1. Science Advances：新生兒可穿戴設備，用于實時監測黃疸
由于生理性高膽紅素血癥，有大于80％的新生兒在生命的第一周內發生黃疸。嚴重的高膽紅素血癥由于其神經毒性而可能導致腦部損傷，這種狀態通常被稱為核黃疸。因此，定期監測膽紅素對于識別高危嬰兒并開始包括光療在內的治療至關重要。然而，尚未開發出用于連續測量膽紅素的裝置。
于此，日本橫濱國立大學Hiroki Ota等人開發了一種可穿戴、輕便且低成本的膽紅素計，該計可無創地測量新生兒前額中的膽紅素水平，并評估其在新生兒中的功能。
本文要點：
1）還增加了同時測量心率（HR）和血氧飽和度（SpO2）的功能，以證明其潛在的多重生命傳感能力。新生兒的臨床實驗證明了該設備同時檢測膽紅素、SpO2和HR的可能性。
2）此外，該設備可以在光療期間持續測量膽紅素。這些結果顯示了通過可穿戴式膽紅素計和光療設備實現自動連接的聯合治療方法的發展潛力，用于優化新生兒黃疸的治療。
Go Inamori, et al., Neonatal wearable device for colorimetry-based real-time detection of jaundice with simultaneous sensing of vitals. Science Advances 2021.
DOI: 10.1126/sciadv.abe3793
https://advances.sciencemag.org/content/7/10/eabe3793
2. Nature Commun.：用于甲醇合成反應的尺寸控制的CuZn催化劑的Operando高壓研究
盡管Cu/ZnO基催化劑長期以來一直被用于CO2加氫制甲醇，但關于金屬-氧化物界面上形成的活性中心的作用和動力學性質仍然是一個懸而未決的問題。近日，馬克斯普朗克學會弗里茨·哈伯研究所Beatriz Roldan Cuenya報道了利用高壓operando波譜分析，揭示了負載在ZnO/Al2O3、γ-Al2O3和SiO2上的Cu和Cu0.7Zn0.3納米顆粒的結構、組成和CO2加氫制甲醇催化性能之間的關系。
本文要點：
1）研究發現，對于Cu/ZnO/Al2O3和CuZn/SiO2具有相似的催化活性和甲醇選擇性，但后者的甲醇產率隨生產時間的延長而降低。
2）Operando X射線吸收光譜數據表明，在CuZn/SiO2上形成了與ZnO共存的還原態Zn物種。近常壓X射線光電子能譜顯示Zn在CuZn/SiO2表面的偏析并形成富ZnO殼層。
這項工作突出了Zn的有益作用，并強調了氧化物載體和Cu-Zn界面對反應活性的影響。
Divins, N.J., Kordus, D., Timoshenko, J. et al. Operando high-pressure investigation of size-controlled CuZn catalysts for the methanol synthesis reaction. Nat Commun 12, 1435 (2021)
DOI：10.1038/s41467-021-21604-7
https://doi.org/10.1038/s41467-021-21604-7
3. Nature Commun.: 高效明亮的暖光無鉛金屬鹵化物發光二極管
溶液處理的金屬鹵化物鈣鈦礦正在成為顯示器，照明和能源生產中最有前途的材料之一。當前，性能最佳的鈣鈦礦光電器件基于鹵化鉛，并且鉛毒性嚴重限制了它們的實際應用。此外，寬帶發射金屬鹵化物的有效白色電致發光仍然是一個挑戰。西北工業大學黃維院士和南京工業大學王建浦、王娜娜等人報道了一種基于鹵化銫銅的高效，明亮的無鉛LED。
本文要點：
1）該方法是通過將有機添加劑（吐溫，聚乙二醇脫水山梨糖醇單油酸酯）引入前軀體溶液而實現的。研究發現該添加劑可以降低陷阱態，增強金屬鹵化物膜的光致發光量子效率，并增加表面電勢，從而促進空穴在LED中的注入和傳輸。2）實現了暖白光LED的外量子效率達到3.1％，在5.4 V的低壓下亮度達到1570 cd m-2，這顯示了用于溶液制備的白光LED應用的無鉛金屬鹵化物的巨大前景。
光電器件學術QQ群：474948391
Chen, H., Zhu, L., Xue, C. et al. Efficient and bright warm-white electroluminescence from lead-free metal halides. Nat. Commun. 12, 1421 (2021).
https://doi.org/10.1038/s41467-021-21638-x
4. Nature Commun.：雙核Pd(I)催化E型烯烴轉化為Z型烯烴
C=C雙鍵中的E/Z立體結構選擇性在烯烴合成中是個非常基礎的問題，雖然E型結構烯烴在熱力學上穩定性更高，通過熱力學平衡能夠將Z型結構轉化為E型，但是相反過程將E型轉換為Z型難以實現，這是因為需要對Z型烯烴進行選擇性動力學捕獲導致。有鑒于此，東京工業大學Tetsuro Murahashi等報道了一種雙核PdI-PdI復合物，能夠實現E-1,3-二烯烴異構化生成Z型烯烴，該方法中的動力學過程通過雙核分子的選擇性實現，E型向Z型異構化的反應所需要的能量能夠通過相同催化劑能夠進行的有機轉化反應實現。
本文要點：
1）該反應通過設計共軛反應，驗證了E→Z轉化反應中所需要的能量通過同一體系中的共軛有機轉化反應釋放的能量進行，暗示了金屬催化的能量增加型有機反應能夠通過和另外一個放熱反應的能量耦合實現。
Kudo, E., Sasaki, K., Kawamata, S. et al. Selective E to Z isomerization of 1,3-Dienes Enabled by A Dinuclear Mechanism. Nat Commun 12, 1473 (2021).
DOI: 10.1038/s41467-021-21720-4
https://www.nature.com/articles/s41467-021-21720-4
5. EES綜述：過渡金屬基雙金屬MOF及其衍生催化劑用于電化學OER
析氧反應（OER）是水分解和可充電金屬-空氣電池中的關鍵電化學反應。其在這些裝置中實現高效的清潔能源生產和儲能具有舉足輕重的作用。含兩種不同金屬離子的過渡金屬基雙金屬MOFs（TMB MOFs）具有獨特的協同效應，在水氧化反應中表現出優于相應的單金屬MOFs的OER性能和穩定性。由于TMB基金屬氧化物的化學組成和結構類型的多樣性，它還可以作為前驅體和模板劑來制備具有高比表面積的合金顆粒修飾碳材料，或者可以作為雙金屬硫化物、磷化物和氫氧化物等金屬化合物的前驅體和模板劑，從而實現不同金屬元素的原子級混合。這些具有高密度活性中心的材料在水氧化反應中同樣表現出較高的催化活性。
有鑒于此，加州大學河濱分校Pingyun Feng教授，中國石油大學（北京）戈磊教授綜述了TMB MOFs及其衍生材料作為OER電催化劑的最新研究進展，包括利用密度泛函（DFT）計算和原位和operando技術分析其OER機理。
本文要點：
1）在總結TMB MOFs基OER電催化劑的研究進展之前，研究人員首先概述了OER過程的反應機理和測試標準（OER的簡單反應機理及影響因素和OER的電催化動力學參數），以提供對OER過程的進一步理解和標準的測試方案。
2）單金屬MOF材料的低電導率仍然制約其電催化應用的主要障礙。一種改善其性能的行之有效的方法是通過引入輔助金屬來改變其金屬中心，并增加電化學活性區域，增強金屬位點的價態并優化eg軌道，改變電荷轉移路徑以及調節電子結構，從而改善OER電催化性能。此外，將次要金屬節點結合到MOF的結構中可引起大量缺陷，并且兩種不同金屬之間的協同作用可明顯增強電活性氧化還原反應。同時，具有可調整的化學組成和不同結構的雙金屬MOF也可以用作合成各種納米結構材料的前體或模板。因此，研究人員通過開發各種制備方法來合成雙金屬MOF，兩種常見的雙金屬MOF合成策略，包括一步法和后處理法。作者總結了TMB MOFs基OER催化劑的最新研究進展。
3）借助于漸進的表征技術和理論計算，研究人員主要通過基于密度泛函理論（DFT）和原位或Operando技術分析來揭示TMB MOFs基OER催化劑實際的活性中心，闡明了OER電催化過程中的雜原子摻雜效應和相演變，從而揭示TMB MOFs基OER的反應機理。
4）作者最后對設計更高效、更有應用前景的TMBMOF基OER電催化劑提出了個人見解。
電催化學術QQ群：740997841
Songsong Li, et al, Transition metal-based bimetallic MOFs and MOF-derived catalysts for electrochemical oxygen evolution reaction, Energy Environ. Sci., 2021
DOI: 10.1039/d0ee03697h
https://doi.org/10.1039/d0ee03697h
6. Angew：鋸齒形納米石墨烯二酮的親核加成規律
以碳為中心的親核試劑對納米石墨烯酮的親核加成是一種很有價值的后期功能化方法，但其應用在化學文獻中并不多見。有鑒于此，瑞士蘇黎世大學的Michal Juricek等研究人員，發現了鋸齒形納米石墨烯二酮的親核加成規律。
本文要點：
1）研究人員使用非Kekulétriangulane‐4,8‐dione和Kekuléanthanthrone這兩個模型系統，確定了意外的區域選擇性并揭示了控制這些反應的規則。
2）考慮到自Eric Clar開創性工作以來已報道的大量納米石墨烯酮，該方法使得迄今未知的功能化納米石墨烯的合成和探索成為可能。
Michal Juricek, et al. Rules of Nucleophilic Additions to Zigzag Nanographene Diones. Angewandte Chemie, 2021.
DOI：10.1002/anie.202016437
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202016437
7. AM: 基于氧化錫電子選擇性層用于高效，穩定鈣鈦礦太陽能電池
鈣鈦礦太陽能電池（PSC）已成為一種有前途的光伏（PV）技術，其中電子選擇層（ESL）的演變是任何PV設備不可或缺的一部分，對它們的發展起著獨特的作用。迄今為止，TiO2堆疊已成為最先進的PSC中最常用的ESL之一。但是，這種材料需要高溫燒結，并且在操作條件下可能會產生回滯現象，不利于商業化發展。SnO2具有寬禁帶，高透光率，高載流子遷移率，與鈣鈦礦相適應的能帶排列以及良好的化學穩定性，已成為一種有吸引力的ESL替代品。此外，它的低溫可加工性使其與溫度敏感的基底兼容，從而與柔性器件和串聯太陽能電池兼容。
阿卜杜拉國王科技大學Erkan Aydin, Stefaan De Wolf 和安卡拉·耶爾勒姆·比亞耶特大學Cesur Altinkaya 等人對此進行了全面的總結概述。
本文要點：
1）對作為與鈣鈦礦相關的ESL的SnO2的快速發展進行了回顧，重點放在了各種制造方法和面向高穩定性、高效率的太陽能電池的界面鈍化途徑上。此外，還介紹了用于大規模制備的SnO2材料的技術經濟分析以及加工毒理學評估。最后，提供了關于SnO2材料如何在成功的大規模模塊和鈣鈦礦基串聯太陽能電池制造中發揮作用的觀點。
光電器件學術QQ群：474948391
Altinkaya, C., et al, Tin Oxide Electron‐Selective Layers for Efficient, Stable, and Scalable Perovskite Solar Cells. Adv. Mater. 2021, 2005504.
https://doi.org/10.1002/adma.202005504
8. AM: 鈣鈦礦太陽能電池批量生產的前軀體溶液的溶劑工程
基于新興的有機-無機雜化鈣鈦礦材料的太陽能電池已經達到了認證的功率轉換效率高達25.5％，顯示出下一代光伏技術在大規模工業化方面的巨大潛力。鈣鈦礦太陽能電池（PSC）的最大競爭特征是可以通過低成本的溶液法制造鈣鈦礦光吸收劑。對于溶液法，溶劑的特性在決定鈣鈦礦薄膜的結晶動力學，生長方向和光電性能方面起著關鍵作用。盡管在PSC的溶劑工程領域已經取得了重大進展，但解決方案方法要可持續地生產工業規模的PSC以用于未來的商業化應用，仍然具有挑戰性。西北工業大學黃維院士，Chenxin Ran，南京理工大學Yonghua Chen等人對此進行了總結概述。
本文要點：
1）突出了鈣鈦礦前軀體溶液的溶劑工程在配位調控和毒性降低方面的先進進展。系統地討論了不同溶劑在降低溶劑系統毒性，調節前體溶液的配位性能，控制鈣鈦礦薄膜的成膜過程以及調節PSC的光伏性能方面的物理和化學特性。最后，提供了鈣鈦礦前驅體溶液溶劑工程對高性能PSC的未來工業生產的重要觀點。
光電器件學術QQ群：474948391
Lingfeng Chao et al. Solvent Engineering of the Precursor Solution toward Large‐Area Production of Perovskite Solar Cells，Advanced Materials, 2021.
https://doi.org/10.1002/adma.202005410
9. AFM：具有更少“死體積”的解鏈碳納米管/石墨烯雜化纖維助力超高體積能量密度超級電容器
高體積能量密度一維纖維超級電容器（SCs）的研制對微小型可穿戴電子設備具有重要意義，而限制其器件體積是關鍵。近日，東華大學朱美芳院士，清華大學張躍鋼教授，蘇州科技大學李宛飛副教授報道了以部分解鏈氧化碳納米管（PUOCNT）/氧化石墨烯（RGO）混合溶液為原料，通過濕法紡絲和化學還原法制備了部分解鏈碳納米管/氧化石墨烯（PUCNT/RGO）雜化纖維，該纖維具有較小的死體積和有序的多孔結構。
本文要點：
1）紡絲液粘度低、濃度高，在保證紡絲順利進行的同時，減少了相分離過程中的傳質，從而減小了孤立氣孔產生的“死體積”。此外，具有一維和二維雜化納米結構、大比表面積和良好水溶性的PUOCNT可以作為一種更有效的間隔體來抑制氧化石墨烯片層的再堆積，同時減少間隔體本身和形成的大空間空洞的“死體積”。
2）由PUCNT/RGO雜化纖維組裝而成的全固態SC的體積能量密度達到8.63 mWh cm?3，超過了先前所報道的碳基纖維的體積能量密度。這一發現有望為精細控制石墨烯纖維的密度和孔結構打開一扇門，并通過可擴展和高效的工藝應用于高體積儲能。
Wujun Ma, et al, Unzipped Carbon Nanotube/Graphene Hybrid Fiber with Less “Dead Volume” for Ultrahigh Volumetric Energy Density Supercapacitors, Adv. Funct. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adfm.202100195
https://doi.org/10.1002/adfm.202100195
10. AFM：生物催化化療和原位微環境調控的可生物吸收支架在術后組織修復中的應用
具有抗腫瘤和組織修復功能的新型生物材料在黑色素瘤術后護理中變得越來越重要，它可以延長患者的無瘤生存時間，同時促進創傷組織的重建。為此，重慶大學羅忠、中國科學技術大學俞書宏院士等人設計了一種可生物吸收的復合支架，該支架是通過靜電紡絲將治療性無定形碳酸鈣(ACC)基納米制劑沉積在明膠/聚己內酯(GP)納米纖維中制成的。
本文要點：
1）ACC納米制劑與Fe2+預活化的博萊霉素結合，以提供生物催化增強的治療效果，而可水解的ACC內容物可以作為質子清除劑，就地改善腫瘤組織的酸度，從而持續抑制腫瘤復發和轉移。
2）酸觸發的ACC分解也釋放Ca2+來激活下游Wnt/β - catenin信號通路，與GP底物的愈合作用協同作用，加速傷口再生。
綜上所述，此納米工程支架可以作為黑色素瘤術后治療的輔助治療手段。
Chen‐Cheng Xue, et al. Bioresorbable Scaffolds with Biocatalytic Chemotherapy and In Situ Microenvironment Modulation for Postoperative Tissue Repair. Adv. Funct. Mater., 2021.
DOI: 10.1002/adfm.202008732
https://doi.org/10.1002/adfm.202008732
11. Biomaterials：開發可治療致病微生物相關疾病的AIEgens
基于光動力治療的治療型藥物具有無創、時空可控和無耐藥性等優點。華南理工大學王志明研究員和香港科技大學唐本忠院士基于多即少的原理，設計并開發了一種用于對真菌選擇性發光和實現靶向抑菌的多功能納米探針。
本文要點：
1）實驗通過引入羥基和堿性二乙基氨基使得該探針具有良好的聚集誘導發光（AIE）特性，并且其對真菌也有著良好的選擇性和酸響應性。研究表明，該探針只會對真菌產生明亮的熒光，并可對不同的微生物產生多樣性的抑菌行為。
2）同時，實驗也對通過探針的進一步處理使其可以實現對耐甲氧西林金黃色葡萄球菌超菌的體內外有效根除。綜上所述，這種精心設計的納米探針有望在治療臨床性感染方面發揮重要的作用。
生物醫藥學術QQ群：1033214008
Rong Hu. et al. More is Less: Creation of Pathogenic Microbe-related Theranostic Oriented AIEgens. Biomaterials. 2021
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961221000776
12. Small: 納米石墨二炔上的高效析氫
電化學分解水過程中發生的析氫反應在可再生能源的轉換和存儲方面有著廣闊的應用前景。要使這項技術得到有效實施，就需要價格低廉、效率高、穩定性好的電催化劑。盡管許多金屬基催化劑，包括貴金屬(如Pt和Pd)和過渡金屬(如Fe、Co、Ni、Cu和Mo)已經被開發出來，但它們的大規模商業應用受到了諸如選擇性低、易腐蝕和/或長期穩定性差等問題的阻礙。近年來，一些無金屬碳材料在電催化方面顯示出了廣闊的前景，因為它們在氧還原和析氧反應中的電催化活性可以與貴金屬基電催化劑相媲美。
有鑒于此，中國科學院化學研究所李玉良院士和薛玉瑞教授等人，實現了在三維碳纖維網絡(表示為UGNS/CF)上控制生長超薄石墨二炔（GDY）納米片，將其作為模型電催化劑來評估HER活性，并在原子水平上研究電催化活性的起源。
本文要點：
1）使用具有精確化學結構的自活性無金屬GDY作為模型的碳基無金屬電催化劑，以評估其在析氫反應(HER)中的活性，并在原子水平上理解電催化性能的起源。
2）因此，GDY可以作為一種無金屬的高效HER電催化劑，具有與Pt相似的活性，但在較寬的pH范圍(從酸性到堿性)下，其長期耐久性優于Pt/C。據我們所知，這種HER的性能比其他報道的無金屬電催化劑和大多數過渡金屬電催化劑，甚至是基于Pt的電催化劑都要好。
3）研究表明，GDY異常的電催化性能源于其獨特的納米結構，該結構可以同時提供高活性的氫吸附位點和促進電子轉移過程，從而實現質子還原。
Lan Hui et al. Efficient Hydrogen Evolution on Nanoscale Graphdiyne. Small, 2021.
DOI: 10.1002/smll.202006136
https://doi.org/10.1002/smll.202006136
