1. Chem. Soc. Rev.：基于聚集誘導發光的光驅動診療領域的發展
深圳大學王東教授和香港科技大學唐本忠院士對基于聚集誘導發光的光驅動診療領域的發展進行了綜述介紹。
本文要點：
1）光驅動診療學，即光學診療，依賴于治療藥物在光激發下的不同激發態能量轉換，是診療學的一個重要分支，它能夠巧妙地將診斷成像和治療干預集成到同一個平臺中。光激發和診療學二者的優勢結合使得光驅動診療學具有許多優越的特性。聚集誘導發光原(AIEgens)是一類特殊的熒光團，由于其具有良好的生物相容性、可調的光物理性質、獨特的聚集增強診療(AET)功能、定點激活能力和多模式診療性能，因此AIEgens也被廣泛地用于光驅動診療。
2）作者在文中綜述了基于AIEgens的光驅動診療的重要研究成果，并根據其不同的診療方式將其分為三類：熒光成像指導的光動力治療、光聲成像指導的光熱治療和多模態診療；此外，作者也對AIEgens在高性能光敏輸出、高的光熱轉換和通過調節激發態能量耗散途徑實現多模態功能等方面的巨大優勢和個性化設計策略進行了重點介紹；最后，作者也討論了該領域目前所面臨的挑戰和發展機遇。
Zhijun Zhang. et al. The fast-growing field of photo-driven theranostics based on aggregation-induced emission. Chemical Society Reviews. 2022
DOI: 10.1039/d1cs01138c
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/cs/d1cs01138c
2. Nature Commun.：一種高能量和低成本的無膜氯流電池
實現電網規模的儲能對于可靠的電力傳輸和可再生能源的整合至關重要。液流電池（RFB）為固定儲能提供了一種經濟實惠且可規模化的解決方案。基于此，馬里蘭大學王春生教授，Long Chen通過電解飽和的NaCl水溶液并將生成的Cl2儲存在不溶于水的有機相（如四氯化碳（CCl4）或礦物油）中，開發了具有高度可逆的Cl2/Cl-氧化還原物種的新型RFB。
本文要點：
1）由于Cl2在CCl4中的高溶解度（0.184 mole/mole CCl4），CCl4（Cl2-CCl4）中的Cl2具有97 Ah/L的體積容量，，比目前的釩基正極液提高了2到4倍。此外，Cl2-CCl4與NaCl/H2O不相容，因此不需要膜來防止穿梭，進一步降低了成本。
2）Cl2-CCl4具有0.819 mPa.s的低而恒定的粘度，與釩基水系正極液的高而可變的粘度（1.4–3.2 mPa.s）形成對比，因此很容易流動。此外，Cl2-CCl4易濕碳多孔電極，顯著提高了Cl2儲存和反應的表面積。同時，Cl2在CCl4中具有高的擴散率，最大限度地降低了傳質的能量消耗。
Hou, S., Chen, L., Fan, X. et al. High-energy and low-cost membrane-free chlorine flow battery. Nat Commun 13, 1281 (2022).
DOI：10.1038/s41467-022-28880-x
https://doi.org/10.1038/s41467-022-28880-x
3. Nature Commun.：一種雙功能液體電解液添加劑助力高能非水系鋰金屬電池
設計非水系液體電解液配方是開發高能金屬鋰金屬電池的一種可行策略。然而，當鋰金屬負極與富鎳的層狀正極結合時，兩個電極的（電）化學穩定性可能會受到影響。為避免上述問題，中山大學王成新教授，雷丹妮副教授在傳統的含LiPF6的碳酸鹽電解液中加入乙氧鋁（0.4 wt.%）和氟乙烯碳酸酯（5 vol.%）作為添加劑的組合。
本文要點：
1）這種電解液配方能夠在兩個電極的表面形成機械堅固且離子導電的中間相。尤其是，在中間相形成的氧化鋁阻止了鋰金屬負極上枝晶結構的形成，并緩解了富鎳層狀正極的應力誘導開裂和相變。
2）通過組裝紐扣電池和在貧電解液條件下，將薄的（即約40 μm）鋰金屬負極與高負載（即21.5 mg cm?2）LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2基正極耦合，在60 mA g?1和30 C下循環130次后，比放電容量保持率為80.3%，計算出的Li | |NCM811電池比能量約為350 Wh kg?1。
Zhang, Y., Wu, Y., Li, H. et al. A dual-function liquid electrolyte additive for high-energy non-aqueous lithium metal batteries. Nat Commun 13, 1297 (2022).
DOI：10.1038/s41467-022-28959-5
https://doi.org/10.1038/s41467-022-28959-5
4. Nature Commun.：六方相ZnIn2S4上突出的單一Pt位點促進光催化析氫
在載體上設計的單位點助催化劑為貴金屬的利用提供了一條經濟高效的途徑，但實現以最小的催化劑負載量進一步提高性能仍然極具挑戰性。近日，浙江工業大學鄭華均教授，暨南大學朱明山教授，中國礦業大學Liang Mao通過光化學反應將超低Pt助催化劑（0.26 wt%）穩定在六方相ZnIn2S4納米片（PtSS-ZIS）的基面上，形成了一種Pt-S3突出的四面體配位結構。
本文要點：
1）采用水熱法制備了厚度為2.46~4.94 nm的h-ZIS超薄納米片。通過磁力攪拌將H2PtCl6水溶液引入h-ZIS分散體中。在可見光下照射60 min后，將Pt位點固定在h-ZIS上，并對混合物進行離心和收集。
2）與傳統的缺陷捕獲的單一Pt位點催化劑相比，h-ZIS光催化劑上突出的Pt位點的析氫（HER）產率提高了2.2倍，在可見光照射下，產氫率可達17.5 mmol g?1 h?1。進一步，通過簡單的液滴澆注，成功制備了一層薄的PtSS-ZIS薄膜，并產生了大量可觀察到的氫氣泡，為實際的太陽能光驅制氫提供了巨大的潛力。
3）研究發現，PtSS-ZIS中突出的單個Pt原子可以抑制電子-空穴對的復合，并產生尖端效應，通過有效的質子傳質優化H的吸附/脫附行為，從而協同促進反應熱力學和動力學。此外，高曲率納米織構引發尖端增強的現象可以作為一種通用的處方，用于提高催化劑在其他反應中的性能，如降解有機污染物、氧還原、CO2還原和氮還原等。
Shi, X., Dai, C., Wang, X. et al. Protruding Pt single-sites on hexagonal ZnIn2S4 to accelerate photocatalytic hydrogen evolution. Nat Commun 13, 1287 (2022).
DOI：10.1038/s41467-022-28995-1
https://doi.org/10.1038/s41467-022-28995-1
5. Science Advances：通過晶態-非晶態納米結構提高TiZr基合金的強度和延展性
晶態-非晶態復合材料通過對其微觀結構的調控，具有獲得高強度和高延展性的潛力。近日，河北工業大學Shijian Zheng，內布拉斯加大學林肯分校Jian Wang，北京大學Xiaoding Wei制備了一種由三維雙連續晶態-非晶態納米結構（3D-BCAN）組成的具有微米尺寸等軸晶粒的TiZr基合金。
本文要點：
1）原位拉伸和壓縮測試表明，與非晶相和晶相相比，BCANs表現出增強的延展性和應變硬化能力，這賦予TiZr基合金超高的屈服強度(~1.80 GPa)、極限拉伸強度(~2.3 GPa)和大的均勻延展性(~7.0%)。
2）實驗結合有限元模擬揭示了協同變形機制；即，非晶相對晶疇施加額外的應變硬化，而晶疇防止非晶相的過早剪切局部化。這些機制使得材料實現了有效的強度-延展性-應變硬化組合。
Kaisheng Ming, et al, Enhancing strength and ductility via crystalline-amorphous nanoarchitectures in TiZr-based alloys, Sci. Adv., 2022
DOI: 10.1126/sciadv.abm2884
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abm2884
6. Angew：雙功能WC負載的RuO2納米粒子助力酸性介質水分解
電化學析氫具有熱值高、零排放等優點，是生產高純度氫氣作為可再生能源載體將電能轉化為可持續燃料的最有潛力的方法之一。目前，限制堿性電解槽發展的關鍵因素是在析氫反應(HER)和析氧反應(OER)中不可降低的高施加電壓。值得注意的是，在酸性介質中有足夠濃度的H+離子，這可以使HER的反應速率比在堿性介質中快兩到三個數量級。
近日，哈工大Liang Zhen，Bo Song，Cheng-Yan Xu通過密度泛函理論(DFT)計算發現，催化劑-載體的相互作用可以優化OER過程中間物種Ru位點的吸附能，從而降低反應勢壘。此外，在OER過程中，從WC轉移到RuO2的電子可以保護Ru活性中心不被過度氧化。
本文要點：
1）研究人員通過簡單的鹽模板策略合成了錨定在碳片上的RuO2-WC納米顆粒。
2）RuO2-WC納米粒子結合了載體效應、優異的催化活性和優異的導電性能，表現出顯著的OER性能，僅需347 mV的η10，塔菲爾斜率低至88.5 mV dec-1。具體而言，RuO2-WC納米粒子的質量活性高達1430 A gRu-1，約為商用RuO2（176 A gRu-1）的8倍。
3）采用RuO2-WC雙功能納米粒子，結合優異的HER性能和僅58 mV的低?η10值和66 mV dec-1的塔菲爾斜率，構建了一種單電池電位僅為1.66V，即可實現10 mA cm-2電流密度的酸性電解槽，并具有良好的長期穩定性。
這一策略為設計高效的雙功能電催化劑提供了一條新的途徑，平衡了酸性OWS的高催化活性和低成本。
Shu-Chao Sun, et al, Bifunctional WC-Supported RuO2 Nanoparticles for Robust Water Splitting in Acidic Media, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202202519
https://doi.org/10.1002/anie.202202519
7. Angew：可溶性和全氟化聚電解質助力安全高性能的Li-O2電池
傳統電解液具有低Li+轉移數，不可控的Li枝晶生長和濃差極化等缺點，進而導致大容量Li-O2電池性能嚴重下降，嚴重阻礙了其實際應用。近日，中科院長春應化所張新波研究員報道了一種固定在全氟聚合物骨架上的磺酸基團（-SO3-）的鋰化Nafion（LN），是二甲基亞砜(DMSO)中具有代表性的可溶性聚電解質。
本文要點：
1）LN可以同時獲得高達0.84的Li+轉移數和相當于液體電解質的Li+電導率（室溫下，2.08 mS cm-1）。此外，LN的負離子（Nafion-）具有良好的最低未占有分子軌道（LUMO）能級，可以優先分解成富LiF的穩定的SEI，有效抑制了Li枝晶的生長和Li金屬負極的長期循環。此外，這種新型聚電解質溶液還具有阻燃性能。
2）因此，在二甲基亞砜中加入LN的Li-O2電池可以促進溶液放電過程，具有較大的放電容量（200 mA g-1時為9508 mAh g-1），并具有優異的倍率性能。此外，電池具有超低的充電過電位（0.18 V），第一次循環具有高能量效率（88.5%），優異的循環性能（在1000 mAh g-1的極限容量下，可循環225次）。
3）采用這種不易燃的聚電解質溶液制成的袋式鋰空氣電池具有極高的安全性。釘子滲透和切角測試不會干擾電池為紅色發光二極管（LEDs）、電風扇、智能手表和智能手機供電，從而有效推動了Li-O2電池用于下一代儲能。
Qi Xiong, et al, Soluble and Perfluorinated Polyelectrolyte for Safe and High-Performance Li-O2 Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202116635
https://doi.org/10.1002/anie.202116635
8. Angew：一種用于高電壓鋰金屬電池的新型氟醚溶劑的整體環鏈設計
醚基電解液具有鋰離子溶劑化能力高、界面穩定等優點，但其有限的氧化穩定性阻礙了其在高電壓鋰金屬電池（LMBs）中的應用。雖然乙醚主鏈的氟化提高了氧化穩定性，但所產生的溶劑失去了它們的Li+溶劑化能力。因此，合理的溶劑分子設計是將高氧化還原穩定性和良好的離子導電性結合起來的關鍵。近日，弗里堡大學Ali Coskun，首爾大學Jang Wook Choi展示了一種獨特的整體環鏈方法，通過分子工程將低成本的商用乙醚轉變為具有更高電化學性能的高壓LMB的溶劑，從而調節溶劑化能力和溶劑結構。
本文要點：
1）值得注意的是，這種分子可以作為單一的醚基溶劑，結合了高的負極穩定性和可調節的Li+溶劑化能力。
2）電解液中理想的溶劑化結構促進了低鹽體系中Li+離子與FSI陰離子配對的形成，并導致了較高的遷移數，從而形成了均勻致密、富LiF的SEI層。
所開發的新型電解液通過對電解液化學的改性，極大地擴展了電解液的可能性，此外，研究人員也提出了開發新型電解液的設計原則。
Tianhong Zhou, et al, Integrated Ring-Chain Design of a New Fluorinated Ether Solvent for High-Voltage Lithium-Metal Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202115884
https://doi.org/10.1002/anie.202115884
9. Nano Lett.：對細胞內磁性納米粒子的磁力驅動情況進行實時觀測與分析
低頻磁場下，磁性顆粒納米運動引起細胞的磁機械驅動所造成的細胞死亡原因尚不明確。圖盧茲第三大學Julian Carrey、Véronique Gigoux和巴黎第十三大學Laurence Motte在共焦顯微鏡下安裝了一個微型電磁鐵，并將其用于在低頻旋轉磁場中對超順磁納米顆粒特異性靶向的細胞進行實時觀察。
本文要點：
1）研究發現，在磁場作用開始后，溶酶體膜會在幾分鐘內被滲透，并且溶酶體會向核移動。
2）實驗結果表明，這些事件與微管蛋白微管網絡的紊亂和細胞形態的改變有關。綜上所述，這種微型電磁鐵能夠為更深入地了解磁力驅動的磁性納米顆粒所引發的物理、分子和生物過程提供重要的幫助。
Arnaud Hillion. et al. Real-Time Observation and Analysis of Magnetomechanical Actuation of Magnetic Nanoparticles in Cells.
DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c04738
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c04738
10. ACS Nano：代謝多階段谷胱甘肽消耗策略以用于腫瘤特異性化學動力學治療
腫瘤細胞中高含量的谷胱甘肽(GSH)會嚴重影響化學動力學治療(CDT)的療效。盡管研究者付出了很多的努力，但如何構建一種能夠快速且徹底清除GSH以實現腫瘤特異性CDT的策略仍然是一項嚴峻的挑戰。中科院長春應化所曲曉剛研究員設計一個多階段消耗GSH以實現腫瘤特異性CDT的策略，即通過消耗已有的谷胱甘肽、抑制癌細胞合成谷胱甘肽的原料和能量供應來實現高效的谷胱甘肽消耗。
本文要點：
1）實驗使用的糖酵解抑制劑能夠切斷腫瘤細胞的特異性糖酵解，增加腫瘤細胞對于CDT的敏感性。此外，糖酵解抑制劑引發的饑餓效應也可以激活對正常細胞的保護模式。
2）由于糖酵解抑制劑和納米載體對腫瘤微環境具有響應性，因此它們引發的CDT對腫瘤細胞也具有更強的選擇性。綜上所述，這一研究工作不僅制備了具有消耗GSH功能的納米藥物以實現高效CDT，而且還充分利用腫瘤細胞和正常細胞之間的代謝差異實現了腫瘤特異性治療。
Ying Huang. et al. A Metabolic Multistage Glutathione Depletion Used for Tumor-Specific Chemodynamic Therapy. ACS Nano. 2022
DOI: 10.1021/acsnano.1c10231
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c10231
11. ACS Nano：穩定在非晶態TiO2納米纖維上的Ga單原子用于高效選擇性電催化氮還原
在常溫下實現電催化氮還原（NRR）合成氨（NH3）已成為化學領域最有前途的技術之一，它是一種比傳統的哈伯?博世工藝更環保的制NH3方法。然而，由于缺乏高活性、高選擇性的電催化劑，其氨產率和法拉第效率（FE）都很低。近日，東華大學丁彬教授，劉一濤研究員提出了一種有效的策略，通過過渡金屬和p-嵌段金屬的組合來解決NRR的活性和選擇性問題。
本文要點：
1）研究人員合成了蓮藕狀的α-TiO2納米纖維，由于其比表面積大，易于電解質滲透，并且在整個塊體中含有豐富的VO，因此可以作為一種高活性的基體。此外，p-嵌段金屬Ga以SA的形式沉積在該基質上，由于抑制了HER副反應，N2能夠選擇性地吸附在催化劑表面。
2）結果表明，在0.1 V的極低勢壘下，催化劑用于NRR，具有顯著提高的NH3產率（24.47 μg h?1 mg?1）和FE（48.64%）同時獲得了高的產率，這一結果超過了迄今為止，所報道的空位工程化的TiO2納米晶。
3）密度泛函理論（DFT）計算證實了Ga吸附原子和α-TiO2在促進N2吸附和活化以及抑制氫氣吸附方面的協同作用。因此，成功開發了一種具有高活性、高選擇性的NRR電催化劑。
Meng Zhang, et al, Highly Active and Selective Electroreduction of N2 by the Catalysis of Ga Single Atoms Stabilized on Amorphous TiO2 Nanofibers, ACS Nano, 2022
DOI: 10.1021/acsnano.1c10059
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c10059
12. ACS Energy Lett.：表面缺陷工程用于金屬鹵化物鈣鈦礦光伏
近年來，表面缺陷鈍化已成為制造具有創紀錄高效率的鈣鈦礦太陽能電池（PSC）的必要條件。然而，表面鈍化對 PSC 的性能和穩定性的確切機制和所有可能的影響尚未清楚地闡明。成均館大學Jin-Wook Lee等人總結了鹵化物鈣鈦礦表面及其鈍化的研究現狀，然后討論了尚未解決的重要問題。
本文要點：
1）最廣泛使用的表面鈍化方法——使用烷基鹵化銨的方法——是本期關注的焦點。
2）研究人員強調需要將鈍化過程的所有可能影響（包括它們的優點和不良副作用）解耦，以最大限度地提高通過表面改性可實現的性能提升。
3）全面了解鈣鈦礦表面及其適當的管理將是實際使用具有更高性能和壽命的 PSC 的關鍵。
Keonwoo Park, et a. Surface Defect Engineering of Metal Halide Perovskites for Photovoltaic Applications, ACS Energy Lett. 2022, 7, 1230–1239
DOI：10.1021/acsenergylett.1c02847
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsenergylett.1c02847
