. Funct. Mater., 2016,DOI: 10.1002/adfm.201601251）

多倫多大學Geoffrey A. Ozin等以乙烯基POSS和氫終止硅納米晶（ncSi：H）為原料，采用熱氫化硅烷化-聚合聯合的手段合成出一種高比表面的近紅外熒光多孔硅納米晶復合材料，同時保留了POSS籠結構的完整性。

制備多孔近紅外激發光譜Vinyl-POSS聚合物示意圖

9. 鐵電記憶二極管：溶液微成型制備納米二極管中的尺寸效應及電荷傳輸

Downscaling and Charge Transport in Nanostructured Ferroelectric Memory Diodes Fabricated by Solution Micromolding（Adv. Funct. Mater., 2016,DOI: 10.1002/adfm.201601224）

德國馬普高分子研究所Thomas Lenz等采用軟光刻方法溶液微成型制備出雙穩態鐵電記憶二極管，最小尺寸僅為500nm。其具有較好的開路電流密度，隨尺寸減小而增加。二維數值仿真顯示其與光刻圖案化的鐵電材料的凹面形狀有關。

溶液微模塑法制備示意圖以及形貌分析

10. 多功能圖像制導光熱治療：普魯士藍（PB）涂覆NaDyF4：x%Lu納米復合材料的優化選擇

Optimization of Prussian Blue Coated NaDyF₄:x%Lu Nanocomposites for Multifunctional Imaging-Guided Photothermal Therapy（Adv. Funct. Mater., 2016,DOI: 10.1002/adfm.201601478）

首都師范大學Jing Zhou和復旦大學Fuyou Li等研究員通過摻雜不同含量的镥（Lu）離子合成出尺寸各異的NaDyF₄基納米復合材料進行實驗，最終得出NaDyF₄:50%Lu@ PB（PB涂覆含50%Lu的NaDyF₄材料）為腫瘤光熱治療的最佳功能材料，并且這種材料生物相容。

不同成分納米顆粒應用于多功能成像制導光熱治療

11. 發光材料組裝技術：通過共焦顯微高效粘合鈣鈦礦納米顆粒

Efficient Cementing of CH3NH3PbBr3 Nanoparticles to Upconversion Nanoparticles Visualized by Confocal Microscopy（Adv. Funct. Mater., 2016,DOI: 10.1002/adfm.201600786）

西班牙巴倫西亞大學María González-Béjar和Julia Pérez-Prieto等采用一種創新性的組裝策略制備出上轉換發光鈣鈦礦納米雜化材料UCn@PKCB（CH₃NH₃PbBr₃鈣鈦礦納米顆粒涂覆NaYF₄：Yb³⁺,Tm納米顆粒）。實驗證實這種技術有利于提高材料發光壽命，并且使能量共振轉移可視化。

UC_n@PKCB納米混合物的結構圖解和制備流程

12. 鋰電：大孔隙石墨烯泡沫網絡結構造就更高性能鋰電池

Ultrafast Discharge/Charge Rate and Robust Cycle Life for High-Performance Energy Storage Using Ultrafine Nanocrystals on the Binder-Free Porous Graphene Foam（Adv. Funct. Mater., 2016,DOI: 10.1002/adfm.201601355）

韓國科學技術院Yong-Hoon Kim和Jeung Ku Kang等將TiO₂納米晶集成到無粘結大孔隙石墨烯（PG）網絡泡沫中，從而制得一種分層體系結構。經測試，這種材料在高電流下展現出超快的沖/放電速率（40s），循環能力大有提高（1000次鋰離子嵌入/脫嵌循環后，庫倫效率接近100%），且較為穩定。密度泛函理論計算現實鋰離子穿過TiO2-PG界面，在無粘結界面趨于穩定。