1. JACS：四苯乙烯聚集發光的機理
通過共價化學鍵調節有機熒光材料的電子結構是調節有機熒光材料電子躍遷的基礎，四苯乙烯作為一種優異的聚集發光熒光發色團，在聚集狀態呈現藍色熒光，這種熒光現象通常被認為是由于四個苯環和中心C=C化學鍵的共軛效應。有鑒于此，西班牙赫羅納大學Lluís Blancafort、浙江大學張浩可、香港中文大學唐本忠等報道通過系統性的光譜研究和DFT計算模擬發現，這種熒光作用的產生原因是因為分子內兩個相鄰的苯環空間相互作用形成的，而不是化學鍵共軛作用。
本文要點：
1)通過激發態衰減動力學，發現四苯乙烯的光致異構效應在非輻射淬滅過程中起到關鍵作用。此外，與人們傳統描述化學鍵共軛效應的定量不同，作者發現定量研究化學鍵共軛作用需要通過分析分子中的原子方式實現。作者建立了一種理論模型，研究四苯乙烯等多轉軸分子的電子結構。
2)本文通過研究空間相互作用，為設計不局限于化學鍵共軛作用的新型熒光材料提供機會，并且拓展了對聚集熒光作用的深入理解。
Junkai Liu, et al, Through-Space Interaction of Tetraphenylethylene: What, Where, and How, J. Am. Chem. Soc. 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c02381
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c02381
2. JACS：光/Ni催化碳硼烷碘化物與芳烴交叉偶聯
香港中文大學謝作偉等報道首次發展了一種普適性方法，能夠對碳硼烷的B(3)、B(4)、B(9)位點上生成高價態硼中心碳硼烷自由基，這種方法通過可見光催化的方式使用低價態Ni分子摘取碘-硼烷分子中的碘原子。生成的自由基物種能夠與一系列（雜）芳烴反應，在室溫生成籠狀結構B-芳基碳硼烷，實現了較好或者優異的產率，非常好的底物兼容性。
本文要點：
1)該反應方法中的這種親電基團的親電性取決于電荷分布所在位點：B(3)>B(4)>B(9)。可見光和Ni催化劑都是生成硼中心碳硼烷自由基的關鍵。作者通過控制實驗，驗證了反應通過硼自由基中間體物種中間過程。
2)這種反應實現了一種方法，能夠在碳硼烷的特定硼原子頂點形成硼中心碳硼烷自由基，為合成含有多種官能團修飾的碳硼烷提供了一種非常簡單有效的方法。
Shimeng Li and Zuowei Xie*, Visible-Light-Promoted Nickel-Catalyzed Cross-Coupling of Iodocarboranes with (Hetero)Arenes via Boron-Centered Carboranyl Radicals, J. Am. Chem. Soc. 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c02329
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c02329
3. JACS：基于DNA工程化淋巴細胞的同源靶向人工抗原提呈細胞用于個體化腫瘤免疫治療
通過將T細胞活化配體整合到生物相容性良好的材料上以構建人工抗原提呈細胞（aAPC），在腫瘤免疫治療中具有巨大的潛力。然而，開發能夠模擬天然抗原提呈細胞（APC）特性的的aAPC從而在體內實現抗原特異性T細胞激活仍然具有挑戰性。鑒于此，蘇州大學劉莊等人首次利用脂質DNA介導的非侵入性活細胞表面工程化技術構建了基于淋巴細胞的同源靶向aAPC (LC-aAPC)。
本文要點：
1）通過預先設計的自下而上的自組裝路徑，研究者實現了T細胞激活配體在LC-aAPC上的自然模擬分布，從而實現了最優的T細胞激活。此外，脂質DNA在脂質雙層上的自組裝不會影響淋巴細胞上表達的歸巢受體的功能。
2）因此，這種LC-aAPC可以主動遷移到外周淋巴器官，進而有效地激活抗原特異性T細胞。與免疫檢查點抑制劑聯用時，這種LC-aAPC可以有效地抑制不同腫瘤模型的生長。因此，這項研究為體內應用于腫瘤免疫治療的aAPC提供了一種新的設計思路，而脂質DNA介導的非侵入性活細胞表面工程化技術將成為設計基于細胞的治療的有力工具。
Lele Sun. et al. DNA Engineered Lymphocyte-Based Homologous Targeting Artificial Antigen-Presenting Cells for Personalized Cancer Immunotherapy. JACS. 2022
DOI：10.1021/jacs.1c09316
https://doi.org/10.1021/jacs.1c09316
4. JACS：水介導液晶三維自組裝
構建類單晶的形貌對于優化材料的性能具有重大意義。液晶材料需要在雙軸方向上實施控制，從而在塊體結構中達到結構得到優化。但是目前的外場調控方法，比如電場、磁場、機械力等作用力難以非常有效的驅動兩性液晶材料排列。有鑒于此，臺灣中國文化大學Kuan-Yi Wu、臺灣同步輻射研究中心Wei-Tsung Chuang、臺灣陽明交通大學Chien-Lung Wang等報道發現水分子是一種優異的雙親性圓盤結構分子（AD，amphiphilic discotic molecule）自組裝過程結構穩定劑和方向導向劑分子。
本文要點：
1)通過熱力學分析和結構表征，發現水分子能夠與AD分子共同自組裝在體相中形成人工水通道AWC（artificial water channels），同時提高六方柱狀結構晶相的穩定性和晶疇尺寸。此外，通過調控成核過程、調控成核體系環境（調控過冷度和成核區域），使得AWC分子能夠在平面和垂直方向上雙軸有序排列。
2)通過多級結構精確控制，這種AWC塊體陣列分子實現了優異的阻鹽凈水性能。由于所有的雙親液晶分子中都具有親水基團，這種水導向自組裝方法為發展功能性兩親性液晶提供更多機會和空間。
Yuan Chen, et al, Dual-Axis Alignment of Bulk Artificial Water Channels by Directional Water-Induced Self-Assembly, J. Am. Chem. Soc. 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c00929
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c00929c13252
5. JACS：高含鋰二元Li5Sn
斯圖加特大學Yuji Ikeda等報道通過過量的Li與Sn進行反應，分離得到具有較高晶化結構的Li5Sn，通過單晶X射線晶體學表征方法解析晶體結構。
本文要點：
1)結構表征結果顯示，Li5Sn具有斜方晶系結構，與之前通過電子結構計算預測的Li和Sn配位原子多面體構型一致，但是排列并不一致。通過詳細的從頭算理論計算分析，包括使用Langevin動力學進行熱力學分析、結合機器學習勢能計算模擬，解釋說明實驗能夠生成Cmcm結構Li5Sn具有熱力學穩定性的原因。
2)通過結構枚舉算法進行系統篩選，得到了108種可能的Li5Sn結構，包括實驗結果Cmcm結構和以往通過從頭算計算模擬報道的結構，發現一種新結構，在0 K溫度能量最穩定的Immm結構。
本文通過計算發現的Immm結構同樣在有限溫度的條件比Cmcm結構的熱力學穩定性更高，因此說明實驗生成的Cmcm相Li5Sn是由于動力學而非熱力學因素生成的。
Robert U. Stelzer, et al, Li5Sn, the Most Lithium-Rich Binary Stannide: A Combined Experimental and Computational Study, J. Am. Chem. Soc. 2022
DOI: 10.1021/jacs.1c10640
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c10640
6. JACS：新型高效率載流子傳輸COF材料
二維COF材料是一種晶化多孔聚合物材料，具有長程有序結構和結構明確的開放通道，因此在電子、催化、傳感、能量存儲等領域具有廣泛的發展前景。迄今為止，發展高導電性2D COF材料仍具有非常大的挑戰，這是因為沿著2D晶格具有π共軛結構，而且迪納和分布在晶粒的邊界。而且，目前人們對晶體骨架結構中的電荷傳輸機理并不理解。有鑒于此，馬克思普朗克聚合物研究所Hai I. Wang、Klaus Müllen、Mischa Bonn等報道發展了一種具有優異載流子傳輸性能的2D COF材料。
本文要點：
1)通過時間分辨和頻率分辨的太赫茲光譜表征，研究兩種半導體2D COF薄膜材料（1,3,5-三(4-氨基苯基)苯與1,3,5-三甲酰基苯縮合構建）中載流子Drude能帶傳輸行為。這種TPB-TFB型COF材料展示了較高的光導電能力，達到無機晶體材料級別的長室溫電荷散射時間（70 fs），對應于創記錄的165±10 cm2 V-1 s-1載流子傳輸性能，超過目前的COF材料。
2)這種結果說明TPB-TFB COF薄膜材料是一種具有前景的有機電子學材料、催化材料，為設計高晶化度的多孔有機材料用于高效率長程載流子傳輸提供機會。
Shuai Fu, et al, Outstanding Charge Mobility by Band Transport in Two-Dimensional Semiconducting Covalent Organic Frameworks, J. Am. Chem. Soc. 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c02408
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c02408
7. JACS：BaF2外延生長全無機鈣鈦礦
全無機鈣鈦礦CsPbI3是一種具有前景的深紅色LED器件材料，CsPbI3具有優異 的載流子傳輸能力、高顏色純度、溶液相處理能力。但是光活性黑相CsPbI3具有非常高的相變能壘，導致CsPbI3材料難以制備高效明亮LED器件。有鑒于此，中國科學技術大學姚宏斌等報道一種使用α-BaF2納米粒子基底能夠改善溶液相異相外延生長，克服相變的高能壘，獲得高純度光學活性γ-CsPbI3薄膜，構建了高亮度深紅色LED器件。
本文要點：
1)在α-BaF2納米粒子的暴露晶面上進行外延生長，BaF2與γ-CsPbI3的(110)晶面的晶格匹配達到99.5 %。通過這種超高的晶格匹配度，在溶液相界面生長過程中實現了低缺陷含量的非應力外延生長，得到高取向度γ-CsPbI3薄膜。
2)生成的γ-CsPbI3薄膜具有均一、光滑、高熒光強度多種優勢，制備的深紅色LED器件實現了14.1 %的量子效率和創紀錄的亮度（1325 cd m-2）。
Qian Zhang, et al, α-BaF2 Nanoparticle Substrate-Enabled γ-CsPbI3 Heteroepitaxial Growth for Efficient and Bright Deep-Red Light-Emitting Diodes, J. Am. Chem. Soc. 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c01034
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c01034
8. JACS：摻雜NiO催化劑OER機理
金屬氧化物、氫氧化物是目前性能最好的OER電催化劑，但是金屬氧化物、氫氧化物的反應機理，尤其是氧化物的充電過程、OER反應動力學仍沒有得到正確理解。有鑒于此，倫敦帝國理工學院James R. Durrant、Reshma R. Rao等報道通過原位UV-vis光譜、時間分辨階梯電位光譜電化學光譜，研究了Mn-, Co-, Fe-, Zn-摻雜的NiO電催化性能。
本文要點：
1)研究不同摻雜的樣品發現，Ni2+/Ni3+氧化還原峰的電極電勢向正方向移動的規律遵循著：Mn-<co-<fe-<zn-，對應于氧結合能降低< strong="">。通過光吸收光譜在OER電勢進行定量觀測催化劑中氧化還原中心位點的氧化反應，發現OER反應的動力學于氧化物種的密度之間存在二級變化關系，因此說明化學反應速率決定步驟是兩個氧物種的偶聯反應。</co-<fe-<zn-，對應于氧結合能降低<>
2)Ni位點的TOF隨著不同摻雜樣品的氧結合情況呈現火山型變化規律，其中Fe-摻雜樣品在300 mV的TOF達到最高~0.05 s-1。作者認為當Mn-和Co-摻雜的電催化劑中Ni的氧結合能力太強，導致OER反應的動力學的O-O偶聯反應、O脫附反應步驟受到限制；Zn摻雜的氧化物催化劑Ni中心的氧結合太弱，導致OER反應動力學難以形成氧簇中間體。
這項研究工作展示了氧化物經典電催化劑的電化學脫附自由能、OER本征動力學之間之間關系，說明氧化物種在OER反應動力學中起到的關鍵作用。
Reshma R. Rao, et al, Spectroelectrochemical Analysis of the Water Oxidation Mechanism on Doped Nickel Oxides, J. Am. Chem. Soc. 2022
DOI: 10.1021/jacs.1c08152
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c08152
9. Angew：動態共價化學中的硫
來自阿根廷的Alfredo Gastón Orrillo等人對動態共價化學中的硫進行了綜述
自該領域開始以來，硫在動態共價化學(DCC)中一直是重要的。動態硫鍵(DSB)主要作為二硫化物和硫代酯的一部分，在幾個顯著的反應中起主導作用。這一成功的部分原因是DSB用于制備動態共價體系的幾乎理想的性質，包括在溫和的水條件下的高反應性和良好的可逆性，利用超分子相互作用的可能性，獲得可分離結構，以及易于實驗控制來開啟/關閉反應。DCC目前正在見證DSB的重要性增加。DSB提供的化學靈活性為多種應用打開了大門。
本文綜述了DCC中使用的DSB及其應用，并對它們賦予動態化學體系，特別是那些含有多個DSB的動態化學體系所具有的有趣性質進行了評論。
Orrillo, A..G. and Furlan, R..L.E. (2022), Sulfur in Dynamic Covalent Chemistry. Angew. Chem. Int. Ed.. 2022.
https://doi.org/10.1002/anie.202201168
10. AM: 基于摩擦發電機的自供電主動傳感
英國格拉斯哥大學Ravinder Dahiya等人綜述了基于摩擦發電機的自供電主動傳感。
近年來，便攜式和可穿戴式化學或生物傳感器的需求及其快速發展對其持續供電提出了科學挑戰。因此，壓電和摩擦發電機（TEG）等機械能采集器最近被開發為傳感器或采集器，用于在小型但長壽命的儲能裝置中存儲電荷，為傳感器供電。使用能量采集器作為傳感器特別有趣，因為通過這種多功能操作，可以減少系統中所需的設備數量，這也有助于克服集成的復雜性。在這方面，TEG是很有前途的，尤其是對于能量自主的化學和生物傳感器，因為它們可以用多種材料開發，并且它們的機械能到電能的轉換可以通過各種分析物進行調節。
本文綜述了TEG這一有趣的方面，并介紹了各種自供電的活性化學和生物傳感器。還簡要討論了基于TEG的物理、磁和光學傳感器的發展。在主動傳感的背景下，解釋了環境因素的影響、各種品質因數以及TEG設計的重要性。最后，討論了通過TEG進行化學和生物檢測的關鍵應用、挑戰和未來前景，以推動自供電傳感器領域的進一步發展。
Khandelwal, G. and Dahiya, R. (2022), Self-Powered Active Sensing based on Triboelectric Generator. Adv. Mater.. 2200724.
https://doi.org/10.1002/adma.202200724
11. AM：重組功能蛋白制備的雙層水凝膠心臟貼片
無論是對止血敷料還是治療心肌梗死而言，微創心臟貼片的開發都具有重要的臨床意義，但其在目前仍是一個重大的研究挑戰。設計這種貼片通常需要同時考慮多種材料屬性，包括生物吸收、無毒、匹配心臟組織的力學特性以及在潮濕和動態環境中能夠高效工作。上海科技大學鐘超研究員和張輝研究員使用基因工程的多結構域蛋白質構建了打印的雙層蛋白水凝膠貼片，并將其用于心力衰竭治療。
本文要點：
1）水凝膠材料所固有的自愈特性使得兩種不同的水凝膠層能夠在物理上實現無縫界面整合，進而在功能層面上賦予該心臟貼片各層的組合優勢。實驗利用雙層水凝膠的生物相容性、結構穩定性和可調節的藥物釋放特性而在兩種心肌損傷模型上證明了其在止血、纖維化減輕和心臟功能恢復等方面具有良好的效果。
2）此外，該蛋白貼片也能夠在體內降解，且不會產生任何附加炎癥。綜上所述，該研究工作介紹了一種基于基因修飾雙層蛋白凝膠的新型微創貼片，能夠用于治療心臟相關損傷或疾病。
Xiaoyu Jiang. et al. A Bi-Layer Hydrogel Cardiac Patch Made of Recombinant Functional Proteins. Advanced Materials. 2022
DOI: 10.1002/adma.202201411
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202201411
12. AEM：天然分子鈍化高效鈣鈦礦太陽能電池
在過去十年中，有機-無機雜化鹵化鉛鈣鈦礦太陽能電池在提高光伏效率方面取得了前所未有的進展，但仍面臨嚴峻的穩定性挑戰。蘇州大學袁建宇和馬萬里等人首次探索了天然有機染料靛藍作為一種高效的分子鈍化劑，有助于制備具有減少缺陷和增強穩定性的高質量雜化鈣鈦礦薄膜。
本文要點：
1）具有羰基和氨基的靛藍分子可以為缺陷提供雙功能化學鈍化。深入的理論和實驗研究表明，靛藍分子與鈣鈦礦表面牢固結合，增強了鈣鈦礦薄膜的結晶，改善了形態。
2）因此，靛藍鈍化鈣鈦礦薄膜的晶粒尺寸增加，均勻性更好，晶界減少，缺陷密度降低，離子遷移延遲，器件效率提高到 23.22%，對于大面積器件（1 cm2 ）。
3）此外，靛藍鈍化可以提高器件在濕度和熱應力方面的穩定性。這些結果不僅為天然有機染料的多重鈍化作用提供了新的見解，而且為基于靛藍衍生物制備用于光電應用的高質量雜化鈣鈦礦薄膜提供了一種簡單且低成本的策略。
Guo, J., et al, Indigo: A Natural Molecular Passivator for Efficient Perovskite Solar Cells. Adv. Energy Mater. 2022, 2200537. 、
DOI：10.1002/aenm.202200537
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202200537
