1. JACS：化學穩定的胍類共價有機骨架實現在高溫下高效捕獲低濃度碘
由于實際工業條件下的高溫（≥150 ℃）和低I2濃度（～150 ppmv）等不利于I2的吸附，從核廢料中捕獲放射性I2蒸氣仍然是一項具有挑戰性的任務。近日，南開大學卜顯和院士，Baiyan Li，阿卜杜拉國王科技大學Yu Han報道了一種新型的胍基共價有機骨架（COF），稱為TGDM，它可以在工業操作條件下高效捕獲I2。
本文要點：
1）在150 °C和150 ppmv I2下，TGDM對I2攝取率為30 wt%，顯著高于目前核燃料后處理行業中使用的工業銀基吸附劑，如Ag@MOR（17 wt%）。
2）表征和理論計算結果表明，在TGDM的多種類型的吸附中心中，只有離子中心可以在惡劣條件下通過強庫侖相互作用與I2鍵合。與各種基準吸附劑相比，TGDM豐富的離子基團使其具有優異的I2捕集性能。
3）TGDM具有極高的化學和熱穩定性，完全滿足實際放射性I2捕獲（高溫、潮濕和酸性環境）的要求，并有別于其他離子COF。此外，TGDM還具有良好的可回收性和低成本，這是目前工業用銀基吸附劑所不具備的。
這些優點使TGDM成為在核燃料后處理過程中捕獲I2蒸氣的一個很有前途的候選者。此外，這種在COF中加入化學穩定的離子胍部分的策略將刺激用于I2捕獲和相關應用的新吸附劑的發展。
Zhiyuan Zhang, et al, Chemically Stable Guanidinium Covalent Organic Framework for the Efficient Capture of Low-Concentration Iodine at High Temperatures, J. Am. Chem. Soc., 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c00563
https://doi.org/10.1021/jacs.2c00563
2. JACS：Rh單晶上CO加氫過程中含氧中間體的Operando觀察
CO、CO2和H2的混合物，即合成氣，可用于生產化學品和燃料。利用生物質生產、從水中分解獲取氫氣以及直接捕獲大氣CO2的新方法為可持續制造路線開辟了可能性，降低了對化石資源的依賴。近日，斯德哥爾摩大學David Degerman利用Rh(211)和Rh(111)催化劑上CO和CO2加氫反應中的operandoXPS進行了機理研究。
本文要點：
1）表面吸附主要由CO、碳氫化合物和甲氧基組成。此外，有跡象表明，H(ads)的共吸附嚴重影響了CO的覆蓋率。氫化程度對表面取向敏感，碳氫化合物和甲氧基的覆蓋度與溫度有關。對于生產C2+含氧化合物(如乙醇)的前景，需要更高的CO分壓來提高碳偶聯率.。
2）在當前研究的反應條件下，225-250 °C附近的Rh(111)表面比其他研究條件更適合C-C耦合。在CO2加氫反應中，觀察到CO和不飽和烴，但覆蓋率低得多。因此，在operando研究中對不同吸附質存在的認識有助于理解合成氣反應中的選擇性。
David Degerman, et al, Operando Observation of Oxygenated Intermediates during CO Hydrogenation on Rh Single Crystals, J. Am. Chem. Soc., 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c00300
https://doi.org/10.1021/jacs.2c00300
3. JACS：合成用于可見光介導的水中對映選擇性光氧化的無金屬手性共價有機骨架
盡管手性共價有機框架（CCOFs）已經大量應用在熱不對稱催化中，但它們尚未應用在同樣重要的不對稱光催化中。近日，山東師范大學董育斌教授，Jian-Cheng Wang首次報道了一種炔丙基胺連接的季銨溴化物修飾的卟啉-CCOF，其可以在水和空氣中高度促進可見光驅動的硫化物的對映選擇性光氧化生成亞硫醚。
本文要點：
1）研究人員在手性CuOTf-pybox存在下，通過常溫下不對稱A3偶聯聚合，設計并合成了2,5-二甲氧基對苯二甲醛（DMTP）、5,10,15,20-四(4-氨基苯基)卟啉（TAPP）和四(4-氨基苯基)苯乙炔（PA-QA）修飾的CCOF，它含有光敏的卟啉、手性炔丙胺鍵和兩親性的季銨鹽。
2）在可見光照射下，得到的無金屬(R)-DTP-COF-QA對硫化物在空氣和水中的對映選擇性光氧化具有良好的催化活性和對映選擇性。
3）此外，這一方法還被用于合成(R)-莫達非尼，這是一種用于治療過度困倦的促進清醒的藥物。
本研究為CCOF在不對稱光催化中的應用開辟了一條新的途徑。
Xuan Kan, et al, Synthesis of Metal-Free Chiral Covalent Organic Framework for Visible-Light-Mediated Enantioselective Photooxidation in Water, J. Am. Chem. Soc., 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c01186
https://doi.org/10.1021/jacs.2c01186
4. Angew：基于多功能NIR-II聚集誘導發光原的多模態成像指導的光熱免疫治療
光熱-免疫協同治療因其對原發腫瘤和遠端腫瘤具有相輔相成的治療效果而受到研究者的廣泛關注。深圳大學王東教授、海南大學周非凡教授和香港中文大學（深圳）唐本忠院士以苯并[c]噻吩單元作為構建塊，設計并制備了一種具有聚集誘導發光性能的多功能診療試劑TPA-BT-DPTQ，其同時具有近紅外二區（NIR-II）熒光成像(FLI)、光聲成像(PAI)、光熱成像(PTI)和光熱治療等功能。
本文要點：
1）研究發現，TPA-BT-DPTQ納米顆粒介導的光熱治療(PTT)不僅能顯著破壞原發腫瘤，還能增強免疫原性，以進一步抑制遠端腫瘤的生長。
2）實驗結果表明，PTT能夠與程序性死亡配體1(PD-L1)抗體相結合以增強免疫治療的效果，進而有效防止癌癥的轉移和復發。
Dingyuan Yan. et al. Multimodal Imaging-Guided Photothermal Immunotherapy Based on a Versatile NIR-II Aggregation-Induced Emission Luminogen. Angewandte Chemie International Edition. 2022
DOI: 10.1002/anie.202202614
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202202614
5. Angew：具有增強光敏性能的陰離子花菁J型聚集納米粒子用于靶向線粒體的腫瘤光療
作為光敏劑（PSs），花菁在生物醫學領域中得到了廣泛的應用，但如何控制其在納米粒子中的分子聚集仍然是一個很大的挑戰。此外，花菁的聚集行為對其光敏性能的影響也尚不清楚。有鑒于此，華中科技大學李忠安教授、朱錦濤教授和武漢紡織大學田迪副教授通過反離子工程實現了在NPs中的J型超分子聚集，設計了首個基于三氰呋喃端基的陰離子花菁PS。
本文要點：
1）研究結果表明，在NPs中的J型聚集體不僅具有顯著的紅移發射、帶負電荷的表面和高的光穩定性，而且能使單線態氧的產生效率比非聚集體態高5倍。
2）該研究充分證明了J-聚集體在增強光敏作用方面具有重要作用。結合其具有的線粒體靶向性能，該J型聚集體NPs能夠在體內表現出顯著的抗腫瘤光學治療作用，具有很好的臨床應用潛力。
Yibin Li. et al. Anionic Cyanine J-type Aggregate Nanoparticles with Enhanced Photosensitization for Mitochondria-targeting Tumor Phototherapy. Angewandte Chemie International Edition. 2022
DOI: 10.1002/anie.202203093
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202203093
6. Angew：Mg修飾多孔SnO2電子傳輸層提高鈣鈦礦電池性能
通過平面SnO2作為電子傳輸層構建的鈣鈦礦太陽能電池目前實現了最高記錄的太陽能轉化效率，但是多孔SnO2電子傳輸層結構構建的太陽能電池器件的性能仍非常差。有鑒于此，華中科技大學韓宏偉、梅安意等報道將在SnO2漿料中加入Mg調控氧缺陷，實現了高效率可印刷制備鈣鈦礦太陽能電池器件。
本文要點：
1）通過高溫煅燒處理，能夠消除氧缺陷從而抑制SnO2自摻雜。在漿料中加入的Mg能夠占據Sn位點和SnO2的間隙位點，并促進形成氧空穴。形成的晶格Mg能夠引入中性氧空穴、間隙Mg導致中性氧空穴進行離子化實現自摻雜。
2）通過調控氧空穴，提高SnO2的載流子濃度和Fermi能級位置，因此這種電子傳輸層具有更低的電荷傳輸陷阱，能夠抑制界面復合，電池的性能從6.62 %顯著提高至17.25 %。
Jiale Liu, et al, Hongwei Han, Oxygen Vacancy Management for High-Temperature Mesoporous SnO2 Electron Transport Layers in Printable Perovskite Solar Cells, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202202012
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202202012
7. AM：電光動力柔性裝置用于高效根除耐藥細菌
光動力治療(PDT)由于具有時空選擇性、無創性和耐藥發生率低等優點而在抗菌領域中受到廣泛關注。為了使其在臨床應用中更加方便、通用和可操作，研究者提出了一種新型的抗菌策略，即電發光動力治療(ELDT)，其基于電發光材料和光敏劑的納米組裝體，能夠在電場下原位產生活性氧(ROS)，即EL分子發出的熒光能夠激發光敏劑產生單線態氧(1O2)，進而對病原體造成氧化損傷。西北工業大學黃維院士、李鵬教授和賈慶巖教授在ELDT方案的基礎上，將負載ELDT納米劑的水凝膠與柔性電池集成，制備了一種柔性治療裝置，其能夠滿足傷口敷料的輕便和可穿戴要求。
本文要點：
1）研究表明，基于ELD的柔性裝置能夠通過ROS誘導的殺滅作用以對耐藥細菌表現出有效的抗菌效果(>99.9%)，從而有效抑制淺表感染，促進創面愈合。
2）綜上所述，該研究對ELDT策略進行了概念驗證，證明其可作為PDT的潛在替代方案，并能夠避免使用物理光源，進而通過一種基于水凝膠的柔性治療裝置以方便有效地殺死耐藥細菌。
Jianhong Zhang. et al. An Electroluminodynamic Flexible Device for Highly Efficient Eradication of Drug-Resistant Bacteria. Advanced Materials. 2022
DOI: 10.1002/adma.202200334
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202200334
8. AEM: 基于蒸發的無摻雜Spiro-OMeTAD制備的高效穩定鈣鈦礦太陽能電池
熱蒸發 (TE) 作為一種可擴展且低成本的有機空穴傳輸材料 (HTM) 制造技術，在鈣鈦礦太陽能電池 (PSC) 的應用中通常會產生低光伏性能和較差的器件再現性，因此顯然需要了解 TE 的弱點。廈門大學楊麗和張金寶等人報道了一種通用的制造技術，溶劑退火輔助熱蒸發 (SATE)，能夠有效調節Spiro-OMeTAD 有機薄膜的形態和光電特性。
本文要點：
1）SATE方法生產的未摻雜Spiro-OMeTAD 層具有高密度、良好的薄膜均勻性、增強的導電性和優異的薄膜穩定性，所有這些都優于傳統的 TE。
2）此外，SATE 薄膜消除了摻雜劑引起的降解機制，同時提高了未摻雜 HTM 的電導率。值得注意的是，由此產生的器件將功率轉換效率 (PCE) 從 14.68% (TE) 提高到 20.02% (SATE) 提高了 36%，這是 n-i-p PSC 中蒸發 HTM 的最高報告 PCE。
3）采用 SATE 的未封裝 PSC 器件表現出優異的環境和熱穩定性，在 30% 濕度的空氣中 2500 小時后仍保持 85% 的初始性能。
4）高效率和同時提高的穩定性表明 SATE 可以普遍適用于有機薄膜的可控制造和可靠的器件。
Du, G., Yang, L., Zhang, C., Zhang, X., Rolston, N., Luo, Z., Zhang, J., Evaporated Undoped Spiro-OMeTAD Enables Stable Perovskite Solar Cells Exceeding 20% Efficiency. Adv. Energy Mater. 2022, 2103966.
DOI：10.1002/aenm.202103966
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.202103966
9. Nano Letters綜述：功能有序介孔材料的現狀與未來
有序介孔材料具有獨特的介孔、大孔徑、高比表面積和介孔通道等特點，在需要高效的表面可及性和擴散的廣泛應用中具有優勢。例如，大而有序的中孔骨架有利于內部的傳質。較高的比表面積可以增強對目標分子和離子的吸附和負載。然而，盡管已經報道了功能介孔材料的發現和應用，該領域仍有兩個關鍵的問題尚未解決：i）原子、納米和微米尺度的精確控制；ii）未完成的元素和組成。近日，復旦大學趙東元院士指出了當前介孔材料科學面臨的兩個重要挑戰，并介紹了各自的突破和克服的典型研究。
本文要點：
1）發展某些組裝策略，研究人員現在能夠獲得多功能的Si、C和Ti基有序介觀結構和納米結構。然而，為了進一步推動這一領域的發展，需要應對幾項挑戰。目前，仍然缺少實現從原子到納米和微觀層面的精確控制的系統方法論和理論。大多數方法不能實現通用性調控，手性、尺寸、親水性和活性中心分布等相關物理化學特性的調控也有待探索，規?；a技術還很有限。此外，要洞察溶液處理的組裝行為和確定納米或原子級結構是非常困難的。引進先進的中間觀測和結構分析技術十分重要。除了它們的合成外，我們預計在未來十年內，在傳統的吸附和分離、涉及大分子的催化到尖端光電子學以及生物醫學設備等各種應用方面都將取得重大進展。
2）除了介孔二氧化硅和碳以外，目前，人們還缺乏可靠的方法來精細控制其他具有潛力的介孔材料。精密合成的發展將極大地促進新型介孔材料的設計和高性能應用，包括但不限于具有聯合納米結構域的多功能集成介孔結構和具有獨特光學/電學性質的介觀異質結構。在具有高度定制的結構參數的可靠的合成方法的前提下，定量地強調結構與性能的關系是可行的。
總之，功能介孔材料已經逐漸成為研究分子獲取和擴散潛力的平臺，也是各個研究人員探索納米科學基礎意義的交叉領域。
Dongyuan Zhao, Functional Ordered Mesoporous Materials: Present and Future, Nano Lett., 2022
DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c00902
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c00902
10. ACS Energy Letters: 具有強吸電子能力的鋰離子嵌入中間層助力高倍率鋰金屬電池
金屬鋰負極在大多數有機電解液中循環不穩定，這是開發新一代高比能電池急需解決的重要科學問題。提高金屬鋰負極的均勻性通常被認為是金屬鋰負極穩定性的關鍵。近日，中科院長春應化所明軍與寧波材料所彭哲等利用具有強吸電子能力的親鋰界面層實現了金屬鋰負極的穩定。
本文要點：
1）研究人員通過將Nb2O5前驅體進行鋰化制備了富鋰層狀氧化物界面層。該界面層不僅能夠促進Li+的快速遷移，而且還有助于隔絕電解液與負極的直接接觸從而抑制電解液分解。在初步鋰化的過程中，正交晶系Nb2O5可以容納適當多的Li+并轉變為具有良好結構穩定性的富鋰相。
2）研究人員發現在金屬鋰電化學沉積的過程中，鋰離子首先要擴散通過界面層才能得到電子沉積在界面層以下。當LixNb2O5與碳紙結合作為金屬鋰載體時，在2mA/cm2的電流密度下循環600周后的庫倫效率仍然高達99.1%。
Jiahe Chen et al, A Robust Li-Intercalated Interlayer with Strong Electron Withdrawing Ability Enables Durable and High-Rate Li Metal Anode, ACS Energy Letters, 2022
DOI: 10.1021/acsenergylett.2c00395
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.2c00395
11. ACS Nano：水凝膠顆粒陣列上實現快速DNA檢測
熒光生物傳感器由于其可靠性和重復性，被廣泛用于DNA檢測。但是DNA雜交動力學速率慢，往往需要較長的測試時間，這在一定程度上限制了其實際應用。鑒于此，北京科技大學許利蘋等人通過將DNA限定在水凝膠顆粒表面，實現了超快的DNA熒光檢測。
本文要點：
1）通過控制水凝膠顆粒的孔徑和表面電荷，能將DNA分子限制在水凝膠顆粒的外水層。利用氧化石墨烯的熒光猝滅特性及其對單鏈DNA和雙鏈DNA的不同吸附行為，研究者制備了基于水凝膠顆粒陣列的熒光DNA傳感器。
2）利用水凝膠顆粒表面的限制效應和水分蒸發的富集效應，在400 nM的目標濃度下，DNA的識別時間能從3000 s縮短至10 s以下。此外，在50-400 nM的濃度范圍內均能實現快速檢測。這項研究為開發快速的生物傳感器提供了新的思路，并在DNA診斷、基因分析和液體活檢方面顯示出巨大的潛力。
Fei Liu. et al. Space-Confinment-Enhanced Fluorescence Detection of DNA on Hydrogel Particles Array. ACS Nano. 2022
DOI：10.1021/acsnano.2c00157
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c00157
12. ACS Nano：二維材料異質結的納米卷曲以增強光電化學析氫反應
利用陽光從水中清潔地生產氫氣，已經成為大規模能源生產和儲存的一種可持續的替代方案。然而，設計同時適用于光收集和水分解的光活性半導體是一個關鍵的挑戰。原子薄型過渡金屬二硫屬化物（TMDs）由于具有廣泛的電子性質和組成的可變性，被認為是很有前途的光催化劑。然而，載體傳輸效率、光吸收和電化學反應之間的權衡限制了它們的前景。
近日， 臺灣中央研究院Ya-Ping Hsieh，臺灣大學Mario Hofmann，Yang-Fang Chen將MoS2和WS2結合，并在準一維結構中引入卷曲，制備了異質結納米卷軸（NSs）。
本文要點：
1）光譜表征表明，由于改進了電荷分離，形成了相當大的偶極。此外，異質結-NS之間的相互作用改變了能帶結構，減少了輻射復合。與平面異質結相比，電荷積累在異質結中產生了更快的電化學反應速率。此外，NS形貌中所展示的光約束使得光輔助HER具有出色的性能。
2）HER分析表明，交換電流密度為1.44×10?4 A cm?2，塔菲爾斜率為39 mV?1，優于以前報道的2D材料，可媲美商用Pt催化劑。因此，這項研究擴展了形態可控PEC催化的概念及其對能源獲取的突出價值。
Rapti Ghosh, Enhancing the Photoelectrochemical Hydrogen Evolution Reaction through Nanoscrolling of Two-Dimensional Material Heterojunctions, ACS Nano, 2022
DOI: 10.1021/acsnano.1c10772
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c10772
