Adv. Funct. Mater. 最新文献快讯专题Volume26 Issue30

本期专题跟踪了Advanced Functional Materials于2016年8月9日见刊（Volume 26, Issue 30）的21篇材料相关文献，涉及领域：太阳能电池、荧光纳米颗粒、半导体、密度泛函理论等。

其中中国研究机构发布8篇（以期刊中出现顺序排序）：中科院理化所、中国院理化所/北京师范大学、苏州大学、国家纳米科学中心、浙江大学、北京大学、重庆大学/厦门大学、中国科学院长春应用化学所。

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1、电致发光：铁电聚合物控制电荷注入的非易失性电致发光存储器

Non-Volatile Polymer Electroluminescence Programmable with Ferroelectric Field-Induced Charge Injection Gate（Adv.Funct.Mater., 2016, DOI: 10.1002/adfm.201670191）

直流编程、交流读取的聚合物电致发光存储器的原理图

韩国延世大学Cheolmin Park等人通过利用可编程偏振，即在电场内置一种铁电聚合物来控制电致发光器件载流子的注入，获得了一种非易失性的电致发光存储器。对于这种存储器，任意选择的电致发光状态都可以编程，并且可重复删除长时间的电致发光记忆。这项研究将有助于成像和运动传感器的信息存储。

文/风之翼

2、钙钛矿太阳能电池：黄铁矿基的双功能层用于优异稳定性及高性能的有机铅卤化物钙钛矿太阳能电池

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双功能层的结构示意图、SEM图、能带特征及光电性能

韩国科学技术研究所Min Jae Ko等人采用硬脂胺包裹的黄铁矿（ODA-FeS2 NPs）作为双功能层（电荷提取层及防水层），设计出机铅卤化物钙钛矿太阳能电池。这种基于ODA-FeS2 NPs层的器件可以达到12.6%的效率且能在相对湿度50%环境下稳定工作1000小时，这有望突破钙钛矿太阳能电池进入商用化的局限。

文/能源小将

3、纳米材料：构建氧化铁空心纳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）

氧化铁空心纳米颗粒对大肠杆菌和表皮葡萄球菌的抗菌机制示意图

昆士兰大学Yusilawati Ahmad Nor（第一作者）和余承忠（通讯作者）等学者设计制造了一种磁性空心纳米微球。较无磁性的赤铁矿空心纳米微球和传统磁铁矿颗粒（直径＜50nm）而言，磁性空心纳米微球在细胞环境中铁离子的高浸出作用能够产生更为大量的活性氧，从而达到杀菌的作用。预计在抗菌药物应用方面将会大显身手。

文/Newgate

4、中科院理化所-超分子聚合物：氢键超分子聚合物的比例光学氧气纳米探针

A Hydrogen-Bonded-Supramolecular-Polymer-Based Nanoprobe for Ratiometric Oxygen Sensing in Living Cells（Adv. Funct. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adfm.201601831）

（a） 三单体结构；（b）微乳液法合成SPNPs

中国科学院理化所的陈玉哲副研究员等人首次报道了一种基于氢键超分子聚合物的比例光学氧气纳米探针（SPNP）。其制备过程简单并且可以通过轻松地改变单体的结构来调整纳米探针的性能。该项工作将引领设计出生物领域用于其他重要分析的SPNPs。

文/席路

5、 致密的水凝胶中可再造的软骨微颗粒诱发人骨髓干细胞的分化

Dissociated and Reconstituted Cartilage Microparticles in Densified Collagen Induce Local hMSC Differentiation（Adv. Funct. Mater. , 2016, DOI: 10.1002/asfm.201601877）

脱细胞软骨微颗粒及成分

普渡大学的Dr.T.Novak(通讯作者）和科罗拉多大学波德分校的B.Seelbinder（通讯作者）等人研发出可再造的胶原水凝胶系统。这项研究克服了脱细胞化的关节软骨受到植入分散和因交联影响细胞分化的限制。

文/李伦

6、太阳能电池：倒置顶部发光聚合物太阳能电池的ITO层

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）

微腔结构太阳能电池结构示意图

韩国浦项工科大学的Wan Jae Dong等人研究表明将微腔结构应用于聚合物太阳能电池中可以增大有源层的光吸收，使达到稳态的时间由原来的3.8 fs提升到6.6 fs。采用微腔结构的聚合物太阳能电池在塑料薄膜和不透明铜箔基底的光转换效率分别为6.4%的和6.1%。

文/大宋

7、水凝胶：基于光热响应纳米复合水凝胶的波导微驱动器

Waveguiding Microactuators Based on a Photothermally Responsive Nanocomposite Hydrogel（Adv. Funct. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adfm.201601569）

驱动器制备原理图

麻省大学阿默斯特分校Ryan C. Hayward等人开发出基于光热可寻址纳米复合水凝胶的波导驱动器。在可见光或532nm波导激光的照射下，这种微图案化双层器件表现出高度可逆的弯曲形变行为，其弯曲度比先前的研究高出2个数量级。

文/ Shi-xiong Chern

8、界面二维电子气：通过水的吸附和质子跳跃控制界面的电荷转移

Charge Transfer to LaAlO3 /SrTiO3 Interfaces Controlled by Surface Water Adsorption and Proton Hopping(Adv. Funct. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adfm.201600820)

a 空气中保存的LAO/STO样品的XPS谱，观察到了羟基
b、c 低密度水分子接触到AlO2表面 d 表面水分子增加，形成复杂的价带网络

西弗吉尼亚州大学Cheng Cen（通讯作者）等人系统地研究了LaAlO3 /SrTiO3 （LAO/STO）异质结表面的水分子吸附。他们发现水分子的自发化学吸附使表面的悬挂键饱和，导致界面二维电子气的形成。特别地，当水基离子（质子或羟基）分布不均时，表面吸附物会主导界面电子的掺杂或耗尽。

文/房驰

9、超级电容器：自支撑石墨烯瓣状泡沫上生长分级镍钴氢氧化物瓣片结构的高能量不对称超级电容器

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)

自支撑石墨烯泡沫复合Ni-Co氢氧化物瓣状结构的电镜照片

美国普渡大学Timothy S. Fisher等人利用微波等离子体化学沉积技术（MPCVD），制备了自支撑的瓣状石墨烯泡沫上的具有分级结构的Ni-Co氢氧化物瓣片复合材料，将其用作不对称电容器。这种电容器的比电容高达765 F cm−3，平均最大能量密度为10 mWh cm−3 ，平均最大功率密度为3 W cm−3,全电容保持循环次数超过15000次。

文/东海木子李

10、密度泛函理论：观察和调控钙钛矿型氧化物的功函数

Understanding and Controlling the Work Function of Perovskite Oxides Using Density Functional Theory（Advanced Functional Materials, 2016, DOI: 10.1002/adfm.201600243）

理想立方钙钛矿（A）和赝立方钙钛矿（B）的晶体结构

美国威斯康星大学Dane Morgan等人通过密度泛函理论预测了一系列钙钛矿（ABO3形式）功函数的趋势，结果显示以AO- 和 BO2-为尾端的（001）晶向的表面功函数可以利用电子能带填充、键杂化作用和表面偶极子等概念来描述。

文/周健

11、中国院理化所/北京师范大学-荧光纳米粒子：四氢键超分子基荧光纳米粒子

Supramolecular Polymeric Fluorescent Nanoparticles Based on Quadruple Hydrogen Bonds（Adv. Funct. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adfm.201600593）

从双-UPY单体制备（纳米荧光颗粒）FNPs的示意图

中科院理化所杨清正教授等人发现了一种简洁的制备超分子基荧光纳米粒子的方法。超分子可以有效地引入均匀的荧光纳米粒子。该发光带非常宽，从蓝光宽带到近红外线，并且很容易控制。该技术已经可以应用于荧光油墨和活细胞成像。

文/杜征峥

12、苏州大学-光动力治疗：MnO2改善肿瘤微环境中的组织缺氧

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纳米微颗粒的合成和特点

苏州大学刘庄教授、许利耕讲师、朱然讲师等人通过把二氢卟吩(Ce6)加载到二氧化锰（MnO2）并用聚乙烯乙二醇（PEG)表面改性合成Ce6@MnO2-PEG发现可以增强光动力治疗的效率，这是由于二氧化锰MnO2与过氧化氢H2O2发生反应产生氧气，改善了在光动力治疗中由于组织缺氧使肿瘤抵制力增加的情况。

文/李伦

13、国家纳米科学中心-异质结：基于MoTe2/MoS2的配置依赖型电学可调范德瓦尔斯异质结

Configuration-Dependent Electrically Tunable Van der Waals Heterostructures Based on MoTe2/MoS2
(Adv. Funct. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adfm.201601349)

MoTe2/MoS2范德瓦尔斯异质结器件的结构示意图

国家纳米科学中心何军教授等人设计了两个非对称配置的MoTe2/MoS2范德瓦尔斯异质结器件，通过比较发现，器件结构对整流行为和光伏效应中的开启电压没有影响；而漏电流、短路电流和光响应性能对器件配置有很强的依赖性。该工作为研究范德瓦尔斯异质结的内在性质和优化器件结构性能提供了指导性原则。

文/灵寸

14、反铁磁材料：反铁磁IrMn电极用于自旋热电器件及其在混合热电堆的优势

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）

磁热电堆原理图及IrMn/CoFeB的热电性能

韩国科学技术院Byong-Guk Park及韩国忠南大学Jong-Ryul Jeong等人首次使用两种特点鲜明的反铁磁IrMn材料实现首个自旋热电堆的形成的例子：即反自旋霍尔效应及交换偏置。在拥有交换偏置IrMn/CoFeB（交替的磁场校准由IrMn厚度与交换偏置的依赖关系实现）的自旋热电堆中热电信号被成功放大。这将为实际的自旋热电器件打下基础。

文/能源小将

15、浙江大学-金属膜材料：图案化的柔性表面等离子体金属膜材料的制作方法

Flexible Plasmonic Metasurfaces with User-Designed Patterns for Molecular Sensing and Cryptography（Adv. Funct. Mater. , 2016, DOI: 10.1002/adfm.201601154）

图案化材料效果

浙江大学应义斌教授、刘湘江讲师等人通过采用低成本材料及简单的技术，开发出了制造了一种图案化的柔性表面等离子体金属膜材料（简称FPPM）的方法。该方法成本低、操作简单且合成效率高，使得FPPM具有良好实际应用前景，如防伪标签、医疗手环等。

文/黄琼

16、北京大学 纳米发电机：可控直接静电放电的非对称静电纳米发电机

Asymmetrical Triboelectric Nanogenerator with Controllable Direct Electrostatic Discharge（Adv. Funct. Mater，2016，DOI: 10.1002/adfm.201600909）

A-TENG的设计和布局

北京大学张海霞教授等人提出一种非对称静电纳米发电机(A-TENG)，分析了其在大气中接触带电和静电放电(ESD)现象。该课题组总结了四个不同的步骤来描述不规则静电放电达到稳定之前的过渡状态，系统地研究了接触材料、接触压力、倾斜角、表面形貌等因素以调节和控制静电放电的频率和效率。

文/背逆时光

17、重庆大学/厦门大学-“纳米渔网”结构：更强韧蜘蛛丝纤维

“Nano-Fishnet” Structure Making Silk Fibers Tougher（Adv. Funct. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adfm.201600813）

从蜘蛛和蚕中取出纤维的实验照片及丝纤维的断裂应力与β-晶型密度和取向的关系图

重庆大学刘如川教授（通讯作者、第一作者）和厦门大学刘向阳教授（通讯作者）等人证实了蜘蛛丝和蚕丝具有“纳米渔网”状网络，该“纳米渔网”结构是自然界中最柔韧、最坚固的结构之一。单根丝的拉伸力学模式显示丝纳米纤维中的β-微晶体是“纳米渔网”的交联点，这使得细蜘蛛丝的强度能比淀粉状蛋白样和独立未交联的分子链结构高1000倍。

文/鲁健

18、中科院长春应化所：用于高效汞水分离的宽层距MoS2纳米片

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）不同层距和缺陷的MoS2纳米层 （b）汞水分离实验照片

中科院长春应化所逯乐慧教授等人发现控制MoS2纳米片的宽距和缺陷能够有效进行汞水分离，从而扩展了过渡金属硫化物的应用，也为净化工业废水提供了新思路。

文/Newgate

19、固态染料敏化太阳能电池：弱共轭混合锌卟啉敏化剂

Weakly Conjugated Hybrid Zinc Porphyrin Sensitizers for Solid-State Dye-Sensitized Solar Cells（Adv. Funct. Mater, 2016, DOI: 10.1002/adfm.201601120）

固态染料敏化太阳能电池的结构图及其横截面的SEM图

洛桑联邦理工大学Mohammad Khaja Nazeeruddin教授和卡塔尔大学Shaheen A. Al-Muhtaseb教授等人通过分子工程制备了弱共轭混合卟啉系统作为固态染料敏化太阳能电池有效的敏化剂。同时，他们还对分子结构对光学和电化学性能的影响、电荷提取的动力学以及光伏性能进行了系统的研究。

文/背逆时光

20、共混反应：通过聚（1,3,5-六氢-1,3,5-三嗪）的化学物理共混反应形成热学性能不同的产物

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材料的动态力学分析

IBM研究实验室James L. Hedrick和美国西北大学的研究人员等人为获得良好的力学性能与热性能的材料，在传统两相物理共混反映的基础上，通过化学交联和逐层沉积的共混方式，解决了传统界面粘附的问题。这使聚（1,3,5-六氢-1,3,5-三嗪）具有了良好的热力学性能和机械性能。

文/杜征峥

21、仿生纳米复合材料：三维晶格中的有序二维材料

Bioinspired Nanocomposites: Ordered 2D Materials Within a 3D Lattice（Adv. Funct. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adfm.201601318）

方解石单晶的代表性HRSEM照片

意大利博洛尼亚大学的Giuseppe Falini和以色列理工学院的Boaz Pokroy等人将氧化石墨（GO）掺杂到方解石单晶的晶格中，制备出一种全新的碳基纳米复合材料。与纯方解石相比，该GO/方解石晶体复合材料具有更低的弹性模量和更高的硬度。这项研究的结果表明，在三维晶格中掺入二维材料不仅是可行的，而且可以促进具有新性能的混合晶体的形成。该成果是将二维有机材料掺入单晶晶格的首次报道。

文/鲁健

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