1. Nature Nanotechnol.：乙炔氫氯化反應的催化劑描述符
最近在研究Pt和Ru催化劑的乙炔氫氯化反應中，人們發現控制擔載型催化劑的精確原子結構是實現優化催化性能的關鍵。這項研究結果為建立催化反應活性的關系提供可能。有鑒于此，蘇黎世聯邦理工學院Javier Pérez-Ramírez、西班牙巴塞羅那科學技術學院Núria López等對乙炔的氫氯化反應中金屬催化物種與催化劑的基底效應對于催化反應活性、催化反應選擇性、催化劑穩定性穩定性描述符的定量改變。
本文要點：
1)構建Au、Pt、Ru、Ir、Rh、Pd單原子和不同碳基底擔載材料的催化劑體系，并且評價催化劑合成與催化反應過程的變化。對碳基底擔載的催化物種（包括單原子、不同結構納米粒子的Au、Pt、Ru、Ir、Rh、Pd催化劑）進行催化活性研究。
2)通過動力學、瞬態和化學吸附建模分析，明確了乙炔吸附能是一種具有樣品描述能力的催化活性描述符，而且乙炔吸附能可以影響催化反應的選擇性與催化積碳。單原子-基底相互作用與氯親和性之間的相互作用是控制不同納米結構催化劑穩定性的因素，單原子-基底相互作用促進金屬的分散性、氯親和性促進金屬的團聚。
Kaiser, S.K., Fako, E., Surin, I. et al. Performance descriptors of nanostructured metal catalysts for acetylene hydrochlorination. Nat. Nanotechnol. (2022)
DOI: 10.1038/s41565-022-01105-4
https://www.nature.com/articles/s41565-022-01105-4
2. JACS：高熵合金改善層狀氧化物鈉電池性能
Na離子層狀氧化物（NaxTMO2, TM=過渡金屬陽離子）作為Li離子層狀氧化物（LiCoO2, LiNixCoyMn1–x–yO2）的類似結構材料，受到發展Na離子電池的持續關注。但是，由于Na+陽離子的半徑較大，在NaO2結構中具有比較強的Na+-Na+電子排斥作用，導致NaxTMO2材料可能產生相變現象。有鑒于此，中科院物理所胡勇勝、陸雅翔、容曉暉等報道高熵限域策略，這種方法能夠保證多組分TMO2結構具有增大的層間距，消除Jahn-Teller畸變、Na+/空穴規則排列、改變晶格參數，強化層狀氧化物材料整體骨架結構的穩定性。
本文要點：
1)對 O3-NaNi0.4Fe0.2Mn0.4O2 (NFM424)電極材料中修飾Cu、Mg、Ti、Sn金屬陽離子構建了NaNi0.25Mg0.05Cu0.1Fe0.2Mn0.2Ti0.1Sn0.1O2 (HEO424)，其中Cu2+用于平衡電荷，Mg2+和Ti4+穩定結構，Sn4+能夠提升電池的整體電壓，因此得到的結構能夠在高倍率電池充放電過程中保持結構整體，改善Na+傳輸動力學，阻礙金屬離子溶解，材料產生破碎。
2)通過高熵修飾的TMO2骨架結構具有增強的TM-O鍵能，阻礙氧原子釋放或熱失控，因此改善電池的熱安全性。
Feixiang Ding, et al, Using High-Entropy Configuration Strategy to Design Na-Ion Layered Oxide Cathodes with Superior Electrochemical Performance and Thermal Stability, J. Am. Chem. Soc. 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c02353
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c02353
3. JACS：無機二茂鐵類似物[Fe(P4)2]2-
20多年來，只含有環-Pn配體的無機茂金屬衍生物一直是研究的目標，但除了生成[Ti（η5-P5）2]2-，它們的合成從未通過使用P4磷化的傳統路線實現。有鑒于此，南開大學的孫忠明等研究人員，開發了無機二茂鐵類似物[Fe(P4)2]2 -。
本文要點：
1）研究人員報道了一種簡便的一步法，通過Zintl相型前體KP合成同質鐵絡合物[Fe（P4）2]2。
2）31P NMR分析表明，在乙二胺中溶解KP相后，P42-僅在存在2,2,2-crypt的情況下生成。陽離子螯合劑的用量、鐵前驅體的類型及其消耗率對[Fe（P4）2]2-的產率有決定性影響。
3）FeII和FeII前體均能氧化P42-，生成伴隨產物[（P7）Fe（P4）]3-，可通過添加鉀部分抑制，從而生成相對純凈的晶體[K（2,2,2-crypt）]2[Fe（P4）2]。
Zi-Chuan Wang, et al. Inorganic Ferrocene Analogue [Fe(P4)2]2–. JACS, 2022.
DOI：10.1021/jacs.2c01750
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c01750
4. JACS：芘橋聯擴展的碳卟啉納米帶
近幾年來，類環結構分子體系因其所面臨的合成挑戰、引人入勝的電子結構以及在超分子化學和電子器件結構中的應用而引起了人們的廣泛關注。有鑒于此，美國德克薩斯大學奧斯汀分校的Jonathan L. Sessler、韓國延世大學的Dongho Kim、北京師范大學的柯賢勝等研究人員，開發出芘橋聯擴展的碳卟啉納米帶。
本文要點：
1）研究人員通過一鍋法制備了兩種帶狀擴展的碳卟啉（NB1和NB2），其中包括在含芘的四吡咯前體（2）和五氟苯甲醛之間進行[6+3]縮合，然后進行氧化。
2）單晶X射線衍射分析表明，NB1和NB2均含有六個二吡咯亞基和三個架橋芘單元。在NB1的結構中，有兩個垂直方向的芘單元和一個橫向方向的芘單元；然而，在NB2中，所有三個芘單元都是垂直定向的。
3）質子核磁共振、紫外可見光譜和熒光光譜顯示，NB1和NB2之間的結構差異反映在各自的物理性質上。與所有碳納米帶不同，NB1和NB2含有多個吡咯氮供體，可以作為潛在的金屬配位位點。
4）作為對這種可能性的測試，NB2被用于制備一種前所未有的Zn絡合物，其中包含7個Zn2+金屬中心，這些中心通過橋接原子網絡連接，并通過單晶X射線衍射分析的證實。這是第一個帶狀分子系統的例子，它可以沿著主鏈和中心空腔配位多個金屬離子。
Yuying Wang, et al. Pyrene-Bridged Expanded Carbaporphyrin Nanobelts. JACS, 2022.
DOI：10.1021/jacs.2c01605
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c01605
5. Angew：石墨炔的電化學熒光
石墨炔是一種重要的二維碳材料，由于具有優異的電化學性能因此目前在各個領域都得到應用。通過電化學熒光測試能夠有效理解石墨炔基本性質、應用于超高靈敏度傳感或成像。有鑒于此，中科院化學所毛蘭群、中國人民大學張美寧等報道發現沒有進行功能團修飾的石墨炔能夠與K2S2O8配合產生非常強的電化學熒光，這種現象與其他碳材料相比具有顯著區別。
本文要點：
1)研究發現，石墨炔的電化學熒光現象是由于表面態導致，在705 nm近紅外區間產生電化學熒光，熒光強度與Ru(bpy)3Cl2/K2S2O8相比高達424 %。
2)這項研究展示了石墨炔電化學熒光的新性質，為發展石墨炔材料的新應用（成像、發光器件）提供機會。
Nan Gao, et al, Graphdiyne: A new Carbon Allotrope for Electrochemiluminescence, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202204485
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202204485
6. EES: 微柵硅電極用作電化學活性鋰載體
鋰（Li）主體可以電化學地將Li容納在三維框架的預成型孔道中，因此作為一種先進的高能量密度鋰金屬電池電極結構被廣泛研究。然而，大多數鋰載體的研究都是利用電化學惰性材料作為其骨架成分，導致由此產生的電池重量/體積能量密度損失。近日，韓國延世大學Sang-Young Lee等報道了一種基于微柵Si電極的電化學活性鋰載體（MPS）。
本文要點：
1）相比傳統電化學惰性的鋰載體，MPS載體具有存在電化學活性的微柵硅電極作為基底。MPS良好的電子電導率、高親鋰性以及豐富的孔道結構都可以誘導均勻的離子流并在有序孔道內形成良好的電子傳導。這種有序的三維多孔結構是通過直接墨水書寫技術實現的，實驗手段和COMSOL模擬都證實最優孔徑為150微米。
2）研究人員發現在MPS上實現了連續的微柵Si電極的鋰化/脫鋰和有序多孔通道內的金屬鋰的沉積/剝離行為，這表明其可以作為電化學活性的鋰載體。此外，使用微柵硅電極的Li/NCM811(正極載量3.8mAh/cm2)金屬鋰全電池能夠實現高達644Wh/kg電池的質量能量密度和1538Wh/L電池的體積能量密度。
Myeong-Hwa Ryou et al, Microgrid-patterned silicon electrode as an electroactive lithium
Host, Energy & Environmental Science, 2022
DOI: 10.1039/D2EE00981A
https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2022/EE/D2EE00981A
7. AM: 大規模偏硅酸鹽界面誘導均勻金屬鋅沉積
負極-電解質界面處的不均勻電場以及與金屬鋅有關的枝晶生長問題是嚴重影響水溶液鋅離子電池循環壽命的重要因素。近日，鄭州大學劉熊、武漢理工大學Chunhua Han以及麥立強等報道了一種新興偏鋅酸鹽界面能夠可控調控金屬鋅的沉積，從而顯著改善水溶液鋅離子電池的循環壽命。
本文要點：
1）研究人員通過簡單的濕化學手段在鋅箔表面原位構筑了一層由ZnSiO3(ZSO)納米片陣列組成的薄界面層。在反應過程中，Zn2+因熱堿性溶液的腐蝕而溶解，達到一定濃度時與偏硅酸鹽離子成核，生長成排列緊密的超薄納米片陣列，即“腐蝕成核生長”過程。這種原位構筑方法確保了界面層的均質性以及其與金屬鋅負極連接的緊密性。
2）通過ZSO致密完整的保護作用，金屬鋅負極表面與Zn4(SO4)6-H2O生成的副反應得到了顯著抑制。此外，ZSO界面層上均勻分布的介孔/微孔結構及其親水性促進了電荷轉移和傳質過程，降低了成核勢壘和極化。
Ruiting Guo et al, Large-Scale Integration of Zinc MetasilicateInterface Layer Guiding Well-Regulated Zn Deposition, Advanced Materials, 2022
DOI: 10.1002/adma.202202188
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202202188?af=R
8. AM：多金屬氧酸蝕刻NiFeLDH結構重組實現高性能OER電催化
目前，Ni-Fe層狀氫氧化物（Ni-Fe-LDH）的OER電催化得到研究者和工業界廣泛關注，但是能夠對其性能的影響因素同時進行調控的方法還非常缺乏。目前人們對同時影響的機理還沒有合理解釋。有鑒于此，上海硅酸鹽研究所王平、王現英、中山大學Jiangwei Zhang等報道發展多金屬氧酸（POMs）蝕刻對NiFe-LDH進行非常巧妙的結構重構，實現了三維結構形貌的納米化，對Fe3+和α-Ni(OH)2活性位點物種重構，生成Ni、Fe、O多種空穴位點，將POMs作為LDH插層物種，實現了優異的OER性能。
本文要點：
1)通過實驗和理論計算說明，影響LDH催化劑的催化活性的關鍵因素，這種LDH催化劑中通過多種協同機制改善了多步驟OER的性能。
這種性能改善的電催化劑具有價格低優勢，當催化劑面積達到180 mm仍保證具有高催化活性，說明這種NiFe LED-PMo12(+)||Ni@NiFe LDH(-)結構在堿離子交換膜構建疊層電池的發展前景。
2)作者通過數值模擬方式提出了一個經驗方程，能夠定量的解釋結構-催化活性關系，為初期篩選合適的電催化材料提供機會。
Zhengyang Cai, et al, Reinforced layered double hydroxide oxygen evolution electrocatalysts: polyoxometallic acid wet-etching approach and synergistic mechanism, Adv. Mater. 2022
DOI: 10.1002/adma.202110696
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202110696
9. Adv. Sci.: 外泌體負載的導電水凝膠通過免疫調節和增強有髓軸突生長協同促進脊髓損傷后的組織修復
導電水凝膠是加速脊髓損傷（SCI）修復的非常有吸引力的候選材料，因為它們與神經組織的電氣和機械特性相匹配。然而，導電水凝膠植入可能會加重炎癥，并阻礙其修復效果。骨髓干細胞衍生的外泌體 (BMSC-exosomes) 已顯示出免疫調節和組織再生作用，于此，華南理工大學寧成云、廣州醫科大學附屬第三醫院Lei Zhou和南方醫科大學第三附屬醫院Yongjian Sun等人開發了負載 BMSC-exosomes 的神經組織樣導電水凝膠用于 SCI 的協同治療。
本文要點：
1）這些外泌體負載的導電水凝膠通過NF-κB通路調節小膠質細胞M2極化，協同增強神經干細胞 (NSC) 的神經元和少突膠質細胞分化，同時抑制星形膠質細胞分化，并通過 PTEN/PI3K/AKT/mTOR 增加軸突生長途徑。
2）此外，外泌體結合導電水凝膠顯著減少了 CD68 陽性小膠質細胞的數量，增強了局部神經干細胞的募集，并促進了神經元和軸突的再生，從而在 SCI 小鼠模型的早期實現了顯著的功能恢復。因此，本研究的結果表明，導電水凝膠和 BMSC-外泌體的組合是一種有前途的 SCI 修復治療策略。
Fan, L., et al., Exosomes-Loaded Electroconductive Hydrogel Synergistically Promotes Tissue Repair after Spinal Cord Injury via Immunoregulation and Enhancement of Myelinated Axon Growth. Adv. Sci. 2022, 2105586.
https://doi.org/10.1002/advs.202105586
10. Nano Letters：氨基苯酚修飾的金納米粒治療細菌感染
納米材料通常能通過多種機制殺死細菌，但這些機制不像傳統抗生素那樣明確，這可能會阻礙新型納米抗生素的發展。在本研究中，南方科技大學蔣興宇等人制備氨基苯酚（AP）修飾金納米粒（AP_Au NPs），它具有廣泛的抗菌譜和強大的抗菌效果，且對多藥耐藥細菌具有明確的抗菌機制。
本文要點：
1）AP_Au NPs不僅能破壞細菌細胞壁，還能與16S rRNA結合來阻斷細菌蛋白質的合成。此外，在體內模型中，AP_Au NPs在治療腹部細菌感染方面也表現出優異的性能。因此，AP_Au NPs有望成為一種新型的可用于臨床的抗菌劑。
Le Wang. et al. Aminophenol-Decorated Gold Nanoparticles for Curing Bacterial Infections. Nano Letters. 2022
DOI：10.1021/acs.nanolett.1c04968
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c04968
11. AFM: 基于壓電駐極體的高效超聲能量采集器
植入式超聲波能量收集器從超聲波中獲取無線機械能，在神經修復、無線電力、生物傳感器等先進醫療協議中具有顯著的潛力。這種設備的主要挑戰是在弱超聲波壓力場中實現高效能量轉換。于此，華中科技大學Liang Huang、羅志強等人提出了一種具有應變增強壓電性的多層壓電駐極體，該壓電駐極體通過在夾在一對駐極體之間的介電層中引入并聯連接的氣孔陣列來實現高效的超聲波能量收集器。
本文要點：
1）該器件在 25 mW cm-2 的超聲探頭設置下植入 5~10 mm 的組織時，可提供約 13.13 mW 的顯著峰值輸出功率和約 2.2 mA 的短路電流，高于生物電子學所需的功率閾值設備和神經刺激的電流閾值。
2）此外，還證明了為植入式生物電子設備供電和作為神經蛋白用于周圍神經刺激的可行性。預計這種高效、易于制造和生物相容的設備將有可能在下一代診斷和治療中應用多功能和先進的可植入生物電子學。
Wan, X., et al, Hybrid-Piezoelectret Based Highly Efficient Ultrasonic Energy Harvester for Implantable Electronics. Adv. Funct. Mater. 2022, 2200589.
https://doi.org/10.1002/adfm.202200589
12. AFM: 快速凝膠化的透明、自粘、導電有機水凝膠，用于耐極端環境的摩擦納米發電機
導電水凝膠由于其具有足夠的靈活性、耐用性和功能多樣化的獨特特性，在可持續能源領域顯示出巨大的前景。然而，聚合過程耗時耗能，極端環境適應性差，嚴重阻礙了其在這一新興領域的實際應用。于此，北京林業大學彭鋒和大連工業大學邵長優等人基于堿木質素 (AL) 大分子的簡便通用自催化系統 (AL-Cu2+)設計用于在堿性水-乙二醇 (EG) 二元溶劑中快速制備導電透明的有機水凝膠。
本文要點：
1）該水凝膠具有極強的環境適用性（-40 至 60 °C）、合格的拉伸性（≈800% 伸長率）和強大的自粘性（≈31.4 kPa）。有趣的是，引入的 EG 加速了聚合，賦予了極強的耐冷凍/干燥性，并提高了有機水凝膠的自粘性。
2）結合上述優點的有機水凝膠（水/EG = 2/3）激發了摩擦納米發電機（O-TENG）的構建，無論在低溫或高溫環境下，都能收集和轉換機械能。O-TENG 產生的電力可以直接使用或儲存起來驅動商業電子產品，并安裝在人體關節上進行運動監測。
這項工作有助于設計基于多功能軟材料和快速凝膠策略的耐環境柔性TENG，激發人們對木質素可持續高價值利用的更多關注。
Sun, D., et al., Transparent, Self-Adhesive, Conductive Organohydrogels with Fast Gelation from Lignin-Based Self-Catalytic System for Extreme Environment-Resistant Triboelectric Nanogenerators. Adv. Funct. Mater. 2022, 2201335.
https://doi.org/10.1002/adfm.202201335
