本周精选
1. 德州农工大学 Nat. Commun.|使用像素化非成像微光学实现定向热辐射与显示
传统的热辐射通常为非定向且宽带，限制了其在热管理、成像等应用中的效率。德州农工大学研究团队开发了一种像素化定向微发射器（PDME），能够实现极宽带、无偏振选择性的定向热辐射控制。PDME利用非成像光学原理，通过微型抛物面反射器限制热辐射的发射角，达到高度定向的热传输。研究还展示了PDME在红外伪装与定向信息显示中的应用，使信息仅在特定角度可见。这一新型结构在热管理、热光伏以及安全通信等领域具有广阔前景。
链接:https://doi.org/10.1038/s41467-024-48826-9
2. 北航Nat. Commun.|基于电致变色调制的片上微型光谱仪
开发了一种基于电致变色滤波器的计算光谱单元，通过电化学调制提高光谱采样数，提升光谱分辨率。该滤波器集成在光电探测器像素上，通过离子和电子的注入和脱嵌引发电致变色材料的氧化还原反应，调控滤波器的光谱响应。实验表明，随着施加电压的增加，光谱分辨率显著提升，两光谱峰间距10 nm的光谱能够清晰分辨。该技术具有体积小、成本低等优势，适用于便携光学传感和实验室芯片系统，具备较强的潜力。
链接: https://doi.org/10.1038/s41377-024-01638-4
3. 以色列内盖夫本古里安大学 Nat. Commun.|光致MOF合成实现复合光热材料
目前许多传统的MOF合成是在高温下进行的冗长的溶剂热过程。在此，作者利用双锥体金纳米颗粒（ AuBPs ）的等离子体光热能力，开发了一种快速光诱导合成MOF的方法。利用520nm、660nm和850nm的不同波长合成了四种不同的MOF ，证明了光诱导方法的普遍性。此外，通过调节光照， AuBPs可以嵌入MOF或维持在上清液中。值得注意的是，嵌入AuBPs的MOF （AuBP@UIO-66）保留了其等离子体特性以及MOF典型的非凡表面积。光热材料AuBP@UIO-66具有明显的光致加热响应，可用于超快脱附和MOF活化。
链接:https://doi.org/10.1038/s41467-024-45333-9
4.瑞士洛桑联邦理工学院 Science|阳离子设计策略抑制钙钛矿在高效稳定的太阳能组件中的降解
发现含有N,N-二甲基亚甲基氯化铵盐([Dmei]Cl)的钙钛矿前驱体溶液不仅能够形成二甲基铵阳离子，而且能够形成未曾观测发现的甲基四氢三嗪阳离子[MTTZ]+（methyltetrahydrotriazinium），能够显著改善钙钛矿薄膜的质量。原位形成的[MTTZ]+离子导致碘缺陷的形成能变大，增强碘离子和铯离子的迁移能垒，抑制非辐射复合、热分解、相分离等。优化后，面积为27.2 cm2的钙钛矿组件的效率为23.2%，稳态效率达到23.0%。
链接: https://doi.org/10.1126/science.ado6619
5. 南京大学Nature|定制的二维钙钛矿在全钙钛矿叠层太阳电池中实现均匀接触
通过引入4-氟苯乙胺(F-PEA)和4-三氟甲基苯基铵(CF3-PA)的混合物来解决不均匀的问题，创建一个定制的二维钙钛矿层(TTDL)，其中F-PEA在表面形成二维钙钛矿，减少了接触损耗和不均匀性，CF3-PA增强了电荷提取和传输。结果，在平方厘米规模的1.77 eV宽带隙钙钛矿太阳能电池中展示了1.35 V的高开路电压和20.5%的效率。通过与窄带隙钙钛矿子电池堆叠，报告了1.05 cm2全钙钛矿串联叠层电池，可提供28.5%（认证为28.2%）的效率。
链接:https://doi.org/10.1038/s41586-024-08158-6
6.天津理工大学 Angew|无牺牲剂的新型无机-有机双光敏自组装系统实现高效人工光合作用
通过共价连接和静电驱动的方法构建了一种双核金属芘光敏分子 （Py-Co2L）和钙钛矿（PVK）量子点自组装的有机无机系统，即PVK@[Py-Co2L]。以H2O为电子供体，在没有牺牲剂的情况下，PVK@[Py-Co2L]光催化CO2RR的CO产率为105.24μmol·g-1·h-1，远高于PVK （105.24μmol·g-1·h-1）和PVK@Co2L （32.30μmol·g-1·h-1）。实验结果和理论研究表明，连接在Co2L上的芘促进了钙钛矿量子点向双核金属分子的电子传递。此外，该策略也可以推广到光催化氢演化与醇氧化耦合。
链接: https://doi.org/10.1002/anie.202417373
7.大阪大学Light|基于柱形结构二氧化硅覆盖层保护的银纳米岛：实现荧光和拉曼光谱的长距离增强
虽然通过修改等离激元纳米结构能够扩展SERS和表面增强荧光的有效增强范围，但实现足够长距离的增强仍然是一个挑战。作者通过厚度超过100 nm的柱状结构二氧化硅覆盖层的密切随机阵列Ag纳米岛实现长距离荧光和拉曼散射增强，即远程等离激元增强（RPE）。实现RPE的关键元素是柱状结构二氧化硅层（CSS），避免密集随机排列的银纳米岛（AgNIs）和分析物分子之间相互的不利影响。此外，本研究还成功展示了RPE在增强活细胞荧光生物传感和生物组织拉曼成像方面的实际应用。有望实现高分析灵敏度和更短的采集时间。RPE 将成为化学、生物学和医学领域的一种多功能分析工具。
链接: https://doi.org/s41377-024-01655-3
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