1. Nature：通過控制導向基團分子結構進行氮雜芳烴選擇性C-H鍵官能團化
通過對雜芳烴C-H化學鍵進行選擇性的連續官能團化，能夠實現快速合成各種各樣的化學分子。這個目標對于醫藥化學領域具有非常重要的意義，但是這個目標的達成面臨非常大的挑戰。與雜環芳烴C-H化學鍵表現具有偏向的電子結構相比，對缺少本征立體位阻/電子結構差異的雙環氮雜芳烴進行遠程苯并C-H化學鍵官能團化具有更高的難度與挑戰。
有鑒于此，Scripps研究所余金權(Jin-Quan Yu)、加州大學洛杉磯分校K. N. Houk等報道兩種區別的導向模板，通過對模板的距離、結構、以及未曾關注的手性進行控制，能夠對雙環氮雜芳烴分子相鄰的遠程位點（C6 vs C7）、以及位置相似的位點（C3 vs C7）進行區分和官能團化修飾。
本文要點：
1）這種方法學策略能夠對含有與C7位點類似的競爭性C3位點的喹啉分子，進行C6或者C7位點直接C-H間烯烴化、炔基化、烯丙基化。
2）這種位點選擇性、可以迭代、而且能夠對含有喹啉結構單元的藥效基團進行后期C-H化學鍵修飾，以及能夠以不同的反應順序，因此為合成化學提供豐富的機會。這項工作與之前相關報道的方法能夠相互補充，為雙環氮雜芳烴分子的后期“分子編輯”建立了一套普適性方法。
Fan, Z., Chen, X., Tanaka, K. et al. Molecular Editing of Aza-arene C–H Bonds by Distance, Geometry and Chirality. Nature (2022)
DOI: 10.1038/s41586-022-05175-1
https://www.nature.com/articles/s41586-022-05175-1
2. Nature Mater：控制BN空穴位點核自旋極化
在vdW材料中的電子自旋對于凝聚態物理學和自旋量子學的發展起到非常重要的作用，但是目前人們對vdW材料的核自旋現象還沒有很好的研究。有鑒于此，普渡大學Tongcang Li等報道在室溫條件進行核自旋的光學偏振控制與核自旋的相干控制。
本文要點：
1）通過六方相BN的負電荷硼原子空位（VB-）自旋缺陷實現了對相鄰氮原子核自旋進行極化，觀測發現激發態能級反交叉位點的核自旋Rabi頻率達到單獨的核頻率的350倍，而且在實驗進行核自旋的快速相干控制。
發現電子介導核-核自旋耦合的強度是直接的核-自旋的偶極耦合強度的5個數量級，因此能夠控制多個比特。這項工作為控制vdW材料的核自旋，發展量子信息科學技術提供幫助。
2）在具有本征電子自旋缺陷的vdW二維材料中通過光實現核自旋的極化，通過六方晶相BN中VB-的ESLAC（激發態能級反交叉）和GSLAC（基態能級反交叉），能夠在室溫和比較寬的磁場區間內對三個距離最近的14N核自旋進行極化，作者通過ODNMR測試BN的本征缺陷NMR光譜，進一步驗證了通過電子自旋實現高強度的核-核自旋耦合，通過這種方式能夠控制多個比特。作者同樣展示了對核自旋進行超精細結構增強的兆赫（megahertz）相干控制，這種極化核自旋控制技術可能用于量子傳感、網絡、計算核模擬等領域。
Gao, X., Vaidya, S., Li, K. et al. Nuclear spin polarization and control in hexagonal boron nitride. Nat. Mater. (2022)
DOI: 10.1038/s41563-022-01329-8
https://www.nature.com/articles/s41563-022-01329-8
3. Nature Commun.：有機光電器件中束縛激子形成的亞10飛秒尺度觀察
有機半導體中激子形成的基本機制是復雜且難以理解的，因為它發生在超短的低于100飛秒的時間尺度上。該過程的一些基本方面，例如激子結合能的演變，尚未通過實驗及時解決。近日，倫敦帝國理工學院Artem A. Bakulin等報道了將亞10飛秒Pump-Push-光電流、Pump-Push-光致發光和Pump-Probe光譜學組合應用于聚芴器件，以跟蹤激子的超快形成。
本文要點：
1）Pump-Probe 對激發態的總濃度敏感，Pump-Push-光電流和 Pump-Push-光致發光對束縛態敏感，它們的結合使得研究激子結合動力學成為了可能。
2）研究發現由近吸收邊緣光子產生的激子本質上是束縛態，或者在激發后10飛秒內變成這種狀態。
3）同時，具有適度 >0.3?eV 過剩能量的激子可以在獲得束縛特征之前在 50?飛秒內自發解離。
4）激發態分子動力學模擬和定量再現實驗數據的全局動力學模型研究支持這些結論。
Marios Maimaris, et al. Sub-10-fs observation of bound exciton formation in organic optoelectronic devices. Nat. Commun., 2022
DOI: 10.1038/s41467-022-32478-8
https://www.nature.com/articles/s41467-022-32478-8
4. Nature Commun.：結合線性和環狀醚基電解質溶液延長鈉金屬電池的低溫運行
非水系鈉基電池是下一代電化學儲能裝置的理想候選者。然而，盡管它們在常溫下表現出良好的性能，但在低溫（例如<0 °C）下的工作仍受到電解質電阻增加和固體電解質界面(SEI)不穩定性的不利影響。近日，為了避免這些問題，達特茅斯學院Wei yang Li，Geoffroy Hautier，博伊西州立大學Hui Xiong提出了由線性和環醚型溶劑和三氟甲基磺酸鈉組成的特定電解液配方，其熱穩定性可低至-150 °C，并能夠在低溫下形成穩定的SEI。
本文要點：
1）當在Na||Na紐扣電池配置中測試時，低溫電解液可以長期循環到?80 °C。
2）研究人員通過非原位物理化學(如X射線光電子能譜、低溫電子顯微鏡和原子力顯微鏡)電極測量和密度泛函理論計算，研究了高效低溫電化學性能的機理。
3）研究人員展示了?20 °C和?60 °C之間的全Na||Na3V2(PO4)3紐扣電池的組裝和測試。在?40 °C下測試的電池首次放電容量為68 mAh g?1，在22 mA g?1下循環100次后容量保持率約為94%。
Wang, C., Thenuwara, A.C., Luo, J. et al. Extending the low-temperature operation of sodium metal batteries combining linear and cyclic ether-based electrolyte solutions. Nat Commun 13, 4934 (2022).
DOI：10.1038/s41467-022-32606-4
https://doi.org/10.1038/s41467-022-32606-4
5. Chem. Soc. Rev.：利用內吞途徑來設計納米顆粒藥物載體以特異性靶向癌細胞
新南威爾士大學J. Justin Gooding對利用內吞途徑來設計納米顆粒藥物載體以實現對的癌細胞特異性靶向相關研究進行了綜述。
本文要點：
1）靶向藥物遞送策略通常側重于實現病變細胞對藥物內吞作用的最大化。然而，很少有研究者關注如何充分利用癌細胞與非癌細胞的內吞途徑的差異。了解這一點，有助于設計和開發納米顆粒以將藥物遞送給癌細胞，并同時限制健康細胞對抗癌藥物的吸收，從而有效地殺死癌細胞。
2）作者在文中比較了癌癥細胞和健康細胞的內吞途徑的差異。首先，作者介紹了納米顆粒的物理化學性質(大小、形狀、剛度和表面化學性質)對于其細胞攝取的重要性；隨后，作者討論了如何通過對這些理化性質進行調整以實現對癌細胞而非健康細胞的選擇性地靶向和內吞，進而將抗癌藥物遞送到靶細胞，旨在為設計基于內吞途徑的癌癥選擇性納米顆粒載體提供新的參考。
Vu Thanh Cong. et al. How can we use the endocytosis pathways to design nanoparticle drug-delivery vehicles to target cancer cells over healthy cells? Chemical Society Reviews. 2022
DOI: 10.1039/d1cs00707f
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/cs/d1cs00707f
6. Chem：穩定微富鋰氧化鎳陰極中晶格氧
晶格氧釋放(LOR)促進了表面結構的退化和電解液的分解，是導致層狀氧化物陰極容量衰減和熱失控的主要原因。盡管經過了幾十年的研究，但穩定晶格氧仍然是一個巨大的挑戰，特別是在深度脫氫正極中。近日，南開大學Wei Zhang，上海交通大學Linsen Li報道了一種鋰富集策略來完全抑制LNO的O2釋放。
本文要點：
1）傳統的LNO通常由固態反應制備，并被認為是缺鋰的Li1-yNi1+yO2。為了提高LNO的性能，通常通過晶格摻雜或表面涂覆來改變其結構。相反，鋰富集方法產生了Li1+xNi1-xO2（富含鋰的LNO或LR-LNO ）,具有略微過量的鋰以占據鎳位置，這是根據鋰-鎳-氧相圖預測的可能相，先前從未通過實驗合成。
2）LR-LNO實現了904 Wh kg-1的高比能量密度、突出的循環性能（在全電池中400次循環后容量保持率為80%，而LNO為35次循環），熱穩定性顯著增強（> 70 °C）。
3）在此基礎上，研究人員在透射電子顯微鏡（TEM）內設計了雙傾斜電化學液池來跟蹤恒流循環過程中單個顆粒表面的局部結構變化，揭示了材料成分輕微變化背后的性能增強機制。在LR-LNO中，Ni層中過量的Li離子促進了Ni離子在脫氫過程中的層內遷移，產生了空位團簇，使O2分子捕獲在近表面晶格中。因此，氧氧化還原反應變得高度可逆，抑制了巖鹽相的形成，從而提高了LR-LNO在循環過程中的結構可逆性和熱穩定性。
Zhou et al., Stabilizing lattice oxygen in slightly Li-enriched nickel oxide cathodes toward high-energy batteries, Chem (2022)
DOI：10.1016/j.chempr.2022.07.023
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2022.07.023
7. Chem：合理構建具有scu拓撲結構的三維卟啉共價有機框架用于高效光催化劑
探索具有新拓撲結構的高結晶性三維(3D)共價有機骨架(COF)仍然具有挑戰性。近日，南開大學Zhenjie Zhang通過[8+4]的方法合理地設計和合成了兩個由一個八位連接體和一個基于卟啉的四位連接體構建的高結晶度3D COF。
本文要點：
1）利用連續旋轉電子衍射(CRED)技術和結構模擬，研究人員成功地確定了COF的非互穿scu拓撲結構。研究人員用高分辨電子顯微鏡（TEM）和基于氮氣吸附等溫線的孔徑分布進一步驗證了scu結構。
2）由于具有暴露的催化卟啉中心，良好的光電活性和高度的結構穩定性，這些COF可以作為高效的多相光催化劑用于各種反應，包括叔胺和馬來酰亞胺的氧化胺偶聯和環加成反應，具有廣泛的底物范圍(22例)。
這項工作豐富了3D COF的拓撲結構，提供了一類高效的光催化劑。
Jin et al., Rationally fabricating 3D porphrinic covalent organic frameworks with scu topology as highly efficient photocatalysts, Chem (2022)
DOI：10.1016/j.chempr.2022.07.016
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2022.07.016
8. Angew：具有陰離子氧化還原物種對的高功率近中性水系全有機氧化還原液流電池
有機氧化還原液流電池(AORFBs)被認為是一種有前途的低成本、耐用的電網儲能替代方案。然而，在大多數AORFBs中，窄的電勢間隙、化學不穩定性和膜污染對實際應用造成了巨大阻礙。近日，新加坡國立大學Qing Wang報道了膦酸酯官能化的亞苯基橋連的紫精衍生物1，1’-雙(3-膦?；?-4，4’(1，4-亞苯基)二溴化雙吡啶鎓（(PPBPy)Br2）作為陽極電解液氧化還原活性物質。
本文要點：
1）(PPBPy)Br2具有-0.801 V的氧化還原電位和極低的CEMs滲透率。(PPBPy)Br2還表現出非常穩定的循環性能，半電池測試顯示1000次循環后容量沒有衰減，結構也沒有檢測到變化。
2）在陰極側合成了4-(丙氧基-3-磺酸鈉)-2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧基（PSS-TEMPO）。與已報道的4-CO2Na-TEMPO和4-SO3K-TEMPO相比，PSS-TEMPO的較長側鏈有效地緩解了強吸電子基團對骨架穩定性的不利影響，并提供了有效的空間位阻抑制TEMPO自由基之間的相互作用，確保了較低的CEMs通透性。
3）通過將(PPBPy)Br2和PSS-TEMPO配對，研究人員開發了一種在近中性條件下與CEMs兼容的AORFB電池，其電池電壓高達1.61 V，在所有已報道的pH中性水基RFB中最高功率密度達到了509 mW/cm2。同時，這款AORFB也表現出了出色的循環性能，幾乎沒有物種交叉。
這項工作為高性能AORFB的固定儲能提供一個有前景的和可靠的范例。
Mengqi Gao, et al, High-power Near-neutral Aqueous All Organic Redox Flow Battery Enabled with a Pair of Anionic Redox Species, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202208223
https://doi.org/10.1002/anie.202208223
9. Nano Lett.：巨噬細胞膜包覆的納米顆?？稍鰪奝D-1表達以誘導免疫調節和實現腫瘤協同治療
膠質母細胞瘤(GBM)是惡性膠質瘤最常見的亞型，具有侵襲性浸潤、惡性程度高和預后差的特點。除了血腦屏障(BBB)的阻礙作用以外，免疫抑制環境也會導致傳統的GBM治療方法的結果不夠理想。近年來，聯合治療與免疫檢查點封鎖(ICB)已發展成為GBM治療的重要方法。有鑒于此，重慶大學王亞洲教授和尹鐵英副教授構建了一種能夠增強程序性細胞死亡-1 (PD-1)表達、巨噬細胞膜包覆的納米平臺(PD-1-MM@PLGA/RAPA)。
本文要點：
1）實驗利用體外和體內GBM模型證明了PD-1-MM@PLGA/RAPA可以有效地穿越BBB，并響應腫瘤微環境(TME)招募，實現納米顆粒在腫瘤部位的聚集。
2）此外，研究者也發現CD8+細胞毒性t淋巴細胞(CTL)浸潤提高會導致免疫反應增強。綜上所述，該研究開發了一種新的納米平臺來增強ICB與傳統化療的結合，能夠為對抗GBM和許多其他類型癌癥提供新的借鑒。
Tieying Yin. et al. Engineered Macrophage-Membrane-Coated Nanoparticles with Enhanced PD?1 Expression Induce Immunomodulation for a Synergistic and Targeted Antiglioblastoma Activity. Nano Letters. 2022
DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c01863
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.2c01863
10. AEM：單原子合金用于能源電催化的最新進展
單原子合金（SAAs），作為一種新興材料，結合了合金和單原子催化劑的優點。SAAs 中活性位點的完全原子利用和明確的鍵合環境使得它具有卓越的電催化性能，并深入了解了結構-活性關系。近日，華中科技大學Deli Wang等總結了 SAAs 在各種電化學反應中的最新進展，以促進進一步設計高效電催化劑。
本文要點：
1）該綜述首先介紹了影響電催化活性的幾種效應的基本概念。
2）然后列出并比較了SAAs的制備和表征方法。
3）接下來，對SAAs在析氫反應、析氧反應、氧還原反應、醇/氫/甲酸氧化反應、二氧化碳還原反應等方面的最新進展進行詳細說明和討論。
4）最后，提出了SAAs在能量轉換電催化領域未來發展的挑戰和建議。
Tao Shen, et al. Recent Advances of Single-Atom-Alloy for Energy Electrocatalysis. Adv. Energy Mater., 2022
DOI: 10.1002/aenm.202201823
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202201823
