1. Nature Catalysis：Ni催化異戊二烯不對稱成環調聚
單萜化合物是一類通過不同單萜合成酶作為催化劑，從二磷酸香葉酯（geranyl diphosphate）合成得到的化合物。自然界通過數百年的進化才實現了合成單萜化合物。有鑒于此，中科院大連化物所陳慶安等通過異戊二烯的雜芳烴調聚反應方式合成了一種非天然存在的單萜結構骨架，這種催化反應通過Ni催化劑，能夠以最高98 %的產率和97 %的對映體選擇性（e.e.）生成一系列含有四級碳立體原子的環狀單萜衍生物。
本文要點：
1)該反應通過Ni基催化劑體系進行烯烴二聚/C-H官能團化的級聯催化反應，通過C2對稱的大體積NHC手性配體實現對位點、區域、對映選擇性的控制。
通過初期機理研究，發現該反應能夠通過異戊二烯的對映選擇性二聚和隨后的雜環C-H化學鍵烷基化，因此實現原子經濟性催化反應。
2)這項工作不僅為大宗化學品的異戊二烯對映選擇性轉化提供機理，而且為合成可能具有新型生物活性的非天然單萜骨架分子提供可能。
Zhang, G., Zhao, CY., Min, XT. et al. Nickel-catalysed asymmetric heteroarylative cyclotelomerization of isoprene. Nat Catal 5, 708–715 (2022)
DOI: 10.1038/s41929-022-00825-z
https://www.nature.com/articles/s41929-022-00825-z
2. Nature Catalysis：手性CuS納米粒子光催化降解植物病毒
植物的病毒性疾病導致健康和經濟成本有關，通常用于哺乳性動物的抗病毒藥物很難對植物產生較好的治療效果，因此人們需要發展其他方法解決這種植物的生物和可持續發展問題。有鑒于此，江南大學匡華、胥傳來、中國農業科學院煙草研究所楊金廣、密歇根大學Nicholas A. Kotov等報道發現粒徑為3 nm的手性Cu1.96S納米粒子能夠在太陽光照射處理過程，能夠位點選擇性切斷煙草花葉病毒的衣殼（capsid）。
本文要點：
1)以D-青霉胺作為表面配體的Cu1.96S納米粒子通過一系列超分子相互作用，對衣殼中GIn99和Ala105位點表現了較高的親和性，同時對其他病毒的親和性降低3000-10000倍，實現選擇性活性。
2)當使用綠色極化光照射樣品，能夠對Asn101和Pro102之間的酰胺化學鍵進行擬蛋白酶水解，對原生質體達到高達98.7 %的病毒感染性抑制作用，對植物能夠實現92.6 %的病毒感染性抑制作用，而且能夠避免過敏性響應或者造成對環境產生巨大影響。
這項研究發現展示了通過納米手性結構的位點選擇性和金屬離子的蛋白水解活性，這種納米粒子能夠作為強有力的抗病毒藥物。
Gao, R., Xu, L., Sun, M. et al. Site-selective proteolytic cleavage of plant viruses by photoactive chiral nanoparticles. Nat Catal 5, 694–707 (2022)
DOI: 10.1038/s41929-022-00823-1
https://www.nature.com/articles/s41929-022-00823-1
3. Nature Nanotechnol.：原位透射表征界面摩擦機理
摩擦和磨損能夠損害產品的功能性，降低其中機械元件產品的使用壽命。有鑒于此，匹斯堡大學Scott X. Mao、王國峰等報道通過非接觸模式的原位透射電子顯微鏡技術，對壓電致動器導致單個W微型凸體的原子尺度摩擦損耗情況進行實時表征，因此深入理解原子尺度的摩擦行為機理。
本文要點：
1）通過分子動力學模擬界面原子的滑移方式運動情況，以及界面動態應變/應力的情況。模擬結果顯示，納米針尖沿著<111>的兩個滑移臺階步驟產生之字形運動路線，這導致沿著W{1-10}表面完成沿著<110>完整周期摩擦。
2）觀測粘滑特性（stick–slip behaviour）和來自界面原子的非一致性運動過程中異步應變能的累積和耗散現象。應變能的累積和釋放表現異步的特點，同時伴隨著分布不均勻的應變/應力分布、界面原子的非一致移動現象。
這項研究通過原位表征的方式從原子級別研究摩擦行為的機理，為研究原子尺度的摩擦行為提供幫助。
Wang, X., Liu, Z., He, Y. et al. Atomic-scale friction between single-asperity contacts unveiled through in situ transmission electron microscopy. Nat. Nanotechnol. 17, 737–745 (2022)
DOI: 10.1038/s41565-022-01126-z
https://www.nature.com/articles/s41565-022-01126-z
4. Nature Commun.：Cs3Bi2I6Cl3單晶的玻璃熱導率
由于晶體的周期性原子排列通過破壞長程有序而形成無序或玻璃狀非晶系統，晶格熱導率κL降低，其基本特性發生變化。在晶體材料中實現超低且不尋常的玻璃狀κL具有挑戰性，但對于熱電和熱障涂層等許多應用至關重要。賈瓦哈拉爾尼赫魯高級科學研究中心(JNCASR)的Kanishka Biswas 等人報道了層狀鹵化物鈣鈦礦Cs3Bi2I6Cl3單晶中κL的超低（室溫下約為 0.20?W/m·K）和玻璃狀溫度依賴性（2-400?K）。
本文要點：
1）具有低截止頻率（20?cm-1）的聲子是Cs3Bi2I6Cl3中低聲速的原因，并使結構彈性柔軟。雖然強烈的非諧性源于Cs 原子的低能量和局部類似嘎嘎聲的振動，但同步加速器X射線對分布函數證明了鹵化鉍八面體和Cl空位的局部結構扭曲。
2）從晶格動力學的角度來看，來自選擇性亞晶格的分層化學鍵和軟振動導致低κL很有趣，并且具有潛在的應用。
Acharyya, P., Ghosh, T., Pal, K. et al. Glassy thermal conductivity in Cs3Bi2I6Cl3 single crystal. Nat Commun 13, 5053 (2022).
https://doi.org/10.1038/s41467-022-32773-4
https://www.nature.com/articles/s41467-022-32773-4
5. Angew：通過生物正交化學探針對活細胞中的蛋白質特異性糖基化進行可視化
由于缺少合適的化學工具，因此如何有效探測蛋白質特異性糖基化成為了一項極具挑戰性的難題。有鑒于此，上海交通大學李娟副教授設計了一種基于糖基化化學探針和鄰近誘導FRET信號讀取的策略，以實現對活細胞中的蛋白特異性糖基化的可視化成像。
本文要點：
1）實驗首先開發了生物正交型葡萄糖類似物，6-疊氮-6-脫氧-D-葡萄糖(6AzGlc)，并將其作為一種新型的糖基化化學探針。隨后，實驗設計了兩種類型的DNA探針，即糖化轉化探針和蛋白靶向探針，它們可分別吸附在糖化加合物和靶蛋白上。
2）蛋白經6AzGlc糖化后，實驗將兩個DNA探針依次應用于目標蛋白，觸發近端誘導的FRET信號讀取。實驗結果表明，該策略能夠被成功地用于對多種蛋白質的葡萄糖糖基化進行可視化，包括PD-L1和整合素等。更重要的是，這種策略使得研究者能夠進一步分析糖化蛋白在自然環境中的生物功能。
Zhentao Shao. et al. Visualization of Protein-Specific Glycation in Living Cells via Bioorthogonal Chemical Reporter. Angewandte Chemie International Edition. 2022
DOI: 10.1002/anie.202210069
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202210069
6. Angew：sp2-碳鍵連接的共價有機骨架用于光催化制氫
共價有機骨架(COF)是近年來出現的新一代結晶性多孔材料，它通過強共價鍵將功能有機結構單元結合到二維或三維(2D或3D)預先設計的網絡結構中，二維（2D）共價有機骨架（2D-COF）是一種極具吸引力的太陽能到化學能轉換平臺。
近日，吉林大學Xiaoming Liu，Hong Xia，中國科學技術研究院高性能計算研究所Gang Wu合成了一種具有高結晶度和大比表面積的基于sp2-碳鏈三氮雜環的2D-COF-JLU100。采用梯度加熱法研究了1，3，5-三(4-甲酰基苯基)三嗪(TFPT)與1，4-苯二乙腈(PDAN)的Knovenagel縮合反應。然后，研究了制備的2D-COF在可見光照射下的光催化產氫性能。
本文要點：
1）首先，sp2-碳鍵不僅增加了穩定性，而且延長了π-電子在骨架平面內的共軛。其次，引入吸電子的三嗪基團將提高光催化性能。第三，兩種單體都價廉易得。第四，高度有序的框架將有助于建立性能和結構關系，并提供對光催化本質的見解。
2）當以三乙醇胺(TEoA)或抗壞血酸(AA)為犧牲電子供體(SED)時，Pt摻雜的COF-JLU100在兩種光催化體系中都表現出了出人意料的高活性，甚至超過了100,000 μmol g-1 h-1，是目前最先進的N3-COF的13倍，超過了所有已報道的COF基光催化劑的活性。
3) 實驗和理論研究證實，CoF-JLU-100層中的氰基-乙烯鏈段延長了π離域，提高了光生電荷轉移、分離速率和在水中的分散性，所有這些都是其優異光催化性能的協同貢獻。
Si Ma, et al, Photocatalytic Hydrogen Production on a sp2-Carbon-Linked
Covalent Organic Framework, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202208919
https://doi.org/10.1002/anie.202208919
7. AEM：一種高溫高能長循環固態鋰金屬電池
高能可充電鋰離子電池，尤其是固態鋰金屬電池，除了追求低溫運行外，越來越需要在高溫下運行。然而，在鋰負極和固態電解質(SSE)之間的界面上發生的臭名昭著的化學和電化學反應使得這些電池在高溫下幾乎失去所有的容量和功率。基于此，南京大學Jun Xu，Hucheng Song報道了一種通過構建穩定的高離子導電性熔鹽界面(MSI)而在高溫下運行的安全且長循環壽命的固態Li-CO2電池。
本文要點：
1）即使在高溫下，MSI也可以有效地改善界面接觸并抑制Li陽極和Li1.5Al0.5Ge1.5P3O12 (LAGP)電解質之間的界面反應和熱失控，從而實現用于高溫對稱電池的超低界面阻抗(≈15 Ω)和放電/充電過電位(≈15 mV)。此外，MSI涂覆的LAGP電解質顯示出超平坦和連續的表面，能夠在循環過程中實現均勻的脫鋰/電鍍。
2）實驗結果顯示，鋰對稱電池在150 °C下以0.1mA cm-2的電流超過600 h時表現出優異的循環穩定性。使用釕催化劑組裝的固態Li-CO2電池在150 °C下超過980次循環時表現出優異的循環穩定性，500 mA g-1下的容量為500 mAh g-1。
Sheng Wang, et al, A High-Energy Long-Cycling Solid-State Lithium-Metal Battery Operating at High Temperatures, Adv. Energy Mater. 2022
DOI: 10.1002/aenm.202201866
https://doi.org/10.1002/aenm.202201866
8. AEM：基于PVDF的電化學活性Li4Ti5O12固體電解質助力固態鋰金屬電池
在研究揭示固態電池的本質和機理的同時，大量的研究也在尋求穩定固態電池性能和降低成本的方法。制備簡單和儲量豐富的成分是固態電解質適合規模化生產的先決條件。基于此，南京工業大學吳宇平教授，四川大學Qianyu Zhang將一種罕見的無機導電材料，尖晶石鈦酸鋰Li4Ti5O12，首次通過簡單的復合策略作為SSE進行了研究。
本文要點：
1）純Li4Ti5O12作為商用負極活性材料被廣泛應用，即使沒有碳涂層也可以進行快速充放電，并且具有低成本和在環境大氣中良好的化學穩定性。與LLZO等價格可能超過2000 $ kg?1的固態電解質材料相比，Li4Ti5O12要便宜得多，約為50$ kg?1。
2）負電勢下，Li4Ti5O12的電化學活性誘導了混合導電界面，極大地改善了負極界面的電化學行為。最佳負載量的Li4Ti5O12復合膜不僅具有高的離子電導率，而且與電極形成了穩定的界面。
3）基于該復合固體電解質的Li|LiFePO4電池具有優異的循環穩定性和高倍率性能。這項工作為制備SSE和SSB提供了一種簡單實用的方法。
Qi Zhou, et al, A Solid Electrolyte Based on Electrochemical Active Li4Ti5O12 with PVDF for Solid State Lithium Metal Battery, Adv. Energy Mater. 2022
DOI: 10.1002/aenm.202201991
https://doi.org/10.1002/aenm.202201991
9. AEM：液態等離子體改性泡沫鎳：增加NiOOH/NiFeOOH活性中心用于電催化醇、醛和水氧化
可再生有機底物的放氧反應(OER)和增值氧化對于合成可持續燃料提供電子和質子至關重要。為了滿足工業的要求，需要一種簡單、快速、環境友好和廉價的新方法來合成堅固、自支撐和高比表面積的電極。近日，柏林工業大學Matthias Driess，Prashanth W. Menezes，烏爾姆大學Timo Jacob利用等離子電解（PE）方法在商業泡沫鎳（NF）上產生了分級的花狀納米結構。改性的NF用于兩種有機底物(5-(羥甲基)糠醛(HMF)和苯甲醇)的增值選擇性氧化，達到創紀錄的高達800 mA cm-2的電流密度。此外，由于更易接近的鎳位點，與NF相比，PE改性的NF顯示出強烈增加的OER活性。
本文要點：
1）在不改變改性NF的形態和表面積的情況下，研究人員成功地加入了鐵元素，這表明等離子體處理的NF可以被化學改變，以適應不同的催化反應，同時受益于其增加的表面積。Fe修飾導致內在OER活性的增加，但不顯著改變可接近的氧化還原活性位點。
2）在相同電位下，PE處理和鐵摻雜導致OER活性比NF提高了三個量級，在工業相關溫度和電流密度下的OER研究表明其具有較高的長期穩定性。而對于有機氧化反應，無鐵樣品的活性更高。
3）與以前的報道一致，并得到原位拉曼光譜和甲醇(MeOH)探測的支持，研究人員對這一現象提出了一種解釋，將這兩個過程的反應中間體相互聯系起來。此外，還發現OER活性與氧化還原活性點數成正比，而有機襯底的氧化是擴散受限的，其周轉率在高電流密度下與雙電層電容(Cdl)成正比。
Jan Niklas Hausmann, et al, In-Liquid Plasma Modified Nickel Foam: NiOOH/NiFeOOH Active Site Multiplication for Electrocatalytic Alcohol, Aldehyde, and Water Oxidation, Adv. Energy Mater. 2022
DOI: 10.1002/aenm.202202098
https://doi.org/10.1002/aenm.202202098
10. AEM：通過抑制鈉電極沿陶瓷表面的邊緣生長提高NaSICON電解質的枝晶耐受性
固態鈉電池（SSNBs）因其電池層面的高安全性、豐富的材料資源和低成本而引起了人們的廣泛興趣。目前SSNBs發展的主要挑戰之一是在電化學循環過程中抑制鈉枝晶的形成。近日，德國IEK-1的Qianli Ma發現，Na|NZSP界面表現出一種特殊的鍍鈉行為，枝晶生長在未被Na電極覆蓋的Na3.4Zr2Si2.4P0.6O12 （NZSP）表面。
本文要點：
1）通過對枝晶形成過程的operando觀察，研究人員證實了金屬枝晶在表面的生長。原位掃描電子顯微鏡微電極實驗清楚地表明，電極表面的枝晶生長隨電流密度的變化而變化。
2）對鍍態NZSP陶瓷表面的掃描電子顯微鏡觀察表明，沿陶瓷晶界形成的主要是鈉。鈉金屬的TPB、NZSP晶界附近的表面和氣相(或非保護性涂層相如指甲油、NaH2PO4和NaOH)可能是形成表面枝晶的活性區域。通過用保護性涂層(NaNO3或NaCl)封閉大氣，表面枝晶完全消失。
3）Na|NZSP|Na對稱電池的CCD最大增加到14 mA cm?2。當電流密度分別為3 mA cm?2和5 mA cm?2時，電池可以分別承受1 mA cm?2和1 mA cm?2的至少1000 h，電池仍能分別存活180 h和12 h，表明NZSP對Na樹枝晶的形成具有較強的耐受性。
Qianli Ma, et al, Enhancing the Dendrite Tolerance of NaSICON Electrolytes by Suppressing Edge Growth of Na Electrode along Ceramic Surface, Adv. Energy Mater. 2022
DOI: 10.1002/aenm.202201680
https://doi.org/10.1002/aenm.202201680
11. AEM: 一種實現高效穩定整體水尿素電解的摻鐵Ni3S2電極自導及表面重構
開發儲量豐富、高效、穩定的全電解水和尿素電催化劑是發展氫能技術的迫切和必要的條件。NiFe LDH電催化劑是由底物本身衍生而來，而不是通常由外部前驅體離子形成，具有強大的電催化性能和較長的壽命。近日，武漢大學Feng Ren，河南科技大學Zhaowu Wang用一種簡單的自衍生生長方法成功地在工業泡沫NiFe上制備了Fe摻雜Ni3S2催化劑(簡稱Fe-Ni3S2)，揭示了硫化鎳表面重構的動態演化過程。
本文要點：
1）原位拉曼光譜顯示了Fe-Ni3S2轉變為Ni1-xFexOOH的過程。由于Fe對氫氧化鎳的影響，新生成的相作為活性物種具有相似的催化活性和較高的穩定性，是一種優異的三官能團催化劑，在100 mA cm?2時，OER、UOR和HER的過電位分別為290、198和253 mV。在100 mA cm?2時，催化劑用于OER的耐久性在3500 h內沒有明顯變化。
2）密度泛函理論(DFT)計算表明，Fe摻雜通過在催化劑表面形成*OH鍵優化了控速步驟的吸附，并且Ni1-xFexOOH的d帶中心比NiOOH更接近費米能級，從而提高了催化劑的本征活性。
3）由Fe-Ni3S2組裝的雙電極電解槽只需要1.76V的槽電壓即可達到100 mA cm?2的總水分解和尿素的電流密度。特別是雙電極電解槽在100和500 mA cm?2下測定水和尿素的最長使用時間超過500 h，為工業水和尿素分解的實際應用提供了良好的前景。
Derun Li, et al, Self-Derivation and Surface Reconstruction of Fe-Doped Ni3S2 Electrode Realizing High-Efficient and Stable Overall Water and Urea Electrolysis, Adv. Energy Mater. 2022
DOI: 10.1002/aenm.202201913
https://doi.org/10.1002/aenm.202201913
12. AFM: 一種用于生物醫學應用的基于全納米纖維的無襯底、極其保形和透氣的有機場效應晶體管
基于納米纖維的電子設備由于其在復雜表面上的保形集成、柔韌性和汗液滲透性而引起了人民相當大的興趣。然而，由于其較差的機械性能和可加工性，在納米網結構上構建復雜的電子器件一直沒有成功，這限制了它們的實際應用。為實現系統級器件應用，有機場效應晶體管是與各種傳感器集成的關鍵元件之一。
近日，韓國大邱慶北科學技術院Sungwon Lee與慶北國立大學Dong Choon Hyun等人報道了一種制造生物相容性、超薄 (≈1.5 μm)、輕質 (1.85 g m-2) 和機械耐用的全納米纖維基有機晶體管的成功方法，該晶體管可以與彎曲的皮膚保形接觸。
此外，這是首次使用無襯底納米網有機場效應晶體管的開發。該器件表現出令人滿意的電氣性能，包括 3.02 × 104 ± 0.9 × 104 的開/關值、0.05 ± 0.02 cm2 V?1 s?1 的飽和遷移率、1.7 ± 0.2 V dec–1 的亞閾值斜率和閾值電壓-6 ± 0.5 V。
通過模擬分析裂紋萌生的機制，以了解納米網晶體管的變形。此外，成功地展示了完全在納米網格上的有源矩陣集成觸覺傳感器，表明它們在生物醫學電子領域的潛在適用性。
Gwon, G., Choi, H., Bae, J., Zulkifli, N. A. B., Jeong, W., Yoo, S., Hyun, D. C., Lee, S., An All-Nanofiber-Based Substrate-Less, Extremely Conformal, and Breathable Organic Field Effect Transistor for Biomedical Applications. Adv. Funct. Mater. 2022, 2204645.
https://doi.org/10.1002/adfm.202204645
