1. Chem. Soc. Rev.：由天然構件組裝而成的納米結構顆粒用于疾病治療
墨爾本大學Frank Caruso和四川大學郭俊凌教授對由天然構件組裝而成的納米結構顆粒及其治療應用進行了綜述。
本文要點：
1）基于免疫系統調控、基因轉錄、器官和細胞靶向以及光子能量轉換的先進治療方法已經發展成為能夠對抗一系列疾病的有效策略。其中，天然源性的大分子(如蛋白質、脂質、多糖和多酚)也越來越多地被用作納米結構顆粒的基礎構件，原因在于其具有良好的生物相容性、生物降解性、生物活性和多樣的化學性質等優勢，因此非常適合用于疾病治療領域。
2）作者在文中對由天然構件組裝而成的納米結構顆粒在疾病治療方面的應用進行了全面的綜述，重點介紹了天然構建模塊組裝的最新研究概況，并總結了其在先進治療領域中的重要科學應用和臨床前應用情況，包括過繼細胞治療，免疫治療，基因治療，主動靶向藥物遞送，光聲治療和成像，光熱治療以及聯合治療等；此外，作者重點比較了不同天然構建模塊的優缺點，闡明了設計生物源性納米顆粒的關鍵原則以及如何提高其性能和利用度；最后，作者也對該領域當前面臨的挑戰和未來的研究方向進行了討論和展望。
Yi Ju et al. Nanostructured particles assembled from natural building blocks for advanced therapies. Chemical Society Reviews. 2022
DOI: 10.1039/d1cs00343g
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/cs/d1cs00343g
2. Science Advances：基于單膠束構建塊的分層超結構的模塊化超組裝
由于聚合物構筑塊的熱力學不穩定性，操縱其超級組裝仍然是一個巨大的挑戰。近日，復旦大學趙東元院士，李偉報道了一種通過單膠束界面超組裝途徑形成的三維層次化核-衛星結構：SiO2@單膠束球形超結構。
本文要點：
1）值得注意的是，在這種超結構中，單膠束亞基的超薄單層(~18 nm)在固體球面(SiO2)上呈典型的六邊形規則不連續分布(相鄰膠束距離~30 nm)，這是傳統的超組裝方法難以實現的。
2）此外，膠體SiO2界面上的單膠束數量可以定量控制(從76到180)。這種定量控制可以通過調節顆粒間的靜電相互作用(膠束間的靜電排斥和單膠束單元與二氧化硅襯底之間的靜電吸引)來精確操縱。
這種單膠束界面超組裝策略將為構建多尺度、分級、規則的微觀和/或宏觀尺度的材料和器件提供一種可控的方法。
Zaiwang Zhao, et al, Modular super-assembly of hierarchical superstructures from monomicelle building blocks, Sci. Adv., 2022
DOI: 10.1126/sciadv.abo0283
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abo0283
3. Science Advances：一種可持續的單組分“絲質珍珠層”
由于可回收性較低和降解不完全，多個組分雜化而成的合成復合材料通常是不可持續的。相比之下，絲綢和竹子等生物材料將純聚合物組件組裝成復雜的多尺度結構，實現了優異的性能和完全的可降解性。從這些生物基單組分復合材料獲取靈感有望促進可持續材料的發展。基于此，浙江大學Hao Bai通過模擬天然珍珠層的復合結構，使用單一組分(絲素)作為構筑塊，成功構建了一種絲質珍珠層狀復合材料，被稱為絲質珍珠層。
本文要點：
1）這種層狀的霰石小片由一層薄薄的生物聚合物粘合在一起，形成了一種磚狀的構筑物。珍珠巖的層次化結構以及無機“磚”和有機“砂漿”之間強烈的界面相互作用使其具有卓越的機械性能，結合了高強度和高韌性。與常見的有機-無機珍珠狀復合材料不同，絲質珍珠中的磚和砂漿來自相同的成分，它們緊密結合在一起，沒有任何其他膠水。
2）絲質珍珠層的復合結構使其具有優于均勻絲質材料的力學性能，其彎曲強度、彈性模量和應變分別顯著提高67%、37%和19%。此外，絲質珍珠層顯示出可控的可塑性，而對于堅固而松散的珍珠層狀復合材料來說，這通常很難實現。此外，絲質珍珠在37 ℃下可用酶E完全生物降解，表明其具有良好的環境友好性。
這項工作為開發高性能和可持續的材料鋪平了一條有效的道路，該材料的成分簡單，制造過程比較簡單。
Zongpu Xu, et al, A sustainable single-component “Silk nacre”, Sci. Adv., 2022
DOI: 10.1126/sciadv.abo0946
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abo0946
4. Nature Commun.：用于可穿戴系統的液態金屬刺繡織物
在日常生活中，能夠感應、供電和通信的電子紡織品可用于監測人類健康。然而，由于基底材料的電性能、柔韌性和強度受到限制，這些材料必須在日常使用中承受反復的機械、熱和化學應力，因此實現這些功能具有挑戰性。有鑒于此，新加坡國立大學的John S. Ho、美國猶他大學的Yong Lin Kong等研究人員，提出了一種新穎的方法，展示了由液態金屬纖維的數字刺繡制備具有近場供電和通信功能的電子紡織系統。
本文要點：
1）由于液態金屬纖維獨特的電氣和機械性能，這些電子紡織品可以貼合身體表面，并與附近的可穿戴或可植入設備建立強大的無線連接，即使在劇烈運動期間也是如此。
2）通過以這種方式將優化的電磁模式轉移到衣服上，展示了一種可水洗的電子襯衫，它可以由智能手機無線供電，并在不干擾日常活動的情況下連續監測腋窩溫度。
Rongzhou Lin, et al. Digitally-embroidered liquid metal electronic textiles for wearable wireless systems. Nature Communications, 2022.
DOI：10.1038/s41467-022-29859-4
https://www.nature.com/articles/s41467-022-29859-4
5. EES：孤對電子作為氫鍵斷裂劑作為高電壓水系電池的通用策略
水系電池以其安全、低成本、無毒等特點受到了廣泛的關注。然而，窄的電化學穩定窗口和低溫下水的結冰限制了水系鋰離子電池的能量密度和工作溫度范圍。近日，北京理工大學陳人杰教授，李月姣，Nan Chen在LiTFSI?H2O水溶液中加入“氫鍵俘獲”溶劑TMS，形成“LiTFSI(TMS)0.5Water”（LiT0.5W）電解液（LiTFSI：TMS：水=1：0.5：1）。
本文要點：
1）LiT0.5W電解液對HER的抑制作用增強，并通過降低水的冰點將工作溫度擴展到-85°C。此外，正極?電解質界面（CEI）和來自TMS溶劑的SEI膜可以通過形成碳組分作為OER/HER的有效界面勢壘。
2）實驗結果顯示，3.15 V的LiNi0.5Mn1.5O4/Li4Ti5O12全電池表現出非常有效的析氫抑制作用，-80~60 °C的巨大溫度范圍，300次循環后，136 Wh·kg?1的高能量密度，為構建具有高能量密度和極端低溫條件的水系電池提供了新機會。
Yanxin Shang, et al, A universal strategy for high-voltage aqueous batteries via lone pair electrons as hydrogen bond-breaker, Energy Environ. Sci., 2022
DOI: 10.1039/D2EE00417H
https://doi.org/10.1039/D2EE00417H
6. EES：自凈化電解質助力高性能鋰離子電池
傳統的LiPF6/碳酸鹽電解液氧化穩定性差，反應分解產物（HF、PF5、POF3等）。形成不太穩定的電極/電解液中間相，從而促進過渡金屬離子的溶解，加速電解液溶劑的持續分解，導致LIBs的降解。近日，浙江大學范修林，中國科學院物理研究所Dong Su展示了一種新型電解質，1.6 M鋰雙(氟磺酰基)酰亞胺（LIFSI）在（2-氰乙基）三乙氧基硅烷（TEOSCN）中具有自凈化特性。
本文要點：
1）電解液中的TEOSCN分子可以有效地消除活性有害物種，而FSI-陰離子在石墨和富鎳NMC正極上的低電阻界面組分中占主導地位，盡管其濃度很低。
2）這種自凈化電解質系統能夠實現MCMB||NMC811全電池的長期循環，在25 °C下1000次循環的超高容量保持率為91%，在60 °C下500次循環的保持率為81%。即使在極端情況下，即暴露在空氣中1小時，這種電解質仍然可以實現MCMB||NMC811全電池的穩定充放電循環而不會降解，這可以大大簡化鋰離子電池的制造過程。
這種“自凈+鈍化”策略為下一代高能LIBs的電解質工程開辟了一個新的前沿研究。
Di Lu, et al, Self-purifying electrolyte enables high energy Li ion batteries, Energy Environ. Sci., 2022
DOI: 10.1039/D2EE00483F
https://doi.org/10.1039/D2EE00483F
7. EES：通過離子誘導結晶實現創紀錄高比輸出功率密度的可伸縮熱電偶水凝膠熱電池
基于熱電效應的離子熱電池具有較高的熱電勢，但其輸出電量較小，仍不足以滿足實際應用的需要。近日，南開大學馬儒軍教授設計了一種基于鐵/鐵氰化物[Fe(CN)6]4-/[Fe(CN)6]3-離子氧化還原電偶的聚丙烯酰胺/海藻酸鈉（PAAMSA）雙網絡可伸縮熱電池(STHTC)。
本文要點：
1）通過胍離子誘導的[Fe(CN)6]4-離子晶化增強熱電偶效應，STHTC的平均熱電勢、電導率和伸長率分別達到4.4 mV/K、10.5S/m和540%。Pmax/ΔT2達到了創紀錄的1780 μW m-2 K-2，是基于單個熱電效應的最高值的~3倍。在拉伸應變從0%到200%的1000次循環后，STHTC表現出顯著的機械和熱電穩定性。即使在-35℃的低工作溫度下，STHTC仍具有良好的TE性能。
2）研究人員進一步展示了一種5×5的STHTC陣列，通過收集模擬人體熱能直接點亮5個綠色LED，而不需要任何電子放大系統。此外，STHTC可以提供穩定的電壓，使CPU溫度降低15.1K，為同時進行熱管理和發電提供了一種可行的策略。
Ding Zhang, et al, Stretchable thermogalvanic hydrogel thermocell with record-high specific output power density enabled by ion-induced crystallization, Energy Environ. Sci., 2022
DOI: 10.1039/D2EE00738J
https://doi.org/10.1039/D2EE00738J
8. Angew：調節芳香環的靜電和疏水表面以增強膜結合和細胞對肽的吸收
芳香基團是細胞表面蛋白質-膜結合的關鍵介質，有助于疏水效應和膜相互作用。昆士蘭大學David P. Fairlie研究了靜電和疏水芳香環取代基對膜親和力和細胞攝取螺旋肽、環肽和細胞穿透肽的影響。
本文要點：
1）研究表明，疏水性會發揮重要作用，并且靜電表面電位、偶極子和極化率的細微變化也會增強磷脂膜和細胞攝取的聯系。
2）此外，芳香環上的氟和硫取代基的組合也會誘導微偶極子，進而增強細胞對p53-HDM2相互作用的12殘基肽抑制劑和細胞穿透環肽的攝取。這些芳香基可以很容易地插入肽側鏈，以增強其細胞吸收。
Aline D. de Araujo. et al. Tuning Electrostatic and Hydrophobic Surfaces of Aromatic Rings to Enhance Membrane Association and Cell Uptake of Peptides. Angewandte Chemie International Edition. 2022
DOI: 10.1002/anie.202203995
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202203995
9. Angew：刺激響應型負載金屬的小分子前螯合劑用于設計金屬配合物前藥
選擇性激活前藥是減少疾病治療副作用的重要策略。中山大學趙春順教授提出了一種新型的金屬配合物前藥設計理念，即負載金屬的前螯合劑，其可以在單個小分子化合物共負載金屬離子螯合劑并保持惰性,直到響應刺激后引起分子內螯合以原位生成生物活性金屬配合物，進而用于靶向治療。
本文要點：
1）為了證明這一概念，實驗設計了一種基于強螯合劑二乙基二硫代氨基甲酸鹽(DTC)和銅的H2O2響應型小分子前螯合劑，DPBD。DPBD可負載Cu2+以生成DPBD-Cu，其在腫瘤細胞H2O2水平升高時會釋放DTC。隨后，DTC會與來自DPBD-Cu的Cu2+快速螯合，形成具有高細胞毒性的DTC-銅配合物，
2）實驗結果表明，該策略可在產生低全身毒性的情況下實現強大的抗腫瘤療效。綜上所述，基于負載金屬的小分子前螯合劑概念具有獨特的分子內觸發激活機制，有助于推動金屬配合物前藥的發展。
Zeqian Huang. et al. A Stimuli-Responsive Small-Molecule Metal-Carrying Prochelator: A Novel Prodrug Design Strategy for Metal Complexes. Angewandte Chemie International Edition. 2022
DOI: 10.1002/anie.202203500
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202203500
10. Angew：超過1200 小時！操作穩定的無鉛鹵化錫鈣鈦礦
Sn基鈣鈦礦是解決鉛毒性問題的最有希望的Pb基鈣鈦礦替代材料。然而，Sn (II) 基鈣鈦礦的發展受到其極端不穩定性的阻礙。上海交通大學李良和Long Kong 等人使用SnF2作為錫源而不是容易氧化的SnBr2，合成了高效穩定的無鉛Cs4SnBr6 鈣鈦礦。
本文要點：
1）SnF2配置富氟環境，不僅可以抑制Sn2+在合成中的氧化，還可以構建化學穩定的Sn-F配位，在長期運行過程中阻礙電子從Sn2+向氧氣的轉移。
2）SnF2衍生的Cs4SnBr6 鈣鈦礦顯示出62.8%的高光致發光量子產率，并且在 1200 小時內對氧氣、水分和光輻射具有出色的穩定性，是最穩定的無鉛鈣鈦礦之一。該結果為提高無鉛鈣鈦礦的光學性能和穩定性用于高性能發光體鋪平了一條新途徑。
Zhang, Q., et al, Stable Lead-free Tin Halide Perovskite with Operational Stability >1200 h by Suppressing Tin(II) Oxidation. Angew. Chem. Int. Ed..
DOI：10.1002/anie.202205463
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202205463
11. AEM：在三元金屬間化合物Ir1?xRhxSb中通過可控d電子轉移實現帶負電的金屬原子助力HER
貴金屬與非貴金屬的合金化是制備催化劑的一種很有前途的方法，具有貴金屬用量少、高活性等優點。近日，臺州學院Wenwu Zhong報道了制備了一種三元金屬間化合物Ir1?xRhxSb作為高活性HER電催化劑。
本文要點：
1）由于Ir、Rh和Sb離子的還原電勢相差很大，一般的溶劑熱法無法合成Ir1?xRhxSb。研究人員采用電弧爐熔煉法制備了Ir1?xRhxSb合金。通過調節含量比可以很好地調節電子轉移。
2）實驗數據和第一性原理計算表明，IrSb中的Ir原子由于從Sb到Ir的電子轉移而呈現負價態。由于電子的積累，Ir位的吸氫能力大大增強。此外，Rh摻雜對Ir1?xRhxSb的HER活性具有密切的調節和優化作用。
3）實驗結果表明，Ir0.7Rh0.3Sb樣品具有最佳的HER活性，在10 mA cm-2時的過電位為22 mV，Tafel斜率為47.6 mV dec-1。
這項工作提供了對高活性合金的見解，并闡明了如何利用富含電子的金屬原子。
Zhiping Lin, et al, Realizing Negatively Charged Metal Atoms through Controllable d-Electron Transfer in Ternary Ir1?xRhxSb Intermetallic Alloy for Hydrogen Evolution Reaction, Adv. Energy Mater. 2022
DOI: 10.1002/aenm.202200855
https://doi.org/10.1002/aenm.202200855
12. Nano Letters：ZnF2輔助合成高發光InP/ZnSe/ZnS量子點用于高效和穩定的電致發光
高質量的InP基量子點（QDs）已經成為非常有前途的、環境友好的顯示器應用發光材料，但它們的合成通常需要危險的氫氟酸。近日，西湖大學Botao Ji，河南大學Huaibin Shen，成均館大學Tae Kyu Ahn提出了一種非常簡單的制備InP/ZnSe/ZnS核/殼/殼QDs的方法，其光致發光量子產率接近統一。
本文要點：
1）作為關鍵添加劑，無機鹽ZnF2在高溫下與羧酸溫和反應，原位生成HF，消除表面氧化物雜質，促進外延殼層生長。
2）與氫氟酸合成的QDs相比，得到的InP/ZnSe/ZnS QDs具有更窄的發射線寬度和更出色的熱穩定性。
3）采用大尺寸InP/ ZnSe/ZnS QDs而不替換原始配體的發光二極管實現了22.2%的最高峰值外量子效率，以及大于 110000 cd/m2的最大亮度和在100 cd/m2下超過 32000 h的T95壽命。
這種安全的方法有望應用于廣泛的III-V QDs。
Haiyang Li, et al, ZnF2?Assisted Synthesis of Highly Luminescent InP/ZnSe/ZnS Quantum Dots for Efficient and Stable Electroluminescence, Nano Lett., 2022
DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c00763
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c00763
