夏幼南，现任职于美国佐治亚理工学院，除此之外，在国内外多所大学，担任讲座教授。从2014年起，连续7年，被科睿唯安评为化学和材料科学领域的年度高被引科学家。此外，夏幼南教授获奖无数，蜚声海内外。
夏幼南教授研究领域，主要集中于新型纳米材料的设计和合成；但其应用范围更加宽泛，包括纳米医学、再生医学、癌症治疗学、组织工程、控释、催化和燃料电池技术等。截至目前，夏幼南教授已在《科学》(Science)，《自然》(Nature)及其子刊，《美国化学学会会志》(Journal of the American Chemical Society)，《先进材料》(Advanced Materials)，《德国应用化学国际版》(Angewandte Chemie International Edition)，《纳米快报》(Nano Letters)等刊物上发表论文总计800余篇， (论文总引用次数达到214, 325次， H-因子为226 )。回顾2020年，夏幼南教授及其团队共发表二十余篇论文。由于篇幅有限，这里将选取被引率排名前十的文章进行报告，以供大家学习交流，不周之处，敬请海涵。Angew：表面覆盖剂及其在胶体金属纳米晶体形状控制合成中的作用
表面封端剂，已被广泛用于控制种子进化成形状多样，但控制良好的纳米晶体。为此，夏幼南教授及其团队，对这些试剂进行了全面的回顾，并重点介绍了它们在引导金属纳米晶体形状演变中的作用。研究者首先简要介绍了，封端剂在电镀和块体晶体生长中的早期历史，然后讨论了它们如何影响金属纳米晶体合成的热力学和动力学。随后，研究者给出了一些有代表性的例子，来强调各种封端剂，包括它们的结合选择性、与金属表面的分子水平相互作用以及对金属纳米晶体生长的影响。研究者还展示了利用封端剂，生成具有复杂结构和/或增强其催化性能的纳米晶体的进展。最后，研究者讨论了交换或去除封端剂的各种策略，并展望了未来的发展方向。T.-H. Yang, Y. Shi, A. Janssen, Y. Xia, Surface Capping Agents and Their Roles in Shape‐Controlled Synthesis of Colloidal Metal Nanocrystals. Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 15378. DOI：https:///10.1002/anie.201911135https://onlinelibrary./doi/10.1002/anie.201911135Nature Reviews Materials：钌纳米晶体的晶相与表面结构工程
金属纳米晶体，具有可控的形状或表面结构，由于其在催化、光电子、能源和生物医学等领域的良好应用，而受到越来越多的关注。然而，大多数研究都局限于与块体材料具有相同晶相的纳米晶体。金属纳米晶体的相工程与形状控制合成，是近年来一个新的研究前沿。在此，夏幼南教授及其团队，以Ru为例，评价近年来，在合成具有不同晶相和良好控制形状的金属纳米晶体方面的进展。研究者首先讨论了，控制Ru纳米晶体的晶相和形状的合成策略，并重点讨论了新的力学见解。然后，研究者强调了影响Ru原子堆积和晶相的主要因素，然后从晶相和形状两方面，考察了Ru纳米晶的热稳定性。接下来，研究者展示了这些钌纳米晶体，在各种催化应用中的成功实现。最后，研究者讨论了该领域的挑战和机遇，包括利用从Ru中学到的经验教训，来设计其他金属的晶相和表面结构。Zhao, M., Xia, Y. Crystal-phase and surface-structure engineering of ruthenium nanocrystals. Nat Rev Mater 5, 440–459 (2020). https:///10.1038/s41578-020-0183-3.https://www./articles/s41578-020-0183-3#citeasChemical Reviews：用于催化和电催化应用的形状可控的贵金属纳米晶体
具有形状可控的贵金属纳米晶体的成功合成，不仅为控制其物理化学性质提供了很多机会，而且还优化了，其在广泛应用中的价值。特别是，多相催化和表面科学，极大地受益于这种新型纳米材料的可用性，因为纳米晶体表面的原子结构，最终取决于其几何形状。其直接优势可能包括：显著提高催化活性和/或选择性，以及大幅降低材料成本，同时为机理研究，提供明确定义的模型系统。此文，夏幼南教授及其合作者，以单金属体系为研究对象，综述了近年来贵金属纳米晶体的研究进展，并对其在催化和电催化反应中的优异性能进行了阐述。这篇综述文章，有望为下一代催化剂的发展，提供动力和路线图，这对广泛的工业应用至关重要。Yifeng Shi, Zhiheng Lyu, Ming Zhao, Ruhui Chen, Quynh N. Nguyen, and Younan Xia. Noble-Metal Nanocrystals with Controlled Shapes for Catalytic and Electrocatalytic Applications. Chemical Reviews 2021 121(2),649-735. DOI: 10.1021/acs.chemrev.0c00454https://pubs./doi/10.1021/acs.chemrev.0c00454AEM：Pt-Ir-Pd三金属纳米笼作为酸性介质中高效氧还原和进化反应的双催化剂
开发高效的酸性介质，氧还原和析氢反应(ORR和OER)双催化剂，是一个重大的挑战。在此，夏幼南教授及其团队，报道了一种基于立方型Pt39Ir10Pd11纳米笼的活性且耐用的双催化剂，该纳米笼的平均边缘长度为12.3 nm，孔壁薄至1.0 nm，且具有良好的{100}晶片。在酸性介质中，三金属纳米笼的表现优于所有报道的双催化剂，当Pt-Ir-Pd负载为16.8 µgPt+Ir+Pd cm-2geo时，其过电位间隙仅为704 mV。当ORR为0.9 V时，与商用Pt/C和Pt-Pd纳米笼相比，三金属纳米笼的质量活性增强为0.52 A mg-1Pt+Ir+Pd(约为Pt/C和Pt-Pd纳米笼的4倍和2倍)，耐久性也大大提高。对于OER，在1.53 V时，三金属纳米笼的质量活性为0.20 A mg-1Pt+Ir，分别是Pt/C和Pt-Pd纳米笼的16.7和4.3倍。这些性能的提升，可以归因于纳米笼的高度开放结构，以及晶格中Ir和Pt原子之间，可能的电子耦合。Zhu, J., Xie, M., Chen, Z., Lyu, Z., Chi, M., Jin, W., Xia, Y., Pt‐Ir‐Pd Trimetallic Nanocages as a Dual Catalyst for Efficient Oxygen Reduction and Evolution Reactions in Acidic Media. Adv. Energy Mater. 2020, 10, 1904114. https:///10.1002/aenm.201904114https://onlinelibrary./doi/full/10.1002/aenm.201904114相变材料(PCMs)，是一种新型的用于控制释放的热响应材料，在这种材料中，封装在固体基质中的有效载荷，只有在PCMs熔化时才会释放，从而触发固-液相变。在此，夏幼南教授及其团队，重点介绍了过去10年，在利用PCMs作为多种治疗药物，和生物效应剂的包封和释放平台方面的进展。在受控释放和相关应用的所需属性的背景下，对PCMs进行了简要介绍。在不同类型的PCM中，脂肪酸和脂肪醇因其天然可利用性、低毒性、可生物降解性、多样性、丰度高和低成本，而受到特别关注。然后，研究者讨论了，各种能够将PCMs及其混合物，处理成稳定的胶体颗粒悬浮物的方法，以及触发固-液相变的不同方法。最后，介绍了基于PCMs的受控释放系统的应用范围，并对未来的发展方向进行了展望。Qiu, J., Huo, D., Xia, Y., Phase‐Change Materials for Controlled Release and Related Applications. Adv. Mater. 2020, 32, 2000660. https:///10.1002/adma.202000660https://onlinelibrary./doi/abs/10.1002/adma.202000660Materials Today：晶面可控Pt-Ir纳米晶体对氧还原反应，具有显著增强的活性和耐久性
由Pt-Ir合金制成的纳米晶体，是氧还原反应(ORR)的迷人催化剂，但缺乏对其表面原子结构的控制，阻碍了其催化性能的进一步优化。在此，夏幼南教授及其合作者，首次报道了一类以Pd@Pt-Ir纳米晶体为基础的，具有良好晶面可控的高活性和耐用的ORR催化剂。平均原子层数为1.6的Pt4Ir合金表面，可以制备出立方、八面体和二十面体形状的纳米晶，分别呈现出Pt-Ir{100}、{111}和{111}+孪晶界。Pd@Pt -Ir纳米晶体，不仅表现出表面依赖性的催化性能，而且相对于商业Pt/C和Pd@Pt同类产品，ORR活性和耐久性也显著增强。其中Pd@Pt-Ir二十面体性能最好，在0.9 V下的质量活度为1.88 A·mg−1Pt，几乎是商用Pt/C的15倍。密度泛函理论(DFT)计算将Pd@Pt -Ir纳米晶体的高活性，以及这些活性的晶面依赖性，归因于相对于干净的Pd@Pt表面相应的能量学，在相关的OH*覆盖下，O*和OH*更容易发生质子化。DFT计算还表明，在Pt晶格中加入Ir原子，会使表面的OH-OH相互作用失稳，从而提高Pt的氧化电位，大大提高其催化耐久性。Facet-controlled Pt–Ir nanocrystals with substantially enhanced activity and durability towards oxygen reduction, Materials Today, 35, 2020, 69-77, 1369-7021. https:///10.1016/j.mattod.2019.11.002.https://www./science/article/abs/pii/S136970211930865X?via%3DihubAdvanced Healthcare Materials：将静电纺纳米纤维和生物打印支架推向转化应用
在过去的二十年中，静电纺纳米纤维，在生物医学、环境科学、能源收集、催化、光子学和电子学等领域，得到了广泛的应用。在生物医学应用方面，人们可以通过改变材料、收集器设计、吐丝器数量和静电纺丝参数等，很容易生产出具有成分可控、结构、对齐和功能的纳米纤维支架。在此，夏幼南教授及其团队，重点介绍了，在2019年静电纺丝国际会议上，展示的静电纺丝纳米纤维，和生物打印结构的临床前和转化应用，以及对其未来发展的一些展望。Wu, T., Mo, X., Xia, Y., Moving Electrospun Nanofibers and Bioprinted Scaffolds toward Translational Applications. Adv. Healthcare Mater. 2020, 9, 1901761. https:///10.1002/adhm.201901761https://onlinelibrary./doi/full/10.1002/adhm.201901761Angew：在静电纺丝微纤维表面刻划纳米级沟槽，促进神经突的生长和Schwann细胞的迁移
在此，夏幼南教授及其团队，报道了一种基于同轴静电纺丝的简单方法，用于制备刻有纳米级沟槽的定向微纤维，以促进神经突生长和细胞迁移。该方法的成功，依赖于在2,2,2-三氟乙醇(TFE)中聚(ϵ‐己内酯)(PCL)和聚(乙烯基吡咯烷酮)(PVP)之间的不混溶性，从而在PCL射流表面产生PVP/TFE袋。口袋随着射流被拉伸和拉长，最终在去除PVP时，形成纳米级沟槽。纳米级沟槽的存在，极大地促进了PC12细胞和鸡胚背根神经节(DRG)体突起的生长，以及Schwann细胞的迁移。这些改进，可以通过优化沟槽的尺寸来最大化，潜在的应用，包括神经突扩展和伤口愈合。T. Wu, J. Xue, Y. Xia, Engraving the Surface of Electrospun Microfibers with Nanoscale Grooves Promotes the Outgrowth of Neurites and the Migration of Schwann Cells. Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 15626. https:///10.1002/anie.202002593https://onlinelibrary./doi/10.1002/anie.202002593ChemNanoMat：定量分析卤化物离子，在控制钯纳米晶生长模式中的多重作用
尽管卤化物离子(例如卤化物离子)，在引导种子进化成不同形状的金属纳米晶体方面，发挥了关键作用。但卤化物如何影响盐前体的还原动力学，从而影响合成的结果，仍不清楚。在此，夏幼南教授及其团队，通过对卤化物控制Pd种子，分别生长成立方和八面体形状过程的观察，从而证明了定量分析的多重作用。定量测量清楚地表明，还原速率在10-3 mM min-1左右，存在一个过渡点，这将还原分为两种不同的途径(溶液和表面)，从而形成完全不同的产物。更重要的是，研究者证明了Pd(II)前驱体的形态、还原动力学和还原途径，都可以通过改变卤化物的类型和/或数量，来控制特定产物的确定形成。这项工作，为定量理解卤化物，在形状控制Pd纳米晶体合成中的多重作用，迈出了关键的一步，这一认知，有望扩展到其他贵金属及其合金中。T.-H. Yang, S. Zhou, M. Zhao, Y. Xia, Quantitative Analysis of the Multiple Roles Played by Halide Ions in Controlling the Growth Patterns of Palladium Nanocrystals. ChemNanoMat 2020, 6, 576. https:///10.1002/cnma.202000049https://onlinelibrary./doi/full/10.1002/cnma.202000049Advanced Science：用静电纺丝纳米纤维操纵干细胞的迁移和分化
静电纺丝纳米纤维，由于能够模拟细胞外基质的一些特征和功能，包括纤维的形态和力学特性，以及在一定程度上的化学/生物学线索，已被广泛应用于，组织再生的一类支架材料。在此，夏幼南教授及其合作者，综述了近年来，静电纺丝纳米纤维在引导干细胞迁移，和控制其分化为特定表型方面的研究进展。首先，研究者介绍了静电纺纳米纤维的物理化学特性，这些特性使得静电纺纳米纤维，能够很好地作为支撑材料，通过控制干细胞的迁移和分化来扩展干细胞。然后，将各种系统与间充质、神经元和胚胎干细胞，以及诱导多能干细胞结合，进行了分析。最后，对静电纺丝纳米纤维与干细胞结合，来解决临床问题，提出了一些展望。Xue, J., Pisignano, D., Xia, Y., Maneuvering the Migration and Differentiation of Stem Cells with Electrospun Nanofibers. Adv. Sci. 2020, 7, 2000735. https:///10.1002/advs.202000735https://onlinelibrary./doi/full/10.1002/advs.202000735
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