1. Nature Photon.: 溶液處理近紅外發光二極管的進展
基于有機物（OSC）、鹵化物鈣鈦礦（perovskite，HP）和膠體量子點(QDs)等溶液處理半導體的近紅外發光二極管已成為生物醫學應用、夜視、監視和光通信的可行技術平臺。最近對材料結構和光物理特性之間關系的深入理解使得設計高效發射器成為可能，從而使器件的外部量子效率超過 20%。盡管取得了相當大的進步，但在實現高輻射、降低效率滾降和延長使用壽命方面仍然存在挑戰。加拿大多倫多大學Edward H. Sargent，巴倫西亞大學 Henk J. Bolink和希臘國家科學研究中心 Maria Vasilopoulou等人對溶液處理半導體的近紅外發光二極管的進行總結概述。
本文要點：
1）總結了發光材料合成方法和器件關鍵屬性方面的最新進展，它們共同有助于提高制造的發光器件的性能。同時，概述了用于在這些薄膜 LED 中實現高性能的策略。描述了影響峰值發射波長、效率和操作穩定性的材料和設備設計考慮因素。最后，研究人員展望了與特定應用相關的未來改進。
Vasilopoulou, M., Fakharuddin, A., García de Arquer, F.P. et al. Advances in solution-processed near-infrared light-emitting diodes. Nat. Photon. 15, 656–669 (2021).
https://doi.org/10.1038/s41566-021-00855-2
2. Nature Photon.: 鈣鈦礦LED的穩定性表征和提高其壽命的挑戰
鈣鈦礦發光二極管 (PeLED) 因其窄發射光譜、顏色可調性和制造過程成本低而成為下一代顯示器光源的有希望的候選者。MHP 納米晶體的顏色可以通過尺寸超出量子限制范圍的鹵素含量進行調節，因此它可以受益來自與尺寸無關的窄光譜。在相同的背景下，PeLED 比有機發光二極管 (OLED) 更有利于滿足 BT.2020 的顯示器，而有機發光二極管 (OLED) 表現出由多次振動躍遷產生的寬發射光譜。然而，鈣鈦礦發光二極管 (PeLED) 的低穩定性是 PeLED 顯示器商業化的最大障礙。首爾國立大學Tae-Woo Lee等人對PeLED的穩定性和標準化測試進行了總結概述。
本文要點：
1）介紹了 PeLED 運行穩定性的特征和當前狀態，以及為 PeLED 商業化提高運行壽命的挑戰，并提出了一些有助于延長 PeLED 使用壽命的建議。
2）研究人員還為該領域提供了一個壽命測量程序，以報告可靠的壽命數據并建議分析壽命趨勢以揭示 PeLED 的潛在退化機制。實施我們提供的壽命測量程序和建議將使該領域受益，以提高 PeLED 的使用壽命。
Woo, SJ., Kim, J.S. & Lee, TW. Characterization of stability and challenges to improve lifetime in perovskite LEDs. Nat. Photon. 15, 630–634 (2021).
https://doi.org/10.1038/s41566-021-00863-2
3. Nature Electron.: 用于下一代數據通信的新興發光二極管
消費電子、移動通信和先進計算技術的持續發展導致數據流量的快速增長，給通信行業帶來了挑戰。基于發光二極管 (LED) 的通信鏈路在自由空間和光互連應用中都有潛在用途，而基于新興半導體材料的 LED 可提供可調光電子特性和可溶液加工制造方案，在下一代數據通信中有巨大發展潛力。鑒于此，電子科技大學Jiang Wu和薩里大學Wei Zhang等人回顧了用于光通信的新興LED材料——有機半導體、膠體量子點和金屬鹵鈣鈦礦的最新發展。
本文要點：
1）研究人員總結了提高這些 LED 的調制性能和器件效率的研究進展，并考慮了在片上互連和光保真度 (Li-Fi) 中的潛在應用。還探討了開發實用的基于 LED 的高速數據通信系統中存在的挑戰。
Ren, A., Wang, H., Zhang, W. et al. Emerging light-emitting diodes for next-generation data communications. Nat. Electron. 4, 559–572 (2021).
https://doi.org/10.1038/s41928-021-00624-7
4. Chem. Rev.綜述：可打印智能材料和器件的策略和應用
智能材料是一種能夠感知和響應來自光、電、磁、機械、熱和化學信號等環境條件或刺激的功能材料，智能材料的圖案化是實現大規模功能器件陣列的關鍵。在過去的幾十年里，由于通過打印可以構建多維和多材料結構，包括噴墨打印、模板輔助打印和3D打印在內的打印方法被廣泛研究并用于制造智能微納器件。可打印智能材料的巨大進步正在為更好地服務于人類的功能設備提供新的可能性，如可穿戴傳感器、集成光電子學、人造神經元等。然而，要實現智能材料和器件性能之間的可控調制，仍有許多挑戰和缺陷需要克服。
近日，中國科學院化學研究所宋延林研究員對可打印的智能材料、打印策略以及打印功能器件的應用進行了概述。此外，討論了基于智能材料的打印設備在實際應用中的優勢，并提出了當前的局限性和未來的機遇。
本文要點：
1）打印策略的重要特點是將不同的功能材料直接集成到柔性器件中，對智能材料圖案化具有極好的通用性和多樣性。作者專注于創造可打印的智能材料（傳感材料和致動材料），以及打印設計的0D/3D微/納米結構。然后，總結了智能材料圖案化的打印策略（噴墨打印、3D打印、模板輔助打印和其他打印方法）。此外，總結了智能器件和新興智能應用的技術（光電器件、用于生化檢測的醫療器件、能量轉換和利用器件和多功能智能器件）。
2）作者最后指出，要進一步推進可打印智能材料的研究，應特別注意以下幾個方面：i）以亞納米級精度打印多材料結構；ii）具有結構和功能優化的智能材料；iii）打印策略與多學科的協調與整合。
這篇綜述旨在總結近年來的研究進展，為新型智能材料和打印策略以及智能器件的應用提供一定參考。
Meng Su, Yanlin Song, Printable Smart Materials and Devices: Strategies and Applications, Chem. Rev., 2021
DOI: 10.1021/acs.chemrev.1c00303
https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.1c00303
5. JACS：潛在抑制翻譯延伸的C13-氨基苯甲酰環己酰亞胺衍生物的發現
環己酰亞胺（CHX，1）是一種可可逆地抑制翻譯延伸的小分子天然產物，用于研究蛋白質合成已有半個多世紀的歷史。最近，CHX已應用于核糖體分析，一種在mRNA基因組范圍內定位核糖體位置的方法。盡管CHX用途廣泛，但由于其快速可逆性，CHX治療常常導致不完全翻譯抑制，因此需要改進試劑。有鑒于此，美國哈佛大學的Brian B. Liau等研究人員，報道了潛在抑制翻譯延伸的C13-氨基苯甲酰環己酰亞胺衍生物的發現。
本文要點：
1）研究人員報道了C13-酰胺功能化CHX衍生物的簡明合成，其對蛋白質合成的抑制作用增強。
2）低溫電子顯微鏡（cryo EM）顯示，C13-氨基苯甲酰CHX（8）與CHX占據相同的位點，與E位點tRNA的3′端競爭。
3）研究人員證明8在核糖體分析實驗中優于CHX，通過持續穩定多聚體，能夠更有效地捕獲核糖體構象。
本文研究確定了研究蛋白質合成的強大化學試劑，并揭示了其增強效力的分子基礎。
Yumi Koga, et al. Discovery of C13-Aminobenzoyl Cycloheximide Derivatives that Potently Inhibit Translation Elongation. JACS, 2021.
DOI：10.1021/jacs.1c05146
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c05146
6. JACS綜述：過渡金屬催化C-H鍵官能團化合成軸手性化合物
過渡金屬催化對映選擇性C-H鍵官能團化反應目前正變成構建C-C鍵、C-X鍵的有利方法，能夠廣泛的用于合成對映結構有機分子。阻轉異構的結構廣泛存在于天然產物分子、藥物活性分子等，此外阻轉異構分子在手性配體、催化劑等領域受到關注。因此，近些年間不對稱合成阻轉異構分子受到廣泛關注。其中過渡金屬催化對映結構C-H鍵官能團化反應方法學變成了原子經濟性和高效率的合成方法學。
有鑒于此，中科院上海有機化學研究所游書力等綜述報道目前過渡金屬不對稱C-H鍵官能團化方法學在合成阻轉異構結構有機分子領域的進展，其中作者主要對Pd、Rh、Ir催化劑的不對稱催化進行總結和概括，此類催化劑分子廣泛應用于目前相關對映選擇性C-H鍵官能團化反應方法，此外作者在本文綜述報道中討論了目前反應方法學存在的局限性，討論了相關研究工作的發展方向。
與中心手性、平面手性得到了較好發展有所區別，通過C-H鍵官能團化實現軸手性化合物的合成僅僅最近才得以發展，這是因為位阻異構體在嚴苛的反應條件中會相互轉化和消旋，因此難以合成對映體產物。而且，合成此類化合物面臨的嚴重立體位阻效應導致通過C-H鍵官能團化合成穩定的軸手性產物非常困難。
本文要點：
1）目前合成這種軸手性雙芳基結構有機分子的方法學主要有三種，分別為動態的動力學拆分、不對稱合成軸手性雙芳基化合物，其中Pd、Rh、Ir等過渡金屬作為催化劑；通過芳基-芳基交叉偶聯反應構建雙芳基軸手性化合物；通過從頭（de novo）生成芳烴的方法生成軸手性雙芳基結構有機分子，催化劑主要為Rh過渡金屬催化劑。
2）困難和挑戰。過渡金屬催化不對稱C-H鍵官能團化受到廣泛進展，成為構建光學活性的位阻異構軸手性有機分子的重要方法，展示了優異的化學選擇性、位點選擇性、對映選擇性。與傳統的合成方法相比，不對稱C-H鍵官能團化方法學能夠用于合成廣泛的軸手性雙芳基化合物，烯烴軸、C-N軸、及其他新型軸手性化合物有機分子。進一步的發展可能通過原子中心手性轉移為螺旋手性實現，而且相關研究發現軸手性化合物目前在手性配體、催化劑、手性化合物等領域變得非常重要。
3）目前通過C-H鍵官能團化的方法合成位阻異構光學活性軸手性化合物的相關研究仍處于早期階段，進一步的發展可能包括：改善催化反應效率和產率（降低催化劑擔載量等提高實際應用）；開發催化反應活性更高的催化體系；深入理解催化反應機理，促進發展催化活性更高的催化劑，擴展催化反應底物的種類；發展價格更加便宜的催化劑，發展除了Pd、Rh、Ir金屬之外的過渡金屬，比如Fe、Co、Ni金屬基催化劑。目前由于軸手性分子合成的領域逐漸從C-C向C-N、C-P、C-S等軸手性分子擴展，但是此類化合物的合成體系面臨催化劑的中毒或失活；事先在底物上安裝容易脫除/轉化的導向官能團有助于發展天然產物、藥物活性分子，發展導向官能團相關的合成軸手性化合物；此外，隨著軸手性有機分子合成領域的發展，發展相關產物的應用。
Chen-Xu Liu, et al, Synthesis of Atropisomers by Transition-Metal-Catalyzed Asymmetric C–H Functionalization Reactions, J. Am. Chem. Soc. 2021
DOI: 10.1021/jacs.1c07635
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c07635
7. JACS：小分子策略用于在乏氧微環境中靶向腫瘤干細胞和預防腫瘤發生
乳腺癌由異質性細胞亞群組成，并且這些亞群對預后和化療響應有著決定性的影響。在這些亞群中，乳腺癌干細胞(BCSCs)認為是導致乳腺癌轉移和復發的重要原因之一，同時也是導致許多乳腺癌患者預后不良的主要因素。研究表明，BCSCs在乏氧環境中更為普遍，由此也使得傳統化療對于BCSCs的效果不佳。高麗大學Jong Seung Kim、協成大學Jiyou Han和德克薩斯大學奧斯汀分校Jonathan L. Sessler報道了一種小分子結構AzCDF，它能夠對BCSCs進行靶向治療，并且在乏氧腫瘤環境中仍然有效，實驗也基于此開發了一個相關的系統AzNap以對CSCs進行成像。
本文要點：
1）AzCDF中包括有能夠促進其在MDA-MB-231 CSCs中定位的CAIX抑制劑乙酰唑胺(Az)、乏氧觸發器二甲基硝基苯酚亞單元以及作為治療有效載荷的3,4-二氟芐基姜黃素(CDF)。
2）這些集成元素使得AzCDF能夠作為一種耐乏氧的分子平臺以選擇性地靶向BCSCs，從而減少CSC遷移，延緩腫瘤生長和降低腫瘤發生率。實驗也在體內外對該平臺的有效性進行了驗證。這一研究也是首次在動物模型中證明了以CSCs為靶點的小分子可以有效防止腫瘤發生。
Ji Hyeon Kim. et al. A Small Molecule Strategy for Targeting Cancer Stem Cells in Hypoxic Microenvironments and Preventing Tumorigenesis. Journal of the American Chemical Society. 2021
DOI: 10.1021/jacs.1c03875
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c03875
8. JACS：In-MOF安裝[NiS4]擬酶催化位點用于CO2電化學還原
通過在MOF中使用具有氧化還原活性的四硫富瓦烯TTF（tetrathiafulvalene），實現了MOF材料表現激發態物理/化學性質。四硫富瓦烯TTF由于具有氧化還原活性，結構表現為富含硫原子的π共軛結構，因此作為一種新型鏈接基團用于構建新型的功能材料。目前，這種具有氧化還原結構單元的材料被成功應用于催化、質子/電子導電、氧化還原調變吸附等領域。二硫醇烯鎳（Nickel bis(dithiolene)）復合物分子是TTF的無機分子類似物，而且Ni位點呈現不飽和配位，因此能夠作為有效的催化位點，而無需在MOF結構中構建缺陷位點實現作為催化位點。
有鑒于此，南京大學左景林、丁夢寧等報道在MOF骨架結構中構建TTF的類似結構[Ni(C2S2(C6H4COOH)2)2]，這種結構中通過Ni原子代替烯烴雙鍵，隨后將[Ni(C2S2(C6H4COOH)2)2]和In3+組裝到三維結構的MOF內，生成了結構組成為(Me2NH2+){InIII-[Ni(C2S2(C6H4COO)2)2]}·3DMF·1.5H2O（1）的MOF，表現了較好的化學穩定性和熱穩定性，在CO2電化學還原反應中表現了較高的催化反應活性。
本文要點：
1）由于MOF骨架結構中含有[Ni(C2S2(C6H4COOH)2)2]作為可逆的氧化還原位點，這種MOF比對比MOF（(Me2NH2+)[InIII-(TTFTB)]·0.7C2H5OH·DMF）表現了顯著改善的CO2電催化還原反應性質。
2）(Me2NH2+){InIII-[Ni(C2S2(C6H4COO)2)2]}·3DMF·1.5H2O的MOF材料表現了類似甲酸脫氫酶、CO脫氫酶的關鍵[NiS4]催化位點，因此實現了較高的催化反應效率和甲酸產率，在-1.3 V vs RHE過電勢條件中的甲酸法拉第效率從54.7 %提高至89.6 %，電流密度達到36.0 mA cm-2。反應機理研究進一步說明，MOF材料中的[NiS4]是CO2結合位點和高效率的催化反應位點。
這種未曾預料的氧化還原活性Ni位點展示了顯著提高的CO2電催化還原反應活性，作為一種高穩定、高效率擬酶催化劑進行CO2轉化為高附加值化學品。
Yan Zhou, et al, In(III) Metal–Organic Framework Incorporated with Enzyme-Mimicking Nickel Bis(dithiolene) Ligand for Highly Selective CO2 Electroreduction, J. Am. Chem. Soc. 2021
DOI: 10.1021/jacs.1c06797
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c06797
10. JACS：Ni催化烯烴氫羰基化
羰基化合物及其衍生物是重要的天然產物分子、藥物活性分子結構單元，此外對于合成復雜分子非常關鍵。合成此類羰基化合物分子的方法學通常以過渡金屬催化進行，并且在學術界和工業界都得到廣泛的關注和應用。但是目前大多數的方法需要貴金屬催化劑（Pd，Rh，Ru，Ir等），需要以易燃性的CO作為羰基化試劑。因此，通過價格上更加便宜的Ni作為催化劑，目前受到了較多關注。Ni催化反應過程中避免在較多CO條件中生成Ni(CO)4逐漸得以解決，比如通過加入Zn還原劑、Co或Ni催化劑，能夠在反應過程中通過氯甲酸乙酯（ClCO2Et）分解原位生成CO是一種非常安全和有效的方法，能夠避免使用不安全的易燃性CO氣體。
有鑒于此，南京大學朱少林等報道Ni催化方法學進行多組分的區域選擇性、對映選擇性偶聯反應方法學，該反應得以通過次序進行的氫甲酰化、羰基化過程，將簡單易得的烯烴轉化為含有不對稱碳原子的羰基化合物。
本文要點：
1）該反應方法學能夠將廣泛的非活化烯烴直接還原進行氫羰基化，生成大量結構不對稱的含有α-立體碳原子位點的雙烷基化有機酮，比如對映結構α-芳基酮、α-氨基酮。
2）該反應方法學中使用雙惡唑啉配體，硅烷還原劑，氯甲酸酯實現非常安全在反應條件中提供CO，通過消旋的二級芐基氯或者N-羥基鄰苯二甲酰亞胺保護的α-氨基酸作為烷基化試劑，因此該反應能夠實現復雜有機分子的后期官能團化修飾。
Jian Chen and Shaolin Zhu*, Nickel-Catalyzed Multicomponent Coupling: Synthesis of α-Chiral Ketones by Reductive Hydrocarbonylation of Alkenes, J. Am. Chem. Soc. 2021
DOI: 10.1021/jacs.1c07851
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c07851
11. Nano Letter：絕緣離子導電型硒化鋰作為人工SEI助力重負荷鋰金屬運行
鋰金屬電池的發展長期受到鋰枝晶生長失控的嚴重制約，特別是在重負載運行的情況下。近日，蘇州大學Zhao Deng報道了利用氣相固?氣反應的原位表面轉化策略，在鋰金屬負極上構建了一種Li2Se的共形人工固體電解質界面（SEI）。
本文要點：
1）在對稱電池中，制備的Li@Li2Se電極在10 mA cm?2的電流密度下表現出高達600次循環穩定性，容量高達5 mAh cm?2，甚至可以在40 mA cm?2的超高電流密度下工作，這表明其在重負荷條件下具有潛在的應用前景。
2）光譜、顯微、電分析和理論分析等表征手段結果顯示，Li@Li2Se負極的優異性能主要是由于表面Li2Se層具有較高的離子擴散系數和較差的電子導電性，有效地抑制了Li/Li+氧化還原向Li/Li2Se界面的轉化，進而通過均勻的Li+通量使Li沉積平整而厚實，促進了氧化還原動力學。由于抑制了枝晶生長和副反應，Li@Li2Se負極的優良電化學性能在Li?O2電池中得到了進一步的體現，與裸Li相比，循環穩定性和能量效率都有了很大的提高。
3）這種通過自發的固體?氣體反應進行的鋰原位鈍化策略可以進一步推廣到其他電子絕緣但離子導電的鋰化合物中，以達到穩定負極的目的。
Yong Ma, et al, Insulative Ion-Conducting Lithium Selenide as the Artificial Solid?Electrolyte Interface Enabling Heavy-Duty Lithium Metal Operations, Nano Lett., 2021
DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c02658
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c02658
12. Nano Letter：調控膠體量子點分子激子的維數
電耦合量子點 (QDs) 具有由單粒子激發態疊加產生的獨特光電特性。然而，在同一納米物體中集成膠體量子點的實驗方法卻較少。近日，鮑靈格林州立大學Mikhail Zamkov等報道了一種化學策略，可將膠體 QDs 組裝成耦合復合材料，使其近端相互作用產生獨特的光電行為。
本文要點：
1）該組裝方法采用“粘性”表面活性劑，可用于制備均質（例如 CdS-CdS、PbS-PbS、CdSe-CdSe）和異質（例如 PbS-CdS、CdS-CdSe）納米顆粒組裝，表現出準一維激子精細結構。
2）此外，CdSe/CdS 核殼納米晶體的二聚體狀組裝體實現了單粒子激子態的可調混合。
3）作者用適用于熔融表面膠體的粘彈性相互作用理論中解釋了納米顆粒的組裝機制。
該工作將為構建許多無機納米晶體的組件提供所需的合成和理論基礎。
James Cassidy, et al. Tuning the Dimensionality of Excitons in Colloidal Quantum Dot Molecules. Nano Lett., 2021
DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c02540
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c02540
