Adv. Funct. Mater. 最新文獻快訊專題Volume26 Issue30
本期專題跟蹤了Advanced Functional Materials于2016年8月9日見刊（Volume 26, Issue 30）的21篇材料相關文獻，涉及領域：太陽能電池、熒光納米顆粒、半導體、密度泛函理論等。
其中中國研究機構發布8篇（以期刊中出現順序排序）：中科院理化所、中國院理化所/北京師范大學、蘇州大學、國家納米科學中心、浙江大學、北京大學、重慶大學/廈門大學、中國科學院長春應用化學所。
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1、電致發光：鐵電聚合物控制電荷注入的非易失性電致發光存儲器
Non-Volatile Polymer Electroluminescence Programmable with Ferroelectric Field-Induced Charge Injection Gate（Adv.Funct.Mater., 2016, DOI: 10.1002/adfm.201670191）
直流編程、交流讀取的聚合物電致發光存儲器的原理圖
韓國延世大學Cheolmin Park等人通過利用可編程偏振，即在電場內置一種鐵電聚合物來控制電致發光器件載流子的注入，獲得了一種非易失性的電致發光存儲器。對于這種存儲器，任意選擇的電致發光狀態都可以編程，并且可重復刪除長時間的電致發光記憶。這項研究將有助于成像和運動傳感器的信息存儲。
文/風之翼
2、鈣鈦礦太陽能電池：黃鐵礦基的雙功能層用于優異穩定性及高性能的有機鉛鹵化物鈣鈦礦太陽能電池
Pyrite-Based Bi-Functional Layer for Long-Term Stability and High-Performance of Organo-Lead Halide Perovskite Solar Cells（Adv. Funct. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adfm.201601119）
ODA-FeS2 NPs雙功能層的結構示意圖、SEM圖、能帶特征及光電性能
韓國科學技術研究所Min Jae Ko等人采用硬脂胺包裹的黃鐵礦（ODA-FeS2 NPs）作為雙功能層（電荷提取層及防水層），設計出機鉛鹵化物鈣鈦礦太陽能電池。這種基于ODA-FeS2 NPs層的器件可以達到12.6%的效率且能在相對濕度50%環境下穩定工作1000小時，這有望突破鈣鈦礦太陽能電池進入商用化的局限。
文/能源小將
3、納米材料：構建氧化鐵空心納米球以提高抗菌性能
Engineering Iron Oxide Hollow Nanospheres to Enhance Antimicrobial Property: Understanding the Cytotoxic Origin in Organic Rich Environment（Adv. Funct. Mater. , 2016, DOI: 10.1002/adfm.201601459）
氧化鐵空心納米顆粒對大腸桿菌和表皮葡萄球菌的抗菌機制示意圖
昆士蘭大學Yusilawati Ahmad Nor（第一作者）和余承忠（通訊作者）等學者設計制造了一種磁性空心納米微球。較無磁性的赤鐵礦空心納米微球和傳統磁鐵礦顆粒（直徑＜50nm）而言，磁性空心納米微球在細胞環境中鐵離子的高浸出作用能夠產生更為大量的活性氧，從而達到殺菌的作用。預計在抗菌藥物應用方面將會大顯身手。
文/Newgate
4、中科院理化所-超分子聚合物：氫鍵超分子聚合物的比例光學氧氣納米探針
A Hydrogen-Bonded-Supramolecular-Polymer-Based Nanoprobe for Ratiometric Oxygen Sensing in Living Cells（Adv. Funct. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adfm.201601831）
（a） 三單體結構；（b）微乳液法合成SPNPs
中國科學院理化所的陳玉哲副研究員等人首次報道了一種基于氫鍵超分子聚合物的比例光學氧氣納米探針（SPNP）。其制備過程簡單并且可以通過輕松地改變單體的結構來調整納米探針的性能。該項工作將引領設計出生物領域用于其他重要分析的SPNPs。
文/席路
5、 致密的水凝膠中可再造的軟骨微顆粒誘發人骨髓干細胞的分化
Dissociated and Reconstituted Cartilage Microparticles in Densified Collagen Induce Local hMSC Differentiation（Adv. Funct. Mater. , 2016, DOI: 10.1002/asfm.201601877）
脫細胞軟骨微顆粒及成分
普渡大學的Dr.T.Novak(通訊作者）和科羅拉多大學波德分校的B.Seelbinder（通訊作者）等人研發出可再造的膠原水凝膠系統。這項研究克服了脫細胞化的關節軟骨受到植入分散和因交聯影響細胞分化的限制。
文/李倫
6、太陽能電池：倒置頂部發光聚合物太陽能電池的ITO層
Dual Effect of ITO-Interlayer on Inverted Top-Illuminated Polymer Solar Cells: Wetting of Polyelectrolyte and Tuning of Cavity（Adv. Funct. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adfm.201601764）
微腔結構太陽能電池結構示意圖
韓國浦項工科大學的Wan Jae Dong等人研究表明將微腔結構應用于聚合物太陽能電池中可以增大有源層的光吸收，使達到穩態的時間由原來的3.8 fs提升到6.6 fs。采用微腔結構的聚合物太陽能電池在塑料薄膜和不透明銅箔基底的光轉換效率分別為6.4%的和6.1%。
文/大宋
7、水凝膠：基于光熱響應納米復合水凝膠的波導微驅動器
Waveguiding Microactuators Based on a Photothermally Responsive Nanocomposite Hydrogel（Adv. Funct. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adfm.201601569）
驅動器制備原理圖
麻省大學阿默斯特分校Ryan C. Hayward等人開發出基于光熱可尋址納米復合水凝膠的波導驅動器。在可見光或532nm波導激光的照射下，這種微圖案化雙層器件表現出高度可逆的彎曲形變行為，其彎曲度比先前的研究高出2個數量級。
文/ Shi-xiong Chern
8、界面二維電子氣：通過水的吸附和質子跳躍控制界面的電荷轉移
Charge Transfer to LaAlO3 /SrTiO3 Interfaces Controlled by Surface Water Adsorption and Proton Hopping (Adv. Funct. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adfm.201600820)
a 空氣中保存的LAO/STO樣品的XPS譜，觀察到了羥基
b、c 低密度水分子接觸到AlO2表面 ?d 表面水分子增加，形成復雜的價帶網絡
西弗吉尼亞州大學Cheng Cen（通訊作者）等人系統地研究了LaAlO3 /SrTiO3 （LAO/STO）異質結表面的水分子吸附。他們發現水分子的自發化學吸附使表面的懸掛鍵飽和，導致界面二維電子氣的形成。特別地，當水基離子（質子或羥基）分布不均時，表面吸附物會主導界面電子的摻雜或耗盡。
文/房馳
9、超級電容器：自支撐石墨烯瓣狀泡沫上生長分級鎳鈷氫氧化物瓣片結構的高能量不對稱超級電容器
Hierarchical Ni–Co Hydroxide Petals on Mechanically Robust Graphene Petal Foam for High-Energy Asymmetric Supercapacitors (Adv. Funct. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adfm.201600879)
自支撐石墨烯泡沫復合Ni-Co氫氧化物瓣狀結構的電鏡照片
美國普渡大學Timothy S. Fisher等人利用微波等離子體化學沉積技術（MPCVD），制備了自支撐的瓣狀石墨烯泡沫上的具有分級結構的Ni-Co氫氧化物瓣片復合材料，將其用作不對稱電容器。這種電容器的比電容高達765 F cm?3，平均最大能量密度為10 mWh cm?3 ，平均最大功率密度為3 W cm?3,全電容保持循環次數超過15000次。
文/東海木子李
10、密度泛函理論：觀察和調控鈣鈦礦型氧化物的功函數
Understanding and Controlling the Work Function of Perovskite Oxides Using Density Functional Theory（Advanced Functional Materials, 2016, DOI: 10.1002/adfm.201600243）
理想立方鈣鈦礦（A）和贗立方鈣鈦礦（B）的晶體結構
美國威斯康星大學Dane Morgan等人通過密度泛函理論預測了一系列鈣鈦礦（ABO3形式）功函數的趨勢，結果顯示以AO- 和 BO2-為尾端的（001）晶向的表面功函數可以利用電子能帶填充、鍵雜化作用和表面偶極子等概念來描述。
文/周健
11、中國院理化所/北京師范大學-熒光納米粒子：四氫鍵超分子基熒光納米粒子
Supramolecular Polymeric Fluorescent Nanoparticles Based on Quadruple Hydrogen Bonds（Adv. Funct. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adfm.201600593）
從雙-UPY單體制備（納米熒光顆粒）FNPs的示意圖
中科院理化所楊清正教授等人發現了一種簡潔的制備超分子基熒光納米粒子的方法。超分子可以有效地引入均勻的熒光納米粒子。該發光帶非常寬，從藍光寬帶到近紅外線，并且很容易控制。該技術已經可以應用于熒光油墨和活細胞成像。
文/杜征崢
12、蘇州大學-光動力治療：MnO2改善腫瘤微環境中的組織缺氧
Modulation of Hypoxia in Solid Tumor Microenvironment with MnO2 Nanoparticles to Enhance Photodynamic Therapy（Adv. Funct. Mater.，2016，DOI:10.1002/asfm.201600676）
Ce6@MnO2-PEG納米微顆粒的合成和特點
蘇州大學劉莊教授、許利耕講師、朱然講師等人通過把二氫卟吩(Ce6)加載到二氧化錳（MnO2）并用聚乙烯乙二醇（PEG)表面改性合成Ce6@MnO2-PEG發現可以增強光動力治療的效率，這是由于二氧化錳MnO2與過氧化氫H2O2發生反應產生氧氣，改善了在光動力治療中由于組織缺氧使腫瘤抵制力增加的情況。
文/李倫
13、國家納米科學中心-異質結：基于MoTe2/MoS2的配置依賴型電學可調范德瓦爾斯異質結
Configuration-Dependent Electrically Tunable Van der Waals Heterostructures Based on MoTe2/MoS2
(Adv. Funct. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adfm.201601349)
MoTe2/MoS2范德瓦爾斯異質結器件的結構示意圖
國家納米科學中心何軍教授等人設計了兩個非對稱配置的MoTe2/MoS2范德瓦爾斯異質結器件，通過比較發現，器件結構對整流行為和光伏效應中的開啟電壓沒有影響；而漏電流、短路電流和光響應性能對器件配置有很強的依賴性。該工作為研究范德瓦爾斯異質結的內在性質和優化器件結構性能提供了指導性原則。
文/靈寸
14、反鐵磁材料：反鐵磁IrMn電極用于自旋熱電器件及其在混合熱電堆的優勢
Utilization of the Antiferromagnetic IrMn Electrode in Spin Thermoelectric Devices and Their Beneficial Hybrid for Thermopiles（Adv. Funct. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adfm.201505514）
磁熱電堆原理圖及IrMn/CoFeB的熱電性能
韓國科學技術院Byong-Guk Park及韓國忠南大學Jong-Ryul Jeong等人首次使用兩種特點鮮明的反鐵磁IrMn材料實現首個自旋熱電堆的形成的例子：即反自旋霍爾效應及交換偏置。在擁有交換偏置IrMn/CoFeB（交替的磁場校準由IrMn厚度與交換偏置的依賴關系實現）的自旋熱電堆中熱電信號被成功放大。這將為實際的自旋熱電器件打下基礎。
文/能源小將
15、浙江大學-金屬膜材料：圖案化的柔性表面等離子體金屬膜材料的制作方法
Flexible Plasmonic Metasurfaces with User-Designed Patterns for Molecular Sensing and Cryptography（Adv. Funct. Mater. , 2016, DOI: 10.1002/adfm.201601154）
圖案化材料效果
浙江大學應義斌教授、劉湘江講師等人通過采用低成本材料及簡單的技術，開發出了制造了一種圖案化的柔性表面等離子體金屬膜材料（簡稱FPPM）的方法。該方法成本低、操作簡單且合成效率高，使得FPPM具有良好實際應用前景，如防偽標簽、醫療手環等。
文/黃瓊
16、北京大學 納米發電機：可控直接靜電放電的非對稱靜電納米發電機
Asymmetrical Triboelectric Nanogenerator with Controllable Direct Electrostatic Discharge（Adv. Funct. Mater，2016，DOI: 10.1002/adfm.201600909）
A-TENG的設計和布局
北京大學張海霞教授等人提出一種非對稱靜電納米發電機(A-TENG)，分析了其在大氣中接觸帶電和靜電放電(ESD)現象。該課題組總結了四個不同的步驟來描述不規則靜電放電達到穩定之前的過渡狀態，系統地研究了接觸材料、接觸壓力、傾斜角、表面形貌等因素以調節和控制靜電放電的頻率和效率。
文/背逆時光
17、重慶大學/廈門大學-“納米漁網”結構：更強韌蜘蛛絲纖維
“Nano-Fishnet” Structure Making Silk Fibers Tougher（Adv. Funct. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adfm.201600813）
從蜘蛛和蠶中取出纖維的實驗照片及絲纖維的斷裂應力與β-晶型密度和取向的關系圖
重慶大學劉如川教授（通訊作者、第一作者）和廈門大學劉向陽教授（通訊作者）等人證實了蜘蛛絲和蠶絲具有“納米漁網”狀網絡，該“納米漁網”結構是自然界中最柔韌、最堅固的結構之一。單根絲的拉伸力學模式顯示絲納米纖維中的β-微晶體是“納米漁網”的交聯點，這使得細蜘蛛絲的強度能比淀粉狀蛋白樣和獨立未交聯的分子鏈結構高1000倍。
文/魯健
18、中科院長春應化所：用于高效汞水分離的寬層距MoS2納米片
MoS2 Nanosheets with Widened Interlayer Spacing for High-Efficiency Removal of Mercury in Aquatic Systems（Adv. Funct. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adfm.201601338）
（a）不同層距和缺陷的MoS2納米層 （b）汞水分離實驗照片
中科院長春應化所逯樂慧教授等人發現控制MoS2納米片的寬距和缺陷能夠有效進行汞水分離，從而擴展了過渡金屬硫化物的應用，也為凈化工業廢水提供了新思路。
文/Newgate
19、固態染料敏化太陽能電池：弱共軛混合鋅卟啉敏化劑
Weakly Conjugated Hybrid Zinc Porphyrin Sensitizers for Solid-State Dye-Sensitized Solar Cells（Adv. Funct. Mater, 2016, DOI: 10.1002/adfm.201601120）
固態染料敏化太陽能電池的結構圖及其橫截面的SEM圖
洛桑聯邦理工大學Mohammad Khaja Nazeeruddin教授和卡塔爾大學Shaheen A. Al-Muhtaseb教授等人通過分子工程制備了弱共軛混合卟啉系統作為固態染料敏化太陽能電池有效的敏化劑。同時，他們還對分子結構對光學和電化學性能的影響、電荷提取的動力學以及光伏性能進行了系統的研究。
文/背逆時光
20、共混反應：通過聚（1,3,5-六氫-1,3,5-三嗪）的化學物理共混反應形成熱學性能不同的產物
Tailorable Thermal Properties Through Reactive Blending Using Orthogonal Chemistries and Layer-by-Layer Deposition of Poly(1,3,5-hexahydro-1,3,5-triazine) Networks（Adv. Funct. Mater. , 2016, DOI: 10.1002/adfm.201600661）
PHT材料的動態力學分析
IBM研究實驗室James L. Hedrick和美國西北大學的研究人員等人為獲得良好的力學性能與熱性能的材料，在傳統兩相物理共混反映的基礎上，通過化學交聯和逐層沉積的共混方式，解決了傳統界面粘附的問題。這使聚（1,3,5-六氫-1,3,5-三嗪）具有了良好的熱力學性能和機械性能。
文/杜征崢
21、仿生納米復合材料：三維晶格中的有序二維材料
Bioinspired Nanocomposites: Ordered 2D Materials Within a 3D Lattice（Adv. Funct. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adfm.201601318）
方解石單晶的代表性HRSEM照片
意大利博洛尼亞大學的Giuseppe Falini和以色列理工學院的Boaz Pokroy等人將氧化石墨（GO）摻雜到方解石單晶的晶格中，制備出一種全新的碳基納米復合材料。與純方解石相比，該GO/方解石晶體復合材料具有更低的彈性模量和更高的硬度。這項研究的結果表明，在三維晶格中摻入二維材料不僅是可行的，而且可以促進具有新性能的混合晶體的形成。該成果是將二維有機材料摻入單晶晶格的首次報道。
文/魯健
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