1. Nature Materials：瞬時核變形引發(fā)表觀遺傳狀態(tài)并促進(jìn)細(xì)胞重編程
細(xì)胞重編程技術(shù)可用于衍生所需的細(xì)胞類型，并在再生醫(yī)學(xué)、疾病建模和藥物篩選中具有廣泛的應(yīng)用。直接重編程能夠通過繞過多能階段和耗時的分化過程將一種細(xì)胞類型轉(zhuǎn)化為另一種所需的細(xì)胞類型，例如將成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化為誘導(dǎo)神經(jīng)元 (iN) 細(xì)胞和其他細(xì)胞類型。然而，這些轉(zhuǎn)化過程的低效率為生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用帶來了障礙。
細(xì)胞重編程的一個關(guān)鍵步驟是克服異染色質(zhì)的表觀遺傳屏障并打開內(nèi)源基因進(jìn)行細(xì)胞類型轉(zhuǎn)換。以前的大多數(shù)研究都集中在轉(zhuǎn)錄因子和生化因子在細(xì)胞重編程中的作用，但對生物物理因素的影響知之甚少。細(xì)胞在短時間和長時間尺度（從幾秒到幾天）都會經(jīng)歷機(jī)械刺激，這可能會導(dǎo)致機(jī)械化學(xué)信號傳導(dǎo)、細(xì)胞骨架重組和染色質(zhì)以脈絡(luò)相關(guān)的方式發(fā)生變化。
為了直接確定核變形對染色質(zhì)重塑的影響，加州大學(xué)洛杉磯分校李松等研究人員研究了機(jī)械擠壓懸浮細(xì)胞是否以及如何調(diào)節(jié)表觀遺傳狀態(tài)和細(xì)胞重編程，并探索了這種用于機(jī)械應(yīng)用的方法。
研究人員表明由限制在微流體通道中引起的細(xì)胞核的毫秒變形導(dǎo)致核層起皺和瞬時解體，染色質(zhì)中層相關(guān)結(jié)構(gòu)域的局部分離和組蛋白甲基化（組蛋白 H3 賴氨酸 9 三甲基化）和DNA甲基化。細(xì)胞重編程早期染色質(zhì)的這些全局變化促進(jìn)了成纖維細(xì)胞向神經(jīng)元的轉(zhuǎn)化，并且可以通過抑制組蛋白 H3 賴氨酸 9 和 DNA 甲基化來部分復(fù)制。
這種機(jī)械啟動方法還觸發(fā)巨噬細(xì)胞重編程為神經(jīng)元和成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞，因此是一種有前途的基于機(jī)械的細(xì)胞工程表觀遺傳狀態(tài)調(diào)節(jié)方法。
Song, Y., Soto, J., Chen, B. et al. Transient nuclear deformation primes epigenetic state and promotes cell reprogramming. Nat. Mater. (2022).
https://doi.org/10.1038/s41563-022-01312-3
2. Science Advances: 兩親性和抗疲勞有機(jī)水凝膠，用于小直徑血管移植物
水凝膠因其良好的生物相容性而被用于血管組織工程。然而，大多數(shù)天然水凝膠表現(xiàn)出高溶脹率、較差的機(jī)械穩(wěn)定性和低耐久性，這是更廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵限制。
通過不飽和功能性微生物多羥基鏈烷酸酯和聚乙二醇二丙烯酸酯的點擊化學(xué)反應(yīng)以及二維材料石墨二炔的組合，中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院巫林平、華中科技大學(xué)孫家明和清華大學(xué)陳國強(qiáng)等人制備了兩親性和抗疲勞的有機(jī)水凝膠。
本文要點：
1）隨著時間的推移，這些有機(jī)水凝膠在體液中保持穩(wěn)定，經(jīng)過2000 多次循環(huán)拉伸后，它們的拉伸模量保持不變。管狀支架在體外表現(xiàn)出良好的生物相容性和灌注性。
2）在體內(nèi)移植后，血管移植物表現(xiàn)出明顯的細(xì)胞浸潤和組織再生，3個月內(nèi)通暢率高于對照組。該制備方法為改進(jìn)和促進(jìn)有機(jī)水凝膠作為小直徑血管移植物植入材料的應(yīng)用提供了一種策略。
3. Nature Commun.：晶相選擇性重結(jié)晶構(gòu)建具有優(yōu)異延展性的高熵合金
優(yōu)異的延展性對于金屬或者合金的成型或者強(qiáng)化都非常關(guān)鍵，目前人們廣泛使用的延展性合金材料面臨著非常有限的延展性，而且與其他先進(jìn)的結(jié)構(gòu)材料相比，并不能體現(xiàn)比較強(qiáng)的競爭性。有鑒于此，西北工業(yè)大學(xué)王錦程、王志軍、浦項科技大學(xué)Hyoung Seop Kim等報道一種概念獨特的晶相選擇性重結(jié)晶，能夠通過完全的觸發(fā)雙重應(yīng)變硬化實現(xiàn)增強(qiáng)應(yīng)變的硬化能力，從而克服延展性合金的挑戰(zhàn)。
本文要點：
1）通過控制延展性高熵合金的變形分解（strain partitioning），能夠?qū)崿F(xiàn)晶相選擇性的重結(jié)晶微結(jié)構(gòu)，從而得到晶相較硬骨架結(jié)構(gòu)內(nèi)嵌有完全重結(jié)晶的較軟晶相的材料。這種高熵合金材料的微結(jié)構(gòu)通過去除弱界面實現(xiàn)完全的應(yīng)力釋放。
2）這種晶相選擇性重結(jié)晶高熵合金能夠在~2 GPa的真實應(yīng)力呈現(xiàn)均勻伸長的高延展性（~35 %），這個概念能夠非常普遍的適用于各種同時含有硬晶相和軟晶相的延展性合金材料，同時為將傳統(tǒng)的延展性合金材料發(fā)展為高強(qiáng)度金屬材料提供一種新方法。
4. Nature Commun.：高度分散Ru用于木質(zhì)纖維素的還原催化分餾
以可分離和高效的方式從木質(zhì)素生物聚合物解聚生產(chǎn)單體酚受到了最大限度地利用可持續(xù)木質(zhì)纖維生物質(zhì)的關(guān)注。近日，北京林業(yè)大學(xué)宋國勇教授，王水眾，北京化工大學(xué)Yunming Fang報道了一種低負(fù)載、高分散的Ru催化劑，固定在殼聚糖衍生的氮摻雜碳（RuN/ZnO/C）上，在木質(zhì)纖維素的還原催化分餾中表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。
本文要點：
1）木質(zhì)素合成酚類單體的產(chǎn)率接近理論最大值，TON為431 molphenols molRu?1，是工業(yè)Ru/C催化劑的20倍，此外對丙基端鏈愈創(chuàng)木酚和丁香酚的高選擇性使它們很容易得到提純。
2）由于生物質(zhì)抗性的成功分解，RCF使(半)纖維素易于酶解。此外，得益于Ru物種與N原子的配位，RuN/ZnO/C催化劑在循環(huán)實驗中以及在苛刻的水熱處理后顯示出良好的穩(wěn)定性。
3）RuN/ZnO/C的表征表明，在當(dāng)前的反應(yīng)條件下，Ru原子從單原子轉(zhuǎn)變?yōu)榧{米團(tuán)簇。時間歷程實驗以及一系列木質(zhì)素模型化合物的反應(yīng)活性篩選，為RuN/ZnO/C上的當(dāng)前RCF機(jī)理提供了深入的了解。
這項工作為從木質(zhì)素中獲得有價值的芳香產(chǎn)品和促進(jìn)木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的工業(yè)經(jīng)濟(jì)可行性提供了新的機(jī)會。
5. AM封面：個性化電子紋身！
傳統(tǒng)的電子皮膚是一類主要在實驗室或工廠制造的薄膜電子產(chǎn)品，無法快速簡單地定制個性化醫(yī)療保健。于此，韓國科學(xué)技術(shù)院Steve Park等人介紹了一類新的電子紋身，它可以通過簡單的一步涂層直接在皮膚上實現(xiàn)，根據(jù)用戶的目的，在沒有基底的情況下進(jìn)行多尺度的各種設(shè)計。
本文要點：
1）電子紋身是通過在鎵基液態(tài)金屬顆粒（CMP）上附著Pt修飾的碳納米管來實現(xiàn)的，以施加固有的導(dǎo)電性和機(jī)械耐久性。將CMP懸浮液調(diào)整為具有低zeta電位、優(yōu)異的潤濕性和高蒸氣壓，可以在10秒內(nèi)將顆粒直接適形和緊密地組裝在皮膚上。
2）CMP的低成本、易于制備、皮膚上兼容性和多功能性使其非常適合電子紋身。電肌肉刺激器、光熱貼片、無運動偽影電生理傳感器和電化學(xué)生物傳感器的演示驗證了生物醫(yī)學(xué)工程中基于電子紋身的方法的簡單性、多功能性和可靠性。
6. Nano Letters：親鎂涂層實現(xiàn)鎂金屬復(fù)合負(fù)極的高利用率
金屬鎂（Mg）是一種有前途的高容量負(fù)極材料，用于鋰離子電池以外的儲能技術(shù)。然而，大多數(shù)報道的Mg金屬負(fù)極只能在淺循環(huán)（≤1 mAh cm-2）條件下循環(huán)，因此Mg利用率很低(< 3%)，大大降低了它們的能量密度特性。近日，新加坡科技研究局Zhi Wei Seh使用親Mg涂層修飾的商用銅箔，開發(fā)了一種深度循環(huán)和高度可逆的復(fù)合金屬鎂負(fù)極。
本文要點：
1）實驗研究、密度泛函理論（DFT）計算和COMSOL模擬表明，親鎂涂層可以促進(jìn)鎂離子的快速傳輸，均勻電場和離子通量分布，降低鎂成核過電位，引導(dǎo)鎂均勻沉積，保護(hù)鎂金屬免受寄生反應(yīng)的影響。
2)因此，鍍鎂的Au?Cu電極在超過170 h的循環(huán)中具有99.16%的平均CE，同時具有高的鎂金屬利用率(75%)。
這項工作為合理設(shè)計高利用率和可逆性的復(fù)合鎂負(fù)極提供了參考，推動了未來高能量密度RMBs的發(fā)展。
7. AFM: 仿生陣列，用于高性能多物質(zhì)傳輸
在自然界中，許多生物體能夠根據(jù)需要運輸物質(zhì)，如氣泡、液滴或固體，以滿足其生存需要。受這些獨特行為的啟發(fā)，人們開發(fā)了各種物質(zhì)傳輸策略，在微流體、微電子和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。然而，實現(xiàn)多種物質(zhì)（氣體、液體和固體）的運輸仍然具有挑戰(zhàn)性。
于此，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)吳東、胡衍雷等人提出了一種三重生物啟發(fā)的潤滑 滑磁響應(yīng)微孔板陣列 (LS-MMA)，該陣列整合了魚鱗、豬籠草和呼吸纖毛的特性，用于多物質(zhì)運輸。
本文要點：
1）在運動磁場的驅(qū)動下，微孔板依次彎曲、重疊，形成連續(xù)的大曲率光滑表面。隨著光滑表面的連續(xù)運動，可以實現(xiàn)多物質(zhì)的主動運輸。
2）氣泡、液滴和固體玻璃球的傳輸速度可以達(dá)到5、14和80毫米每秒。由于潤滑劑對物質(zhì)的毛細(xì)管粘附性，LS-MMA還實現(xiàn)了氣泡和液滴的3D按需傳輸?；贚S-MMA的多物質(zhì)傳輸策略提高了目標(biāo)操作的適用性和靈活性，在微化學(xué)反應(yīng)和生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域具有廣泛的潛在應(yīng)用。
8. AFM：機(jī)械穩(wěn)定的全柔性超級電容器，在嚴(yán)酷溫度下具有抗斷裂和抗疲勞性
對于航空航天和機(jī)器人工程領(lǐng)域的實際應(yīng)用，柔性儲能器件必須在環(huán)境溫度和不同變形情況下保持穩(wěn)定。
于此，中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所官輪輝等人通過將聚苯胺 (PANI) 原位聚合到交聯(lián)聚乙烯醇 (PVA) 和聚丙烯酰胺/丙烯酸 (PAM/AA) 的雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠電解質(zhì)上，合成了在惡劣環(huán)境溫度下機(jī)械穩(wěn)定的超級電容器（SC）。
本文要點：
1）高度集成的結(jié)構(gòu)賦予了超級電容器前所未有的機(jī)械性能。這些設(shè)備可以承受 608%的拉伸應(yīng)變，并且可以拉伸高達(dá)50%而沒有明顯的滯后，在數(shù)千次循環(huán)載荷下表現(xiàn)出抗疲勞和抗斷裂性。
2）得益于通過 PANI 電極無縫集成的全柔性配置，超級電容器具有 95.8 mF cm-2 的高比電容。它還可以作為全柔性設(shè)備工作，并在復(fù)雜變形甚至物理損壞的情況下保持穩(wěn)定的輸出。此外，該器件在-60 至 100 °C 的極端溫度下運行后，通過穩(wěn)定的電化學(xué)性能提供出色的環(huán)境適應(yīng)性。這種多功能超級電容器通過為在惡劣環(huán)境中運行的設(shè)備供電，在集成柔性電子系統(tǒng)中呈現(xiàn)出潛在的應(yīng)用。
9. ACS Nano：電子注入和原子界面工程實現(xiàn)穩(wěn)定的缺陷的富1T-MoS2作為高倍率儲鈉負(fù)極
1T相MoS2具有金屬導(dǎo)電性、豐富的活性中心和高理論容量，是一種很有前途的電化學(xué)儲能電極材料。然而，由于亞穩(wěn)態(tài)1T相通過再堆疊習(xí)慣性地轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的2H相，在高電流密度下差的倍率容量和循環(huán)穩(wěn)定性阻礙了它們的應(yīng)用。近日，山東大學(xué)Gang Lian，Mingwen Zhao，Haohai Yu獲得一種穩(wěn)定的缺陷的富1T相MoS2，其表現(xiàn)出超高的倍率容量和可逆性。
本文要點：
1）首先，通過原位水熱反應(yīng)將一個關(guān)鍵的多羥基分子(抗壞血酸，AsA)插入相鄰的MoS2單層之間，合成了具有交替插入的AsA分子的MoS2，命名為MoS2 /AsA。其次，將前驅(qū)體在氬氣中800°C退火2 h后，成功獲得了單層碳（m-C）交替嵌入的缺陷富1T-MoS2納米花，命名為富1T-MoS2/m-C。
2）研究發(fā)現(xiàn)，OH的摻雜和通過m-C插層的層間膨脹分別有利于富MoS2的形成和穩(wěn)定。相應(yīng)的理論研究也證明了OH摻雜對形成1T相MoS2的積極作用，以及可改善Na離子在1T相MoS2中的吸附能和擴(kuò)散動力學(xué)。
3）重要的是，缺陷型富1T-MoS2/m-C納米花表現(xiàn)出出色儲鈉性能，包括大比容量（在0.1 A g?1循環(huán)80次后，容量為557 mAh g?1），高倍率性能（在10 A g?1循環(huán)下，容量為411 mAh g?1），以及長期循環(huán)穩(wěn)定性（在2 A g?1循環(huán)1000次后，容量為364 mAh g?1）。相應(yīng)的全電池也具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。
10. ACS Nano：決定鉀離子電池石墨負(fù)極循環(huán)穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素
石墨不僅是商業(yè)化鋰離子電池(LIBs)最常用的陽極材料，也是新興的鉀離子電池(PIB)最常用的陽極材料。然而，使用傳統(tǒng)稀酯基電解質(zhì)體系的PIBs中的石墨負(fù)極顯示出明顯的容量衰減，這與LIBs中非凡的循環(huán)穩(wěn)定性形成對比。更有趣的是，用于PIBs的濃電解質(zhì)中的石墨表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。不幸的是，迄今為止，這種循環(huán)性能的顯著差異并沒有引起人們的關(guān)注。
基于此，清華深圳國際研究生院康飛宇教授，翟登云報道了兩種典型的電解質(zhì)，即稀釋的EC/DEC電解質(zhì)和高濃度的基于醚的電解質(zhì)。然后使用這兩種電解質(zhì)的石墨負(fù)極在LIBs和PIBs中進(jìn)行比較。
本文要點：
1）結(jié)果表明，在PIBs中，較大的體積膨脹不是導(dǎo)致石墨負(fù)極嚴(yán)重容量衰減的主要原因，而SEI的穩(wěn)定性是保持高容量保持率的關(guān)鍵。當(dāng)EC/DEC電解液用于PIBs時，在石墨表面產(chǎn)生含有一種低聚物組分的累積SEI。SEI的不斷積累阻礙了K+離子的嵌入和脫出，最終導(dǎo)致石墨負(fù)極的容量衰減。
該工作對PIBs中石墨容量損失給出了更明確的解釋，并對穩(wěn)定的SEI對石墨負(fù)極循環(huán)穩(wěn)定性的重要影響有了更深刻的理解。
11. ACS Nano：可調(diào)混合導(dǎo)電界面助力無枝晶鋰金屬電池
具有高能量密度的鋰(Li)金屬電池在下一代儲能方面具有很大的應(yīng)用前景，但其存在嚴(yán)重的不可控Li枝晶生長和不穩(wěn)定的固體電解質(zhì)界面。近日，廈門大學(xué)Laisen Wang，Dong-Liang Peng，Qingshui Xie制備了一種離子導(dǎo)體和電子導(dǎo)體比例可調(diào)的Li2O-LiZn納米顆粒組裝薄膜。
本文要點：
1）通過調(diào)整MIEC SEI膜的組成和結(jié)構(gòu)，平衡了界面中的電荷轉(zhuǎn)移和Li+離子遷移，這是高界面動力學(xué)的原因。因此，通過引入MIEC Li2O?LiZn界面相可以獲得低的界面阻抗、高的離子擴(kuò)散系數(shù)和均勻的Li沉積行為。
2）實驗結(jié)果顯示，在電流密度為1 mA cm?2時，具有MIEC界面的對稱電池具有超過1200 h的長壽命。MIEC相界面使得電視在5 C的倍率下穩(wěn)定循環(huán)2000次，此外，Li||Zn-ZnO-M||LFP全電池具有91.5%的極高容量保持率。即使在高負(fù)載量的商用LFP正極材料（13.27mg cm?2）下，全電池也可以保持350次循環(huán)，具有117mAhg?1的高可逆容量。
離子/電子復(fù)合導(dǎo)電薄膜對改善界面動力學(xué)、穩(wěn)定鋰沉積具有重要意義。
12. ACS Nano：激光誘導(dǎo)水熱法快速合成多功能磷灰石
合成生物材料被用來克服人類衍生生物材料的數(shù)量有限，并賦予額外的生物功能。雖然人們已經(jīng)開發(fā)了許多使用不同階段和方法的合成工藝，但目前常用的工藝存在一些問題，例如工藝時間長，難以實現(xiàn)廣泛的尺寸控制和高濃度的金屬離子替代以實現(xiàn)額外的功能。近日，首爾大學(xué)Seung Hwan Ko，韓國科學(xué)技術(shù)研究院Yu-Chan Kim，Hojeong Jeon報道了一種激光誘導(dǎo)水熱合成技術(shù)，它基于納秒激光脈沖與熱庫之間的高溫誘導(dǎo)熱相互作用，可以在幾秒鐘內(nèi)合成陶瓷顆粒。
本文要點：
1）利用該工藝可以合成20 nm~6 μm不同尺寸的羥基磷灰石，并成功地獲得了離子濃度可控(分別為3.79、14.67和11.67wt%)的鎂、鍶、鋅離子取代的磷灰石顆粒，其中包括人類硬組織中第二豐富的生物礦物--白鎖石。令人驚訝的是，在僅10分鐘的反應(yīng)中就合成了大約3 μm大小、不同鎂含量的結(jié)晶白石。與之前報道的合成約100納米大小的白鐵礦的方法相比，LHS在相同的反應(yīng)時間內(nèi)合成了30倍大的白鐵礦。
2）基于適當(dāng)?shù)募僭O(shè)和驗證，研究人員證明了熱儲層的最高溫度產(chǎn)生了一個穩(wěn)健的化學(xué)合成反應(yīng)速率，并主導(dǎo)了合成粒子的性質(zhì)。用Arrhenius化學(xué)反應(yīng)理論擬合自定義吸光度實驗的線性回歸表明，LHS遵循一般的化學(xué)反應(yīng)，可信度為93.25%。
3）當(dāng)研究人員通過測量細(xì)胞黏附和增殖來評估LHS合成的各種磷灰石粉末的功能時，發(fā)現(xiàn)與商業(yè)HAP相比，LHS合成的HAP、MgAp和SRAP釋放的離子顯著促進(jìn)了細(xì)胞的黏附和增殖。這些良好的性能是由離子釋放效應(yīng)造成的，這也解釋了粉末的結(jié)晶度低和溶解度相對較高的原因。
4）這一合成工藝在生物陶瓷合成領(lǐng)域?qū)a(chǎn)生重大影響。同時，LHS方法可以快速生成具有各種所需性能的粉末，由LHS合成的材料可用于生物材料、催化劑、3D打印和太陽能電池技術(shù)。
