1. Nature Commun.：碳涂層的MoS1.5Te0.5納米纜線用于非水雙離子電池中的高效儲(chǔ)鈉
鈉基雙離子電池因其極具吸引力的電池電壓（即>3 V）和高性價(jià)比而受到越來(lái)越多的關(guān)注。然而，高性能負(fù)極材料的開(kāi)發(fā)是實(shí)現(xiàn)電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)用化的關(guān)鍵因素之一?；诖?，福州大學(xué)詹紅兵教授，中科院福建物構(gòu)所溫珍海研究員報(bào)道了提出了一種源-模板策略，利用原位生長(zhǎng)的碳膜涂層來(lái)制備納米線納米管結(jié)構(gòu)（MoS1.5Te0.5@C），稱為納米纜線（nanocables）。1）在這些結(jié)構(gòu)中，使用Te納米管作為模板和Te源進(jìn)行摻雜，從而結(jié)合了足夠的電子導(dǎo)電性和更大的層間距（即0.75 nm）。2）系統(tǒng)研究清晰地表明，MoS1.5Te0.5@C納米纜線能夠在非水系電池體系中存儲(chǔ)Na離子，能夠在高比電流（即>1 A g?1）下高效循環(huán)，具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性和足夠的倍率性能。3）當(dāng)將MoS1.5Te0.5@C納米材料作為負(fù)極活性材料與膨脹石墨（EG）正極和含NaPF6的非水電解質(zhì)溶液相結(jié)合進(jìn)行測(cè)試時(shí)，組裝的雙離子MoS1.5Te0.5@C|EG電池在1 A g?1下的工作電壓約為3.1 V。具有較長(zhǎng)的循環(huán)壽命，在1500次循環(huán)中保持97%的容量，在比容量（基于負(fù)極質(zhì)量）分別為1.0 A g?1和5.0 A g?1時(shí)，可逆容量約為101 mAh g?1。Liu, Y., Hu, X., Li, J. et al. Carbon-coated MoS1.5Te0.5 nanocables for efficient sodium-ion storage in non-aqueous dual-ion batteries. Nat Commun 13, 663 (2022).DOI：10.1038/s41467-022-28176-0https://doi.org/10.1038/s41467-022-28176-0
2. JACS: 原位缺氧誘導(dǎo)的光熱治療！
考慮到缺氧與腫瘤的增殖，侵襲，轉(zhuǎn)移和耐藥性密切相關(guān)，克服腫瘤治療中的缺氧具有重要意義。鑒于此，清華大學(xué)張希院士、徐江飛等人報(bào)道了一種基于超分子苝二亞胺自由基陰離子光熱劑的缺氧誘導(dǎo)特異性光熱療法（PTT）。1）各種腫瘤中的缺氧區(qū)域顯示出較強(qiáng)的還原能力，在這種環(huán)境中，苝二亞胺衍生物和葫蘆[7]脲的超分子復(fù)合物可還原為超分子苝二亞胺自由基陰離子。由于原位生成的超分子苝二酰亞胺自由基陰離子具有較強(qiáng)的近紅外吸收和良好的光熱轉(zhuǎn)換性能，缺氧誘導(dǎo)的PTT策略具有良好的光熱治療效率以及良好的特異性和生物安全性。2）此外，PTT治療后腫瘤的缺氧誘導(dǎo)因子表達(dá)降低至正常水平。預(yù)計(jì)這種低氧誘導(dǎo)的特異性PTT策略為針對(duì)低氧腫瘤的光熱療法開(kāi)辟了新的視野，并提高了特異性和安全性。In Situ Hypoxia-Induced Supramolecular Perylene Diimide Radical Anions in Tumors for Photothermal Therapy with Improved Specificity. J. Am. Chem. Soc. 2022.https://doi.org/10.1021/jacs.1c13067
3. JACS: 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)靶向菁染料作為近紅外光誘導(dǎo)劑有效觸發(fā)光免疫原性癌細(xì)胞死亡
由活性氧 (ROS) 過(guò)度產(chǎn)生引起的內(nèi)質(zhì)網(wǎng) (ER) 應(yīng)激已被證明是導(dǎo)致免疫原性細(xì)胞死亡 (ICD) 的原因。尋求靶向 ER 的 ROS 發(fā)生器是有效誘導(dǎo) ER 應(yīng)激的最佳解決方案。盡管對(duì) ER 靶向光敏劑的需求有明確跡象，但替代化學(xué)工具仍然有限。鑒于此，大連理工大學(xué)彭孝軍院士等人開(kāi)發(fā)了第一個(gè)使用硫代五甲基花青染料 (TCy5) 在溫和的近紅外 (NIR) 照射下誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位ICD光誘導(dǎo)劑。成果發(fā)表在JACS上。在 ICD 光誘導(dǎo)劑設(shè)計(jì)中，多氟 TCy5-Ph-3F 在常氧和缺氧條件下均具有選擇性的 ER 積累傾向和優(yōu)異的 ROS 生成能力，這得益于其低單重態(tài)-三重態(tài)間隙。在 NIR 照射下，被 TCy5-Ph-3F 染色的癌細(xì)胞會(huì)導(dǎo)致 ER 應(yīng)激，并誘導(dǎo)大量損傷相關(guān)分子模式的釋放，包括鈣網(wǎng)蛋白和熱休克蛋白 70 暴露、高遷移率組框 1 外排和三磷酸腺苷分泌。樹(shù)突狀細(xì)胞成熟和體內(nèi) CD8+ T 細(xì)胞活化也突出了其有效性。因此，用 TCy5-Ph-3F 和 NIR 照射處理的原發(fā)性腫瘤基本上抑制了遠(yuǎn)側(cè)腫瘤的生長(zhǎng)。這些結(jié)果具有實(shí)用性，可以為設(shè)計(jì)高效的 ICD 光誘導(dǎo)劑提供指導(dǎo)，從而擴(kuò)大有機(jī)分子在癌癥免疫治療中的應(yīng)用。ER-Targeting Cyanine Dye as an NIR Photoinducer to Efficiently Trigger Photoimmunogenic Cancer Cell Death. J. Am. Chem. Soc. 2022.DOI: 10.1021/jacs.1c11886https://doi.org/10.1021/jacs.1c11886
4. Nano Energy：用于甲醇氧化的碳網(wǎng)絡(luò)上的鎳-鉑原子合金
一氧化碳(CO)中毒嚴(yán)重制約了燃料電池的選擇性、活性和長(zhǎng)期使用壽命，如氧還原反應(yīng)(ORR)、甲醇氧化(MOR)和甲酸氧還原(FAOR)。大量研究表明，通過(guò)調(diào)整燃料電池的化學(xué)成分、形狀、提高電化學(xué)活性表面積(ECSA)和暴露的催化劑表面結(jié)構(gòu)，可以顯著提高燃料電池的性能。然而，一個(gè)次要的科學(xué)問(wèn)題是，人們對(duì)CO中毒和鉑基催化劑失活之間的關(guān)系仍然不清楚。近日，中科院化學(xué)研究所李玉良院士，Lan Hui報(bào)道了利用多孔石墨炔(GDY)六方環(huán)的疇限制效應(yīng)來(lái)控制單鎳原子合金化的鉑六方納米晶（NiPtSAA/GDY）的合成，其具有約2.18nm的均勻尺寸，原子晶格發(fā)生畸變。1）研究人員利用高角環(huán)形暗場(chǎng)掃描透射電子顯微鏡(HAADF-STEM)對(duì)NiPtSAA/GDY的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了確認(rèn)，并進(jìn)行了詳細(xì)的表征和理論計(jì)算。2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，該六方納米晶具有良好的質(zhì)量活性(4.40 A mgPt+Ni-1)和比活性(136.78 mA cm-2)，在靜曲強(qiáng)度和活性方面有很大的提高。3）原位XAFS和XPS測(cè)試表明，NiPtSAA/GDY催化劑中Pt的低價(jià)態(tài)具有很強(qiáng)的抗CO中毒能力，是其催化劑活性的來(lái)源。研究結(jié)果為高度依賴價(jià)態(tài)和反應(yīng)活性的催化劑的設(shè)計(jì)和合成提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)避免了協(xié)同CO中毒，也為新型催化劑的設(shè)計(jì)提供了一般途徑。Lan Hui, et al, Atomic alloys of nickel-platinum on carbon network for methanol oxidation, Nano Energy, (2021)DOI：10.1016/j.nanoen.2022.106984https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.106984
5. Angew：調(diào)節(jié)體氧和非鍵合氧態(tài)用于P2層正極中的可逆陰離子氧化還原化學(xué)
提高鈉離子電池層狀氧化物正極的氧氧化還原可逆性具有重要意義。基于此，國(guó)科大劉向峰教授報(bào)道了首次在P2-Na0.67Mn0.5Fe0.5O2中通過(guò)Li2TiO3包覆和Li/Ti共摻雜的協(xié)同作用，同時(shí)調(diào)節(jié)了體氧和非鍵氧態(tài)，用于可逆氧氧化還原化學(xué)。O2-在充電過(guò)程中被氧化為O2分子和過(guò)氧化物(O2)n-(n<2)。而過(guò)渡金屬(TM)遷移產(chǎn)生的O2分子與Li摻雜引起的超結(jié)構(gòu)有序化有關(guān)。1）研究人員揭示了Li2TiO3涂層和Li/Ti共摻雜對(duì)這兩種氧化還原模式的協(xié)同作用機(jī)理。首先，Li2TiO3涂層控制了表面O2，抑制了O2損失。其次，非鍵合Li-O-Na提高了O2-→(O2)n-的可逆性。第三，Ti摻雜增強(qiáng)了TM-O鍵，TM-O鍵固定了晶格氧。同時(shí)，Li/Ti共摻雜也提高了陽(yáng)離子氧化還原可逆性。2）所提出的關(guān)于氧氧化還原可逆性的見(jiàn)解對(duì)其他氧化物正極也有很好的借鑒意義。Zhenrui Li, et al, Tuning Bulk O2 and Nonbonding Oxygen State for Reversible Anionic Redox Chemistry in P2-Layered Cathodes, Angew. Chem. Int. Ed. 2022DOI: 10.1002/anie.202115552https://doi.org/10.1002/anie.202115552
6. Angew：從單體混合物到嵌段共聚物的可切換聚合有機(jī)催化
用混合單體一鍋法生產(chǎn)順序可控嵌段共聚物是一個(gè)關(guān)鍵但很難實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。近日，中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所陶友華研究員報(bào)道了利用可切換的Lewis對(duì)有機(jī)催化劑，實(shí)現(xiàn)了O-羧酸酐(OCA)和環(huán)氧化物混合物的順序選擇性聚合。1）OCA單體由于具有極高的可聚合性，首先發(fā)生聚合。當(dāng)OCA被完全消耗時(shí)，OCA聚合過(guò)程中釋放的環(huán)氧化物和CO2的交替共聚從第一段的末端被觸發(fā)。因此，這兩種聚合都以化學(xué)選擇的方式串聯(lián)發(fā)生，因此，在這種一鍋方案中，順序控制的嵌段聚合物具有高達(dá)99%的CO2轉(zhuǎn)化率。2）計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，OCA單體具有化學(xué)選擇性和協(xié)同作用機(jī)制，其中OCA單體的高聚合性保證了其優(yōu)良的序列選擇性，而協(xié)同脫羧部分來(lái)自于三乙基硼烷的穩(wěn)定作用。促進(jìn)鏈端從碳酸鹽到醇酸鹽的平穩(wěn)轉(zhuǎn)化。Jiadong Tang, et al, Switchable Polymerization Organocatalysis: From Monomer Mixtures to Block Copolymers, Angew. Chem. Int. Ed. 2022DOI: 10.1002/anie.202115465https://doi.org/10.1002/anie.202115465
7. AM: 對(duì)銣摻雜鈣鈦礦電子鈍化和離子擴(kuò)散減緩的解釋
銣陽(yáng)離子 (Rb+) 的添加在提高有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的綜合性能方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。然而，這種成功源于Rb+帶來(lái)的不可替代的優(yōu)勢(shì)仍然是模棱兩可的。北京科技大學(xué)Zhuo Kang和張躍院士等人首次采用包含晶界的原子模型研究鈣鈦礦結(jié)構(gòu)中實(shí)際Rb+分布的準(zhǔn)確理論分析。1）借助基于同步加速器的掠入射X射線衍射，已經(jīng)確定了Rb+覆蓋晶粒內(nèi)部和邊界的空間分布。2）在此基礎(chǔ)上，闡述了鹵素空位形成能的顯著提高、電荷載流子動(dòng)力學(xué)的改善以及晶粒內(nèi)部的電子鈍化機(jī)制。正如增加的能壘和抑制的微電流所證明的那樣，已經(jīng)闡明了添加的Rb+在阻止沿晶界的擴(kuò)散路徑、抑制鹵化物相偏析以及最終提高本征穩(wěn)定性方面的關(guān)鍵作用。3）因此，研究人員詳細(xì)研究了以Rb+濃度的細(xì)微變化為主的占據(jù)位置的連鎖雪崩效應(yīng)對(duì)電子缺陷、離子遷移和相穩(wěn)定性的影響，為高效級(jí)聯(lián)結(jié)合策略和鈣鈦礦組成工程的發(fā)展提供了新的思路。Xu, C., et al, Interpretation of Rubidium-based Perovskite Recipes towards Electronic Passivation and Ion Diffusion Mitigation. Adv. Mater.. https://doi.org/10.1002/adma.202109998
8. AM: 細(xì)胞內(nèi)自我犧牲的多聚前藥
藥物在腫瘤部位的選擇性積累和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是多聚前體藥物臨床轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵瓶頸。鑒于此，國(guó)家納米科學(xué)中心喬增瑩等人開(kāi)發(fā)了一種細(xì)胞內(nèi)自我犧牲的多聚前體藥物（PMTO），它不僅顯示了在激光輻射引發(fā)的輕度高溫下，細(xì)胞內(nèi)化和腫瘤部位的選擇性積聚增強(qiáng)，而且在體內(nèi)具有自我監(jiān)測(cè)藥物釋放的能力。以親水性聚乙二醇為封端劑，通過(guò)連續(xù)酯化反應(yīng)合成了兩親性多聚前體藥物。由于PMTO在激光照射下在腫瘤部位產(chǎn)生輕微的高溫，細(xì)胞膜通透性增加，導(dǎo)致腫瘤內(nèi)細(xì)胞內(nèi)化和藥物積聚增強(qiáng)。自我犧牲的PMTO納米顆粒被細(xì)胞內(nèi)化后，可以在細(xì)胞內(nèi)還原環(huán)境中釋放游離的米托蒽醌（MTO），并基于MTO和PMTO之間的不同信號(hào)進(jìn)行比例光聲成像，以跟蹤藥物在體內(nèi)的釋放。最后，這種自我監(jiān)測(cè)的多聚前體藥物具有顯著的腫瘤抑制效果，在指導(dǎo)癌癥治療的臨床用藥方面顯示出巨大潛力。Cheng, D.-B., et al., Intracellular Self-Immolative Polyprodrug with Near-Infrared Light Guided Accumulation and in Vivo Visualization of Drug Release. Adv. Mater. 2022, 2109528.https://doi.org/10.1002/adma.202109528
9. AM: 高亮度 AIE 納米顆粒用于動(dòng)脈粥樣硬化的早期精確檢測(cè)和藥物篩選
能夠在早期精確檢測(cè)動(dòng)脈粥樣硬化（AS）并在動(dòng)物水平快速評(píng)估抗AS藥物的熒光探針特別有價(jià)值。于此，南開(kāi)大學(xué)丁丹、王婷等人通過(guò)調(diào)節(jié)羅丹寧的取代基，引入了一種高亮度聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）納米探針，用于以精確、靈敏和快速的方式早期檢測(cè)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊和篩選抗AS藥物。與對(duì)照化合物相比，以二氰亞甲基取代的羅丹寧為吸電子單元的 AIE 發(fā)光體 TPE-T-RCN 同時(shí)表現(xiàn)出最高的摩爾消光系數(shù)、最大的光致發(fā)光量子產(chǎn)率和最大的紅移吸收/發(fā)射光譜。納米探針是以兩親性共聚物作為基質(zhì)包封TPE-T-RCN分子獲得的，這些分子用抗 CD47 抗體進(jìn)一步表面功能化，以特異性結(jié)合在 AS 斑塊中過(guò)表達(dá)的 CD47。這種納米探針可以在載脂蛋白 E 缺陷 (apoE-/-) 小鼠的不同階段有效識(shí)別 AS 斑塊，特別是在微型計(jì)算機(jī)斷層掃描 (CT) 和磁共振成像 (MRI) 之前識(shí)別早期 AS 斑塊.這些特點(diǎn)促使納米探針應(yīng)用于監(jiān)測(cè)抗AS藥物的治療效果，為抗AS藥物篩選提供了有力的工具。進(jìn)一步證明了它們?cè)谌祟i動(dòng)脈斑塊靶向成像中的潛在用途。Wang, K., et al., Highly Bright AIE Nanoparticles by Regulating the Substituent of Rhodanine for Precise Early Detection of Atherosclerosis and Drug Screening. Adv. Mater. 2022, 2106994.https://doi.org/10.1002/adma.202106994
10. AM：仿生二維各向同性抗疲勞水凝膠
設(shè)計(jì)具有肌肉狀各向異性結(jié)構(gòu)的常規(guī)水凝膠可以有效地沿對(duì)齊方向?qū)⑵陂撝堤岣叩?000 J m?2以上；然而，垂直于對(duì)齊的疲勞閾值仍然低至≈100-300 J m?2，使它們不適用于那些需要各向同性特性的場(chǎng)景。鑒于此，受心臟瓣膜獨(dú)特的結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系的啟發(fā)，南方科技大學(xué)劉吉等人利用一種簡(jiǎn)單而通用的策略來(lái)設(shè)計(jì)具有前所未有的各向同性抗疲勞性的常規(guī)水凝膠，實(shí)現(xiàn)沿兩個(gè)任意平面內(nèi)方向具有超過(guò) 1,500 J m-2 的創(chuàng)紀(jì)錄高疲勞閾值。1）兩步法工藝包括通過(guò)雙向冷凍澆鑄工藝形成優(yōu)先排列的層狀微/納米結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)行壓縮退火，協(xié)同作用對(duì)疲勞裂紋擴(kuò)展具有非凡的抵抗力。2）該研究提供了一種制造具有各向同性極端特性的軟材料的可行方法，從而開(kāi)辟了將這些先進(jìn)的軟材料應(yīng)用于包括軟機(jī)器人、柔性電子產(chǎn)品、電子皮膚和組織貼片在內(nèi)的應(yīng)用的途徑。Liang, X., et al., Bioinspired 2D Isotropically Fatigue-Resistant Hydrogels. Adv. Mater. 2022, 2107106.https://doi.org/10.1002/adma.202107106
11. AM: 液晶材料的先進(jìn)功能
近日，東京大學(xué)Takashi Kato等人綜述了液晶的高級(jí)功能的相關(guān)研究進(jìn)展。1）液晶作為功能材料已被廣泛研究。最近，在能源、水、光子學(xué)、驅(qū)動(dòng)、傳感和生物技術(shù)等領(lǐng)域，各種學(xué)科的整合為功能性液晶材料的設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的方向。 2）本文綜述了基于聚合物、超分子絡(luò)合物、凝膠、膠體和無(wú)機(jī)雜化物的功能性液晶的最新進(jìn)展，從設(shè)計(jì)策略到這些材料和界面的功能化。此外，還討論了先進(jìn)測(cè)量和計(jì)算模擬的重大進(jìn)展對(duì)液晶的新見(jiàn)解，這些進(jìn)展增強(qiáng)了液晶材料的新設(shè)計(jì)和功能化。Uchida, J., Soberats, B., Gupta, M. and Kato, T. (2022), Advanced Functional Liquid Crystals. Adv. Mater.. Accepted Author Manuscript 2109063.https://doi.org/10.1002/adma.202109063
12. AM: 納米材料如何與肝臟相互作用？
近日，加州大學(xué)洛杉磯分校夏天和國(guó)家納米科學(xué)中心陳春英等人在Advanced Materials上綜述納米材料與肝臟的相互作用的相關(guān)進(jìn)展，希望可以促進(jìn)更安全納米應(yīng)用的發(fā)展。納米材料（NMs）廣泛用于商業(yè)和醫(yī)療產(chǎn)品，例如化妝品、疫苗和藥物載體。已經(jīng)顯示通過(guò)各種途徑暴露于納米材料后，例如皮膚，吸入和攝入，可以進(jìn)入體循環(huán)，導(dǎo)致納米材料在肝臟中積聚。獨(dú)特的器官結(jié)構(gòu)和血流特征促進(jìn)了納米材料的肝臟螯合作用，這可能在肝臟中引起不良影響。目前，大多數(shù)體內(nèi)研究都集中在器官水平的納米材料積累和肝臟結(jié)構(gòu)和功能的總體變化的評(píng)估，然而，細(xì)胞類型特異性攝取和反應(yīng)以及細(xì)胞水平上與器官水平上的效應(yīng)相關(guān)的分子機(jī)制的研究卻相對(duì)滯后。于此，作者系統(tǒng)地回顧了納米材料與肝臟的多種相互作用，特別是主要肝細(xì)胞類型，包括庫(kù)普弗細(xì)胞（KCs），肝竇內(nèi)皮細(xì)胞（LSECs），肝星狀細(xì)胞（HSCs）和肝細(xì)胞以及涉及的詳細(xì)分子機(jī)制。此外，作者還回顧了納米肝臟相互作用所獲得的知識(shí)，這些知識(shí)有助于開(kāi)發(fā)更安全的納米產(chǎn)品和納米藥物。Li, J., Chen, C. and Xia, T. (2022), Understanding Nanomaterial-Liver Interactions to Facilitate the Development of Safer Nanoapplications. Adv. Mater. Accepted Author Manuscript 2106456.https://doi.org/10.1002/adma.202106456
