SCIENCE CHINA Materials最新上线文章（2018.1.12）

Review

In vitro and in vivo cytocompatibility evaluation of biodegradable magnesium-based stents: a review

李萍, 周宁玲, 邱华, Manfred F Maitz, 王娟*, 黄楠*

生物可降解镁基支架细胞相容性的体内外评价: 综述

摘要: 生物可降解镁基血管支架具有临时支撑血管的作用, 用来治疗血管狭窄病变, 维持正常血流. 目前许多研究者已经报道了关于体内外评价镁基支架或其相关材料的生物安全性和应用可行性, 其中, 细胞相容性在这些评价系统中是一项非常重要的基本参数. 本文总结了包括直接法和间接法在内的体外评价方法的应用和缺陷, 以及表征细胞毒性的方法, 如MTT 和XTT等. 我们也讨论了体外细胞毒性的一些影响因素, 在直接培养法中包括样品表面粗糙度、样品表面预处理、所采用的细胞类型等; 在间接法中有样品表面积和浸提溶液体积比值、培养基中的血清浓度、浸提液中的离子积累. 此外, 我们也列出了目前关于镁基支架的体内动物实验和临床试验及其相关的结果. 本综述的目的是希望能为将来镁基支架的研发和所涉及到的评价方法提供有意义的参考.

Letter

Room-temperature sintered metal-organic framework nanocrystals: A new type of optical ceramics

叶嘉文, 周学宏, 王昱, 黄瑞康, 周浩龙, 程小宁, 马於光, 张杰鹏*

室温烧结的金属—有机框架纳米晶: 一种新型光学陶瓷

摘要: 光学陶瓷是一种透明的特种陶瓷, 可兼备单晶的高稳定性和玻璃、流体和其他非晶材料的大尺寸的优点, 是有潜力的激光增益介质. 因为对晶体尺寸和对称性有严格要求, 而且需要高温烧结过程, 只有少数无机非金属材料可用于制备光学陶瓷. 本文报道了一种由配位聚合物(或称金属—有机框架)组成的新型陶瓷. 通过简单地降低溶剂挥发速度, MAF-4(即SOD型二甲基咪唑锌, 也称ZIF-8)的纳米晶即可融合形成致密的陶瓷状块体, 甚至具有毫米级尺寸和高达84%可见光透过率. 该金属—有机光学陶瓷MOOC-1可以负载荧光染料sulforhodamine 640并保持其发光特性, 包括很高的量子产率63.6%和极低的放大自发辐射阈值31 μJ cm^-2. 其他几种金属—有机框架的纳米晶也可以在类似条件下融合成陶瓷或光学陶瓷. 考虑到金属—有机框架的结构和功能多样性, 金属—有机陶瓷不但可用作光学器件, 还可能在吸附、分离、传感等相关领域展现潜力.

Letter

A europium(III) metal-organic framework as ratiometric turn-on luminescent sensor for Al³⁺ ions

周馨慧*, 程嘉荟, 李亮, 陈强, 游宇健, 肖洪平, 黄维*

基于含铕金属-有机框架的比率turn-on型铝离子发光传感器

摘要: 本文制备了三种同构镧系金属有机框架材料(Me₂NH₂)[Ln₂L₂(NO₃)₂(_μ3-OH)(H₂O)]・2H₂O・2DMA, (Ln = Eu(1), Gd(2) and Tb(3), H₂L= 9-甲基-9-羟基-2,7-芴二羧酸, DMA = 二甲基乙酰胺). 研究结果显示它们具有三维阴离子型框架结构, 该结构可简化为含有单一的8连接型节点的体心立方(bcu)型拓扑结构. 化合物1表现出基于配体的荧光发射峰以及铕离子的特征荧光发射峰. 荧光实验表明在DMF溶液中Al³⁺会明显增强配体的荧光强度, 而对Eu³⁺的荧光强度影响却很小, 这使得1成为了优秀的比率式发光Al³⁺传感器. 在Al³⁺浓度处于0.02–0.1 mmol L⁻¹范围内时, 配体与Eu³⁺荧光强度的比值与Al³⁺浓度成正比(斜率为18,502 mol⁻¹ L). 本文证实了配体9位的羟基与Al³⁺之间的相互作用是引起配体荧光增强的主要原因.

Articles

Ir-Pd nanoalloys with enhanced surfacemicrostructure-sensitive catalytic activity for oxygen evolution reaction in acidic and alkaline media

张涛†, 廖思安†, 代林秀, 于静雯, 朱威, 张亚文*

在酸碱性介质中具有增强的表面微观结构敏感性的氧析出催化活性的铱-钯纳米合金研究

摘要: 近年来铱基催化剂已经在一系列电催化反应中被广泛研究, 氧析出反应(OER)是其中最突出的代表. 研究不同pH介质中表面微观结构敏感的催化活性对于开发高效电催化剂及其反应机理研究具有重要意义. 本文作者通过简单的一步溶剂热法合成了纳米空心球(NHSs), 纳米线(NWs)和纳米四面体(NTs)等形貌可调的Ir-Pd合金纳米晶. 通过电化学研究表明, Ir-Pd合金纳米催化剂在酸性和碱性介质中的OER活性增强表现出表面微结构敏感性. Ir-Pd NWs和NTs在酸性和碱性介质中0.25 V过电势下表现出商业Ir/C催化剂五倍以上的质量活性. XPS结果表明, 在Ir-Pd纳米催化剂表面缺陷位置产生的Ir(VI)物种可能是反应中的一种关键中间体. 在酸性介质中, Ir-Pd纳米催化剂的比活性与Ir-Pd纳米催化剂表面粗糙度呈正相关, 即NWs > NHSs > NTs. 而碱性介质中由于位于表面缺陷位点的IrO₄²⁻物种快速分解阻碍了Ir(VI)物种的形成, 改变了Ir-Pd纳米催化剂的OER活性顺序.

Articles

Graphene-templated synthesis of sandwich-like porous carbon nanosheets for efficient oxygen reduction reaction in both alkaline and acidic media

汪韬, 王健宇, 王绪, 杨佳, 刘建国*, 徐航勋*

石墨烯模板法制备类似三明治结构的多孔碳纳米片用于高效催化酸/碱性条件下氧还原反应的研究

摘要: 开发低成本, 高性能氧还原反应(ORR)电催化剂对于燃料电池和金属空气电池的规模化应用至关重要. 基于石墨烯的碳催化剂已经被广泛用于碱性电解质中的ORR. 然而, 与Pt/C催化剂相比, 石墨烯基催化剂在酸性电解质中的性能仍然需要进一步提升. 在这个工作中, 我们发展了一种非常高效的模板方法来制备基于石墨烯的具有三明治结构的多孔碳纳米片电催化剂, 其在碱性和酸性电解质中均具有非常好的ORR催化性能. 首先, 被氧化石墨烯吸附的苯二胺分子通过氧化聚合形成富氮聚合物网络, 接着铁(Fe)盐被吸附到聚合物网络中, 并且在热解之后形成ORR活性位点Fe–N–C以及Fe, FeS和FeN0.05纳米颗粒, 最终得到类似三明治结构的碳纳米片ORR电催化剂. 由于这种结构中存在较高密度的ORR活性位点, 所获得的催化剂显示出非常高效的ORR活性, 在0.1 mol L⁻¹ KOH中半波电位比Pt/C高30 mV. 更重要的是, 在0.1 mol L⁻¹ HClO₄中, 催化剂的半波电位仅比Pt/C低约40 mV. 这种独特的平面三明治结构可以在催化反应中暴露出丰富的ORR活性位点, 同时, 石墨烯层和多孔结构可以提高电导率以及促进传质, 这两者对于实现高活性ORR催化至关重要. 在碱性和酸性条件中, 突出的电催化活性和耐久性表明这些碳纳米片作为贵金属基ORR催化剂的替代物具有很大的潜力, 优秀的锌空气电池和质子交换膜燃料电池性能直接证实这种材料在实际电化学能源转化装置中也非常有应用前景.

Highlight

A breakthrough in direct conversion of methane to oxygenates under mild conditions

Yan-Xia Zhao, Sheng-Gui He*

Highlight

Towards high-density recording of brain-wide neural activity

Bo Liang, Xuesong Ye*

Highlight

Graphene-based membranes for organic solvent Nanofiltration

Ruirui Hu and Hongwei Zhu*

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