1. Chem. Soc. Rev.：用于藥物遞送和晚期癌癥診療的納米級多孔有機聚合物
高麗大學(xué)Jong Seung Kim教授和哈佛醫(yī)學(xué)院陶偉教授對用于藥物遞送和晚期癌癥診療的納米級多孔有機聚合物相關(guān)研究進行了綜述。
本文要點：
1）開發(fā)個性化的納米治療方案和能夠用于癌癥診斷和治療的納米藥物是當(dāng)前醫(yī)學(xué)科學(xué)所面臨的重大挑戰(zhàn)之一。多孔有機聚合物(POPs)是通過連接相對剛性的多維有機砌塊而制備的一種永久性多孔有機材料。由于其獨特的物理化學(xué)特性，如高的比表面積、孔徑可調(diào)、響應(yīng)刺激的降解性、低毒性以及共價合成后的可修飾性等，POP納米粒子在腫瘤治療方面具有許多顯著的優(yōu)勢。POPs具有結(jié)晶和非結(jié)晶特性，而結(jié)晶POPs通常被稱為共價有機骨架化合物(COFs)，其在科學(xué)研究領(lǐng)域中也表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。研究者在早期對于納米POPs（nPOPs）的診療應(yīng)用的研究和開發(fā)也證明其具有很好的臨床轉(zhuǎn)化潛力。
2）作者在文中綜述了nPOPs在用于藥物負載、靶向給藥、內(nèi)源性和外源性刺激響應(yīng)釋放、癌癥成像和聯(lián)合治療方面的最新研究進展，旨在為nPOPs的未來發(fā)展和臨床轉(zhuǎn)化提供平臺，以解決癌癥納米藥物在載藥效率、尺寸優(yōu)化、生物相容性、分散性和細胞攝取能力等方面所面臨的基礎(chǔ)性挑戰(zhàn)。
Nem Singh. et al. Nanoscale porous organic polymers for drug delivery and advanced cancer theranostics. Chemical Society Reviews. 2021
DOI: 10.1039/d1cs00559f
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/cs/d1cs00559f
2. EES：一種大容量轉(zhuǎn)換型鐵基混合氧化還原液流電池
與全液體氧化還原液流電池（RFBs）相比，混合RFBs提供了更高的能量密度。然而，用于混合RFBs的負極通常使用金屬沉積反應(yīng)（如鋅金屬），這會導(dǎo)致嚴(yán)重的枝晶生長和較差的長期穩(wěn)定性，特別是在高面容量和高電流密度下。近日，香港中文大學(xué)盧怡君教授報道了提出并論證了用高負載固體轉(zhuǎn)換電極代替金屬沉積電極來實現(xiàn)混合RFB在高面容量/高電流密度下的高循環(huán)穩(wěn)定性。
本文要點：
1）研究人員以Fe3O4/Fe(OH)2轉(zhuǎn)化負極和Fe(CN)63-/Fe(CN)64-正極為例，制備了轉(zhuǎn)換型全鐵混合RFBs，其在電流密度為50 mA cm-2時，循環(huán)200次（1000 h）的面積容量達到126.6 mAh cm-2，60 mA cm-2時循環(huán)100次（700 h）的面容量達到215 mAh cm-2。
2）這種固體轉(zhuǎn)換電極消除了枝晶問題和金屬面積容量的限制，與傳統(tǒng)的鋅金屬負極相比，表現(xiàn)出更高的面容量、電流密度和循環(huán)穩(wěn)定性。
該方法為開發(fā)用于大規(guī)模電網(wǎng)儲能的高能、低成本、長壽命的混合RFBs提供了新的方向。
Yang Shi, et al, High-Areal-Capacity Conversion Type Iron-Based Hybrid Redox Flow Batteries, Energy Environ. Sci., 2021
DOI: 10.1039/D1EE02258J
https://doi.org/10.1039/D1EE02258J
3. Angew：一種具有超質(zhì)子導(dǎo)電性的多元協(xié)同柔性MOF用于直接甲醇燃料電池
提高質(zhì)子電導(dǎo)率和制備可行的金屬有機骨架（MOFs）質(zhì)子交換膜是開發(fā)電解質(zhì)MOFs的核心問題。近日，吉林大學(xué)李光華報道了提出了一種多元柔性協(xié)同策略來設(shè)計具有高質(zhì)子電導(dǎo)率的濕敏柔性MOF（FMOF）。
本文要點：
1）利用多變量柔性協(xié)同自適應(yīng)（MFSA）效應(yīng)，功能化的PMNS1/PMNS2（后合成的MIL-88B(Cr)-NH2-RSO3H）在一定濕度范圍內(nèi)將水分子快速包裹到通道中，以維持連續(xù)的質(zhì)子轉(zhuǎn)移路徑。
2）進一步的研究發(fā)現(xiàn)，PMNS1的質(zhì)子電導(dǎo)率比PMNS2高約三倍，這是因為不同長度的烷基磺酸具有不同的極性所致。原位粉末X射線衍射(PXRD)和變溫傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)證實了烷基磺酸的動態(tài)扭轉(zhuǎn)和FMOF的動態(tài)呼吸之間的協(xié)同自適應(yīng)，形成了連續(xù)的氫鍵網(wǎng)絡(luò)以保持高電導(dǎo)率。這種MFSA效應(yīng)有望為形成有效的氫鍵網(wǎng)絡(luò)提供了解決方案，揭示了FMOF與高質(zhì)子電導(dǎo)率之間的結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系。這些不同尋常的特性為質(zhì)子傳導(dǎo)提供了有利條件。
3）實驗結(jié)果顯示，PMNS1在80 °C、100%相對濕度下具有1.52×10-1 S cm-1，滿足DMFC的必備條件。研究人員接著組裝了一種具有長期耐久性的PMNS1-40膜單電池，其最大功率密度為34.76 mW/cm2，從而為FMOF在DMFC中的應(yīng)用開辟了一條新的途徑。
Zhen-Hua Li, et al, Multivariate Synergistic Flexible Metal-Organic Frameworks with Superproton Conductivity for Direct Methanol Fuel Cells, Angew. Chem. Int. Ed., 2021
DOI: 10.1002/anie.202112922
https://doi.org/10.1002/anie.202112922
4. Angew：用于提高CO2光還原的金屬卟啉間隔的金屬-鄰苯二酚骨架的能帶排列和氧化還原活性位點
近幾十年來，人們研究了多種用于CO2還原（CO2RR）的光催化劑，包括金屬、類半導(dǎo)體金屬氧化物、硫化物、氮化物、磷化物和分子復(fù)合物。然而，大多數(shù)報道的CO2RR光催化劑需要光敏劑、輔助催化劑或犧牲劑。迄今為止，在一個光催化體系中，僅僅使用單一催化劑用于CO2RR和H2O氧化的半反應(yīng)相結(jié)合（即，將CO2和H2O轉(zhuǎn)化為碳氫化合物和H2O2/O2的整個反應(yīng)）仍然極具挑戰(zhàn)。金屬有機骨架（MOFs）以其多孔、可裁剪的結(jié)構(gòu)，在光催化CO2RR方面顯示出巨大的潛力。
近日，中科院福建物構(gòu)所林啟普研究員，張健研究員報道了制備了一系列鄰苯二酚金屬卟啉、(In/Fe)TCP-Co和(In/Fe)TCP-OH-Co的耐酸堿骨架，在鄰苯二酚的2-位引入過量羥基，形成nbo網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并對其進行了結(jié)構(gòu)模擬。在無光敏劑和犧牲劑的可見光照射下進行的人工光合作用（CO2RR和H2O氧化）實驗表明，F(xiàn)eTCP-Co表現(xiàn)出比InTCP-Co更高的活性。而在在FeTCP-Co中引入非配位的羥基，形成FeTCP-OH-Co，其光催化性能得到進一步改善。
本文要點：
1）實驗結(jié)果和密度泛函理論計算表明，F(xiàn)eTCP-Co中的鐵-氧鏈比InTCP-Co中的銦-氧鏈更有利于光誘導(dǎo)電子空穴的分離，從而提高了光催化性能。而在FeTCP-Co中引入非配位羥基后，CO2與光催化劑之間的相互作用增強，光生載流子轉(zhuǎn)移進一步增強。因此，F(xiàn)eTCP-OH-Co表現(xiàn)出比FeTCP-Co更高的CO2RR速率。
2）這種通過使用含有非配位羥基部分的Fe-Co異金屬兒茶酚卟啉基MOF用于在H2O存在下進行可見光光催化整體CO2RR的策略，在人工光合作用中極具應(yīng)用前景，提供了一種非均相光催化劑的范例，用于研究結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系，并為高效光催化劑的設(shè)計提供了指導(dǎo)。
Er-Xia Chen, et al, Energy Band Alignment and Redox-active Sites in Metalloporphyrin-Spaced Metal-Catechol Frameworks for Enhanced CO2 Photoreduction, Angew. Chem. Int. Ed., 2021
DOI: 10.1002/anie.202111622
https://doi.org/10.1002/anie.202111622
5. AM綜述：精準(zhǔn)靶向細胞器策略以促進內(nèi)源性刺激介導(dǎo)的腫瘤治療
中科院長春應(yīng)化所姜秀娥研究員和清華大學(xué)李景虹院士對精準(zhǔn)靶向細胞器策略以促進內(nèi)源性刺激介導(dǎo)的腫瘤治療相關(guān)研究進行了綜述。
本文要點：
1）盡管許多由外部刺激引發(fā)的腫瘤治療，包括光學(xué)治療、放療和聲動力治療等在癌癥治療領(lǐng)域中取得了重要的進展，但由于激光的穿透深度低、輻射的安全性問題、治療耐藥性和特定設(shè)備的時空限制等因素存在，它們的進一步的臨床應(yīng)用仍會受到限制。此外，腫瘤微環(huán)境TME)所固有的生理障礙，包括乏氧、異質(zhì)性和抗氧化分子的高表達等也都會限制腫瘤治療的效率。因此，發(fā)展對內(nèi)源性刺激(如葡萄糖、酸性pH、細胞內(nèi)氧化還原過程等)敏感的納米平臺以用于饑餓治療、離子治療、前藥介導(dǎo)的化療或酶催化治療等也引起了研究者極大的關(guān)注。此外，研究者也可以利用一些靶向單元對納米藥物進行修飾使其能夠精確定位于亞細胞-細胞器中，增強其對腫瘤組織的破壞能力和減少納米藥物的用量，從而在減少副作用的同時提高治療效率。
2）作者在文中對TME的特性、內(nèi)源性刺激的優(yōu)勢、亞細胞-細胞器靶向策略的設(shè)計原則等進行了重點介紹，并指出了開發(fā)多功能納米藥物和實現(xiàn)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的臨床轉(zhuǎn)化所應(yīng)注意的問題。
Wenyao Zhen. et al. Precise Subcellular Organelle Targeting for Boosting Endogenous-Stimuli-Mediated Tumor Therapy. Advanced Materials. 2021
DOI: 10.1002/adma.202101572
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202101572
6. AM: 胺官能化碳納米點電催化劑將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷
二氧化碳(CO2)的電化學(xué)轉(zhuǎn)化為甲烷(CH4)，不僅可以作為燃料，還可以作為氫的載體，在支持碳捕獲和利用方面受到了極大的關(guān)注。設(shè)計出具有優(yōu)異的CO2 到 CH4轉(zhuǎn)化效率的活性和選擇性電催化劑仍然是一個挑戰(zhàn)。有鑒于此，辛辛那提大學(xué)Jingjie Wu和萊斯大學(xué)Pulickel M. Ajayan教授、Liang Wang等人，提出了一種分子調(diào)控策略——氮摻雜石墨烯量子點(GQDs)的原位胺功能化，以實現(xiàn)高效CO2 -CH4轉(zhuǎn)化。
本文要點：
1）報道了一個通用的胺功能化策略，以促進CO2 -CH4在納米碳上的轉(zhuǎn)換。
2）在 CH4 部分電流密度為 170 和 258 mA cm-2 時，胺功能化的氮摻雜 GQD 的 CH4 法拉第效率 (FE) 分別為 63% 和 46%，接近甚至優(yōu)于最先進的 Cu -基催化劑。
3）這些 GQD 還可以將 CO2 轉(zhuǎn)化為 C2 產(chǎn)物，主要包括 C2H4 和 C2H5OH，最大 FE 約為 10%。系統(tǒng)分析表明，CH4 產(chǎn)率隨胺基含量呈線性變化，而C2產(chǎn)率與吡啶氮摻雜量呈正相關(guān)。
總之，該工作為在工業(yè)相關(guān)水平上合理設(shè)計CO2 -CH4轉(zhuǎn)化效率的碳催化劑提供了思路。
Ram Manohar Yadav et al. Amine Functionalized Carbon Nanodots Electrocatalysts Converting Carbon Dioxide to Methane. Advanced Materials, 2021.
DOI: 10.1002/adma.202105690
https://doi.org/10.1002/adma.202105690
7. AM：功能化鐵-氮-碳電催化劑用于從海水中高效地提煉鈾
從海水中提煉鈾（U）為核電站應(yīng)用提供了可持續(xù)燃料供應(yīng)的機會。近日，華北電力大學(xué)王祥科教授，浙江大學(xué)田鶴研究員，北德克薩斯大學(xué)馬勝前教授報道了利用功能化鐵-氮-碳（Fe-Nx-C-R）電催化劑，采用吸附-電催化方法從海水中高效提取鈾。Fe-Nx-C-R電催化劑包括錨定FeNx單原子中心的N摻雜碳盒和表面螯合的酰胺肟基團（R）。
本文要點：
1）Fe-Nx-C-R電催化劑中的胺肟基團為吸附劑帶來親水性，并為UO22+的捕獲提供表面特異性結(jié)合位點。而空間分散的FeNx中心將吸附的UO22+還原為UO2+。隨后，通過電化學(xué)還原FeNx中心，不穩(wěn)定的U(V)離子在Na+存在下被重新氧化為U(VI)，生成易于收集的固體Na2O(UO3·H2O)x。
2）結(jié)果顯示，F(xiàn)e-Nx-C-R在24 h內(nèi)可將海水中鈾濃度從≈3.5 ppb降至0.5 ppb以下，計算容量約為1.2 mg g-1。據(jù)了解，這是首次采用吸附鈾酰離子和電沉積固體Na2O(UO3·H2O)x的方法從海水中提取鈾。
這些重要發(fā)現(xiàn)指導(dǎo)了高效從海水中提取鈾的技術(shù)開發(fā)。
Hui Yang, et al, Functionalized Iron–Nitrogen–Carbon Electrocatalyst Provides a Reversible Electron Transfer Platform for Efficient Uranium Extraction from Seawater, Adv. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adma.202106621
https://doi.org/10.1002/adma.202106621
8. Adv. Sci.綜述：有機/無機混合纖維在電化學(xué)能源應(yīng)用的可控架構(gòu)
有機/無機雜化纖維 (OIHF) 是一種具有固有的高比表面積和柔韌性，以及獨特的各向異性、多樣的化學(xué)成分和可控的雜化結(jié)構(gòu)的材料。在過去的十年中，出現(xiàn)了具有用于電化學(xué)能源應(yīng)用的卓越性能的先進 OIHF，包括擁有互連網(wǎng)絡(luò)、豐富的活性位點和較短的離子擴散長度。近日，東華大學(xué)朱美芳院士，楊建平研究員和臥龍崗大學(xué)Jun Chen研究員等人報道了OIHF在電化學(xué)儲能中的應(yīng)用。
本文要點：
1）全面概述了OIHF的可控架構(gòu)和電化學(xué)儲能應(yīng)用。在簡單介紹之后，通過對整體、內(nèi)部和界面結(jié)構(gòu)的精確剪裁，詳細描述了OIHF的可控構(gòu)造。此外，幾種重要的電化學(xué)能源應(yīng)用包括可充電電池（鋰離子電池、鈉離子電池和鋰硫電池）、超級電容器（三明治狀超級電容器和纖維狀超級電容器）和電催化劑（氧還原反應(yīng)、析氧反應(yīng)）反應(yīng)和析氫反應(yīng)）。討論了該領(lǐng)域的現(xiàn)狀和挑戰(zhàn)，并提供了將 OIHF 用于電化學(xué)能源設(shè)備的未來方向的愿景。
Fangzhou Zhang, et al. Organic/Inorganic Hybrid Fibers: Controllable Architectures for Electrochemical Energy Applications. Adv. Sci. 2021, 2102859.
DOI: 10.1002/advs.202102859
https://doi.org/10.1002/advs.202102859
9. Nano Lett.: 通過配體連續(xù)后處理策略實現(xiàn)光譜穩(wěn)定且高效的純紅色CsPbI3量子點發(fā)光二極管
金屬鹵化物鈣鈦礦由于其高亮度、出色的色純度和易于調(diào)節(jié)的帶隙而成為下一代發(fā)光二極管 (LED) 的有前途的半導(dǎo)體。然而，開發(fā)在 630 nm 波長下具有純紅色發(fā)射的鈣鈦礦 LED (PeLED) 仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)Hong-Bin Yao等人報告了一種光譜穩(wěn)定且高效的純紅色PeLED，即通過采用順序配體后處理的CsPbI3量子點 (QD) 來實現(xiàn)的。
本文要點：
1）合成的尺寸為5 nm的CsPbI3 QD分別使用1-羥基-3-苯基丙-2-碘化銨（HPAI）和三丁基碘化锍（TBSI）的配體按順序處理。
2）CsPbI3 QD薄膜表現(xiàn)出改進的光電特性。進而夠制造的純紅色 PeLED具有6.4%峰值外量子效率 (EQE) 和以630 nm波長為中心的穩(wěn)定電致發(fā)光發(fā)射。
3）該順序配體后處理策略開辟了一條新途徑，以提高基于QD的PeLED的穩(wěn)定性和效率。
Jun-Nan Yang et al. Spectrally Stable and Efficient Pure Red CsPbI3 Quantum Dot Light-Emitting Diodes Enabled by Sequential Ligand Post-Treatment Strategy, Nano Lett. 202.
DOI：10.1021/acs.nanolett.1c03011
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c03011
10. Nano Lett.: 鹵化物雙鈣鈦礦納米晶中摻雜能量轉(zhuǎn)移的明亮三重自陷激子
對于無機半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)，由于自旋禁止躍遷，處于三重態(tài)的激子被稱為“暗激子”，具有較差的發(fā)射性能。大連化物所Bin Yang和Ke-li Han等人報道了一種設(shè)計原理，以增強全無機無鉛雙鈣鈦礦納米晶體 (NC) 中的三線態(tài)激子光致發(fā)光 (PL)。
本文要點：
1）實驗數(shù)據(jù)表明，單線態(tài)自陷激子 (STE) 經(jīng)歷了快速的系統(tǒng)間交叉 (80 ps) 到三線態(tài)。這些三重態(tài) STE 發(fā)出亮綠色光，具有統(tǒng)一的 PL 量子產(chǎn)率 (PLQY)。
2）此外，可以實現(xiàn)從三重態(tài)STE到摻雜劑 (Mn2+) 的有效能量轉(zhuǎn)移，這導(dǎo)致在膠體和固體薄膜NC中以87% PLQY發(fā)射白光。這些發(fā)現(xiàn)說明了設(shè)計高效白光無機磷光體的基本原理，有望推動了照明相關(guān)應(yīng)用的發(fā)展。
Muyu Cong, et al. Bright Triplet Self-Trapped Excitons to Dopant Energy Transfer in Halide Double-Perovskite Nanocrystals，Nano Lett. 2021.
DOI：10.1021/acs.nanolett.1c02653
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c02653
11. EnSM：原位生成快速Li+導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的固體聚合物電解質(zhì)用于高電壓無枝晶鋰金屬電池
固態(tài)鋰金屬電池（SLMBs）的實際應(yīng)用迫切需要開發(fā)具有良好的高電壓正極兼容性和在板溫范圍內(nèi)可靠工作的電解質(zhì)。近日，中科院過程工程研究所張鎖江院士，張海濤研究員報道了通過聚丙烯腈（PAN）基體中正硅酸乙酯（TEOS）的原位水解，構(gòu)建了一種含有互連快速Li+導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的固相微電極，以增強SLMBs的熱穩(wěn)定性。
本文要點：
1）原位形成的相互連接的無機網(wǎng)絡(luò)不僅充當(dāng)整個SPE的穩(wěn)健骨架，而且還提供具有Lewis酸位點的足夠連續(xù)表面，這將促進Li鹽的解離。
2）實驗結(jié)果表明，所制備的固體電解質(zhì)具有約0.35 mS cm-1的離子電導(dǎo)率，8.627 GPa的楊氏模量和0.52的鋰離子遷移數(shù)。此外，研究人員采用固體核磁共振（S-NMR）和X射線光電子能譜（XPS）技術(shù)研究了Li+與PAN之間的相互作用以及生成的SiO2。
3）在原位形成的SPE的基礎(chǔ)上，Li/LiFePO4 SLMB在20~80 °C范圍內(nèi)表現(xiàn)出良好的循環(huán)穩(wěn)定性，Li/LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2SLMB在4.3 V循環(huán)200次后，放電容量穩(wěn)定在173.1 mAh g-1，保持率為93.8%。此外，Li/LiFePO4軟包電池還具有穩(wěn)定的循環(huán)性和出色的安全性，適用于實際應(yīng)用。
這項研究提供了一種剛性?柔性耦合動力學(xué)策略來制備用于具有寬溫度適用性和高能量密度SLMBs的SPEs。
Meng Yao , Qinqin Ruan , Tianhao Yu , Haitao Zhang , Suojiang Zhang , Solid polymer electrolyte with in-situ generated fast Li+conducting network enable high voltage and dendrite-free lithium metal battery,Energy Storage Materials(2021)
DOI：10.1016/j.ensm.2021.10.009
https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.10.009
12. Small：EuAPO-5沸石分子篩中的碳點的三重發(fā)射用于多級發(fā)光防偽
多級發(fā)光材料以其先進的防偽性能引起了人們的廣泛關(guān)注。然而，多級發(fā)光防偽（MlLA）涉及的各種復(fù)雜刺激因素限制了這類材料的實際應(yīng)用。近日，吉林大學(xué)于吉紅院士，李激揚教授報道了采用無溶劑熱結(jié)晶方法將碳點（CDs）原位引入到Eu取代的AlPO4-5分子篩（命名為CDs@EuAPO-5），其具有三重發(fā)光，包括主要與分子篩骨架中的Eu3+有關(guān)的粉紅色熒光、與CDs相關(guān)的藍色熒光和綠色室溫磷光（RTP）。
本文要點：
1）在CDs@EuAPO-5中，CDs均勻嵌入在EuAPO-5分子篩基質(zhì)中。這種復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的耐光性、耐熱性和耐溶劑性，以及長期儲存穩(wěn)定性。
2）CDs@EuAPO-5復(fù)合材料的三重發(fā)射只需要兩種常見的激發(fā)光來觸發(fā)，而不涉及其他復(fù)雜的刺激。
Xiaowei Yu, et al, Carbon Dots-in-EuAPO-5 Zeolite: Triple-Emission for Multilevel Luminescence Anti-Counterfeiting, Small 2021
DOI: 10.1002/smll.202103374
https://doi.org/10.1002/smll.202103374
