1. Sci. Adv.：限域在纖維內的納米棒photon-plasmon復合激光器
基于單個plasmonic納米粒子的激光器能夠提供遠遠超越衍射極限的光學頻率激光，能夠用于發展納米激光器。有鑒于此，浙江大學童利民、王攀等報道與微米纖維耦合的單個plasmonic納米粒子觀測發現強耦合模式的激光。通過Au納米棒與修飾染料分子的聚合物微米纖維形成的回音廊腔（whispering gallery cavity），發現產生顯著增強的光子-plasmon光學共振模。
本文要點：
1）由于微米空腔產生顯著增強的增益，在室溫達到2.71 MW/cm2的閾值、小于2 nm的線寬。
2）研究結果為發展單個plasmonic納米粒子的激光器提供機會，可能用于超精細場控制、超高靈敏度傳感、片上光學連接等應用。
Ning Zhou, et al, Strong mode coupling-enabled hybrid photon-plasmon laser with a microfiber-coupled nanorod, Sci. Adv. 2022, 8(27),
DOI: 10.1126/sciadv.abn2026
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abn2026
2. Nature Commun.：原子層vdW材料剪切力導致熱型變
具有面內剛度和彎曲柔韌性的單層vdW層狀材料為發展熱機械力學材料提供研究空間，但是目前相關表征技術的缺乏導致這個領域的發展明顯滯后。有鑒于此，南方科技大學陳曉龍、南京工業大學王琳等報道一種直接實驗表征和理論計算模型，能夠用于研究vdW材料的機械力學、熱力學、層間性質。這種方法通過設計WSe2異質結材料，并且通過單層WSe2作為原位測試應力的傳感器。
本文要點：
1）通過結合實驗測試結果和理論計算，能夠定量的表征vdW單層材料由于剪切力導致的變形、層間剪切力導致的熱力學變形作用。而且，這項研究展示了層間耦合效應和非常關鍵的熱效應信息。
2）這項研究能夠用于研究不同層數和不同邊界結構的熱力學/機械力學變形vdW材料。
Zhang, L., Wang, H., Zong, X. et al. Probing interlayer shear thermal deformation in atomically-thin van der Waals layered materials. Nat Commun 13, 3996 (2022)
DOI: 10.1038/s41467-022-31682-w
https://www.nature.com/articles/s41467-022-31682-w
3. Nature Commun.：原位水凝膠介導的化學-免疫代謝癌癥治療
腫瘤微環境(TME)的代謝重編程和較差的免疫原性是癌癥免疫療法所必須克服的兩大挑戰。在多種抑制抗腫瘤免疫的免疫代謝物中，色氨酸分解代謝物犬尿氨酸 (Kyn)會通過多種通路介導免疫抑制，并可作為一種重要的阻斷靶點。有鑒于此，康奈爾大學馬明林教授和Bo Wang開發了一種局部化學-免疫代謝療法，即通過注射超分子水凝膠以同時釋放阿霉素(誘導免疫原性腫瘤細胞死亡)和kynureninase(破壞kyn介導的TME免疫抑制通路)，從而協同增強腫瘤免疫原性和激活抗腫瘤免疫。
本文要點：
1）研究表明，在三陰性乳腺癌和黑素瘤的小鼠模型中單次低劑量瘤周注射治療性水凝膠可顯著促進TME轉化為免疫刺激型，從而有效增強對腫瘤的抑制效果，延長小鼠生存周期。
2）此外，局部治療誘導的全身抗腫瘤免疫響應也具有遠端效應，可有效防止經術后切除的腫瘤再次復發。綜上所述，該研究開發的多功能的局部化學-免疫代謝治療方法可作為一種增強抗腫瘤免疫和提高腫瘤免疫治療效果的通用策略。
Bo Wang. et al. An in situ hydrogel-mediated chemoimmunometabolic cancer therapy. Nature Communications. 2022
https://www.nature.com/articles/s41467-022-31579-8
4. Nature Commun.：低維度MOF顆粒各向異性組裝
通過MOF納米粒子組裝生成膠體超結構或者多級結構功能材料。為了實現這個目標，不僅需要調節顆粒間的相互作用，而且需要增強各向異性形貌結構和功能。有鑒于此，香港大學王宇鋒等報道通過使用離子型兩親分子誘導產生耗盡相互作用，能夠搭建一系列的低維度MOF膠體超結構，包括1D直鏈、交替改變或者捆綁的鏈形式，六邊形、正方形、有心長方形、雪花結構等2D結構，以及準3D結構。
本文要點：
1）通過構建的結構明確多邊形結構，MOF粒子能夠進行取向組裝，生成具有多級結構的晶體或者多孔超結構。
2）這種方法的優勢在于能夠生成具有光學各向異性的MOF薄膜，比如在這項工作中實現了雙折射和各向異性熒光。通過使用各種各樣的MOF，能夠發展具有傳感、光學、光子學等功能的材料。
Lyu, D., Xu, W., Payong, J.E.L. et al. Low-dimensional assemblies of metal-organic framework particles and mutually coordinated anisotropy. Nat Commun 13, 3980 (2022)
DOI: 10.1126/sciadv.abn8241
https://www.nature.com/articles/s41467-022-31651-3
5. Angew綜述：刺激響應性金屬配合物的生物醫學應用
巴黎文理研究大學Gilles Gasser和普瓦提埃大學Sébastien Papot對刺激響應性金屬配合物的生物醫學應用相關研究進行了綜述。
本文要點：
1）具有獨特性能的金屬基化合物已被廣泛應用于生物醫學領域。然而，其毒性高、水溶性差和生物分布不利等諸多問題也會嚴重阻礙其進一步的應用。為了克服這些缺點，研究者提出了金屬前藥的概念，并將其用于腫瘤診療。大量的研究表明，腫瘤相關的刺激(如pH變化、氧化還原活性和酶過表達等)可以被利用來觸發活性金屬基藥物對腫瘤部位的選擇性遞送。
2）作者在文章綜述了刺激響應性金屬配合物的生物醫學應用的主要研究進展，并對該領域面臨的挑戰和未來發展前景進行了討論和展望。
Ivanna Amarsy. et al. Stimuli-Responsive Metal Complexes for Biomedical Applications. Angewandte Chemie International Edition. 2022
DOI: 10.1002/anie.202205900
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202205900
6. AM：骨免疫調節仿生多級支架用于增強骨再生
在植入生物材料后實現適當的免疫響應對于骨組織再生而言至關重要。有鑒于此，福州大學楊黃浩教授、中科院長春應化所丁建勛研究員和浙江大學醫學院附屬邵逸夫醫院代家勇研究員構建了一種由去鐵胺@聚(ε-己內酯)(DFO@PCL)納米顆粒、羰基錳(MnCO)納米片、明膠甲基丙烯酰水凝膠和聚乳酸/羥基磷灰石(PLA/HA)基質所組成的仿生多級支架，其能夠通過促進免疫系統和骨代謝的平衡來增強骨修復。
本文要點：
1）首先，實驗通過3D打印構建了具有良好的組織梯度結構的剛性支架以模擬皮質骨組織和松質骨組織。隨后，實驗也在其內部注入了柔性水凝膠，使其具有細胞外基質的支架特性。MnCO能夠與種植體組織部位產生的內源性過氧化氫發生類芬頓反應，引發一氧化碳和Mn2+的持續釋放，進而通過上調巨噬細胞M2表型以顯著減輕炎癥反應，并分泌血管內皮生長因子以誘導血管形成。研究發現，Mn2+和DFO@PCL可通過激活乏氧誘導因子-1α通路以進一步促進血管生成。
2）此外，DFO也能夠抑制破骨細胞分化，并可與具有成骨活性的HA發揮協同作用。體內外實驗結果表明，該骨免疫調節支架具有良好的免疫調節和血管生成能力、微弱的破骨能力以及優越的成骨性能，可有效促進骨再生，并為修復大規模骨缺損提供新的借鑒和幫助。
Jin Zhang. et al. Osteoimmunity-Regulating Biomimetically Hierarchical Scaffold for Augmented Bone Regeneration. Advanced Materials. 2022
DOI: 10.1002/adma.202202044
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202202044
7. AEM：通過三相異質結構氧化物陰極的局部化學操作進行應變工程以促進相變用于高性能鈉離子電池
具有三相異質結構的鈉離子氧化物正極已經引起了廣泛的關注，利用不同相的協同效應可以提高鈉儲存性能。然而，由于在充/放電過程中的層間滑動，復合結構通常遭受多次不可逆相變和高晶格應變。基于此，溫州大學侴術雷教授，Yao Xiao采用簡單的熱聚合法合成了三相異質氧化物SIBs正極材料Na0.5Ni0.2Co0.15Mn0.65O2（LLS-NaNCM）和Na0.5Ni0.05Co0.15Mn0.65Mg0.15O2（LLS-NaNCMM15）。
本文要點：
1）研究人員利用原位充放電X射線衍射儀分析了正極材料在循環過程中的結構演變。結果表明，LLS-NaNCM電極在充放電過程中經歷了復雜的結構演化過程，而LLS-NaNCMM15電極在Na+的嵌入/脫嵌過程中，在截斷電位為4.0和4.3V時，發生了簡化的相變。此外，通過不同的結構表征確定了三相異質結構組成。
2）研究人員通過電化學性能和定量的電化學動力學計算，進一步證實了取代的鎂元素可以通過操縱化學環境來抑制晶格應變，從而提高結構的可逆性。因此，這種局部化學調控的應變工程策略可以簡化相變，抑制循環過程中的巨大體積變化，從而獲得高性能的層狀氧化物正極。
Hai-Yan Hu, et al, Strain Engineering by Local Chemistry Manipulation of Triphase Heterostructured Oxide Cathodes to Facilitate Phase Transitions for High-Performance Sodium-Ion Batteries, Adv. Energy Mater. 2022
DOI: 10.1002/aenm.202201511
https://doi.org/10.1002/aenm.202201511
8. AEM：調整Cu-N-C單原子催化劑的配位結構用于將CO2和NO3-同時電化學還原為尿素
關閉碳和氮兩個循環是支持建立循環的、凈零碳經濟的一個關鍵風險。盡管人們利用單原子催化劑（SACs）對二氧化碳和硝酸鹽的電化學還原反應（CO2RR和NO3RR）進行了大量研究，但是關于這些反應中Cu SAC配位的結構-活性關系仍然不清楚，因此，需要進一步探索，以便形成基本的理解。基于此，新南威爾士大學Rose Amal，Rahman Daiyan，斯威本科技大學Rosalie K. Hocking研究了Cu-N-C配位對CO2RR和NO3RR的作用。
本文要點：
1）隨著熱解溫度從800 ℃升高到1000 ℃, XAS測量結果與合成的Cu SACs一致，顯示出從Cu-N4位點到Cu-N4-x-Cx位點的變化。配位范圍的這種變化導致其催化活性的變化，Cu-N4位點對CO2RR表現出更高的活性，而Cu-N4-x-Cx位點用于NO3RR，則獲得更高的NH4+產率（與DFT計算一致）。
2）研究人員將CO2RR和NO3RR耦合，在Cu-N4位點上實現了28%的尿素法拉第效率，與使用Cu-GS-800催化劑相比，在0.9 V時的生產率為4.3 nmol s–1 cm–2。據了解，這是利用單原子催化劑合成尿素的首次報道。
這一結果證明了在高活性單原子催化劑上通過電化學尿素合成將可再生能源轉化為凈零肥料的潛力。
Josh Leverett, et al, Tuning the Coordination Structure of Cu-N-C Single Atom Catalysts for Simultaneous Electrochemical Reduction of CO2 and NO3– to Urea, Adv. Energy Mater. 2022
DOI: 10.1002/aenm.202201500
https://doi.org/10.1002/aenm.202201500
9. AEM：富Ru/缺陷氧化鋁的強相互作用促進微通道流型系統光熱CO2甲烷化
CO2甲烷化是“動力轉化為氣體”戰略的重要組成部分，Ru-Al2O3催化劑被認為是該反應的最先進的催化劑。常規Ru-Al2O3采用濕浸漬法制備。然而，由于Ru和Al2O3之間的弱相互作用，金屬和基體之間的可控界面的構建仍然是一個挑戰。近日，濟南大學周偉家教授，劉宏教授利用紫外脈沖激光在富缺陷Al2O3-x-L鋁箔上原位生長，可控地構建了超小Ru納米顆粒（Ru-Al2O3-x-L），實現了高效的光熱CO2甲烷化。
本文要點：
1）柳絮狀蓬松的Al2O3-x-L有效地捕光，保證了Ru-Al2O3-x-L的光吸附。同時，Al2O3-x-L中的缺陷有效地錨定了Ru。在超小Ru納米顆粒與Al2O3-x-L之間實現了強金屬-載體相互作用(SMSI)效應。
2）Ru-Al2O3-x-L在封閉反應體系中表現出良好的光熱催化性能（CH4產率為12.35 mol gRu-1 h-1）。在此基礎上，構建了基于一體式Ru-Al2O3-x-L微通道催化劑的新型流動反應器。由于微通道邊緣的局部壓力，CH4產率進一步提高到14.04 mol gRu-1 h-1。最后，通過室外實驗驗證了光熱CO2甲烷化的可行性(CH4產率為18.00 mmol min-1)。
本研究為構建多層次微納米結構的光熱CO2甲烷化催化劑提供了新的思路。
Xiaoyu Liu, et al, Strong Interaction over Ru/Defects-Rich Aluminium Oxide Boosts Photothermal CO2 Methanation via Microchannel Flow-Type System, Adv. Energy Mater. 2022
DOI: 10.1002/aenm.202201009
https://doi.org/10.1002/aenm.202201009
10. AEM：ZIF-Mg(OH)2雙模板輔助PtCo納米顆粒的自約束助力質子交換膜燃料電池中的氧還原反應
在質子交換膜燃料電池（PEMFC）電極中，傳統的煅燒方法通常會導致Pt的燒結，從而降低了Pt的暴露。近日，廣西大學沈培康教授，Zhi Qun Tian，色薩利大學Panagiotis T siakaras采用雙模板法制備了一種在Co,N共摻雜介孔碳（PCN-MC）上高分散的PtCo合金。
本文要點：
1）利用Zn在雙金屬沸石基咪唑骨架(ZIF)和Mg(OH)2模板中的共同約束效應，獲得了具有2 - 3原子層Pt皮納米顆粒的2.7 nm超細的PtCo合金。
2）通過將雙金屬ZIF中的Co/Zn進料比調整為8/7，合金化程度和納米顆粒尺寸得到優化，進而實現卓越的氧還原反應（ORR）活性，在0.1 m HClO4中具有0.956 A mgPt-1的高質量活性(MA)，約為商業Pt/C的7.5倍。此外，在0.6-1.0 V之間進行30 k次循環后，初始MA的保持率為81%，從而實現了顯著的耐久性。
3）這些功能進一步在H2-空氣燃料電池中得到了驗證，具有質量活性、功率密度和耐用性的極佳組合。
該策略為大規模合成高分散的PtCo合金催化劑提供了一條可行的途徑。
Zhenyu Chen, et al, ZIF-Mg(OH)2 Dual Template Assisted Self-Confinement of Small PtCo NPs as Promising Oxygen Reduction Reaction in PEM Fuel Cell, Adv. Energy Mater. 2022
DOI: 10.1002/aenm.202201600
https://doi.org/10.1002/aenm.202201600
11. AEM：采用濕/酸凈化離子擴散加速隔膜提高鋰金屬電池的溫度適應性
目前，鋰金屬電池的可靠運行受到高電壓循環引起的正極崩潰、鋰鍍層的界面反應性、高溫下的自放電以及低溫情況下功率輸出下降的影響。近日，西北工業大學Yue Ma，上海大學Shuai Yuan提出了一種異質層，即具有不對稱功能涂層的Janus-faces隔膜，以提高LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)|薄層Li箔電池原型的循環耐久性、倍率性能、保存期和環境適應性。
本文要點：
1）在面正極側，通過一種簡單的浸漬涂覆方法，構建了由CuSAPO-5 MS和磺化三聚氰胺甲醛縮合物(SMF)組成的500 nm復合涂層，其中軟觸須(SMF)和硬殼(MS)相干地清除碳酸鹽電解液中的殘余HF和H2O。結果，NCM811在高電壓循環下實現了結構穩定性以及在氧化閑置存儲（55°C）下降低34%的自放電率。
2）另一方面，Ag2S涂層在與薄層Li箔(50μm)組裝的電池上鋰化成離子導電Li10Ag3-Li2S界面層，有效地使離子電導率比“天然”固體電解質界面高4個數量級，以及在傳統碳酸鹽電解質中的各向同性Li沉積模式。
3）因此，Janus-faces隔膜策略在更寬的溫度范圍（0-75 °C）內用于全電池后，保持了多尺度界面的穩定性。在貧電解液條件下（2.3 g Ah?1），將薄層（50 μm）鋰箔、JANUS隔膜和高質量負載（23 mg cm?2）NCM811正極集成在一起，樣機可以達到400.6 Wh kg?1的高能量密度。
性能的改善保證了使用商用電極和電解液生產高能量密集型LMB的簡便性和規模化。
Min Zhang, et al, Boosting the Temperature Adaptability of Lithium Metal Batteries via a Moisture/Acid-Purified, Ion-Diffusion Accelerated Separator, Adv. Energy Mater. 2022
DOI: 10.1002/aenm.202201390
https://doi.org/10.1002/aenm.202201390
12. AEM：復合FeF3 @膨脹石墨正極和碳納米管改性的隔膜助力高性能可充電鋁離子電池
可充電鋁離子電池（AIBs）由于其高理論體積容量、低成本和高安全性，是未來大規模儲能最有前途的電池技術之一。然而，嵌入型正極材料的低容量降低了AIBs在實際應用中的競爭力。近日，中國科學院過程工程研究所張鎖江院士，薩里大學Qiong Cai報道了FeF3作為AIBs正極材料的應用。
本文要點：
1）采用高能球磨法制備了納米級FeF3，并與膨脹石墨(EG)結合。EG用于緩解FeF3低離子擴散系數和低電子電導率的固有問題。FeF3@EG復合材料中存在半離子鍵和共價C-F鍵，表明EG與FeF3之間存在較強的相互作用，使其成為FeF3的高導電性支撐基體，進一步緩解了FeF3體積膨脹帶來的負面影響，并阻礙了副產物的溶解。
2）FeF3納米顆粒可以改善界面電荷轉移，增強熱力學和動力學，以實現Al3+插入。而納米FeF3正極材料和中間產物會溶解在電解液中，通過隔膜遷移沉積在負極上，產生“穿梭”現象。為了抑制穿梭效應，研究人員采用單壁碳納米管(SWCNT)改性玻璃超細纖維隔膜。
3）改性后的AIBs平均放電電壓為1.02 V (Al/AlCl4?)，可逆容量為266 mAh g?1，200次循環60 mA g?1時庫侖效率為95%。因此，這些研究結果對于從根本上理解FeF3型AIBs正極材料具有重要意義，并為新型AIBs轉換型正極材料的研究提供了新的思路。
Juyan Zhang, et al, High-Performance Rechargeable Aluminum-Ion Batteries Enabled by Composite FeF3 @ Expanded Graphite Cathode and Carbon Nanotube-Modified Separator, Adv. Energy Mater. 2022
DOI: 10.1002/aenm.202200959
https://doi.org/10.1002/aenm.202200959
