1. Nature Rev. Mater.：二維材料的靜電門控和插層研究進展
對于材料科學而言，通過摻雜或者通過客體物種調節晶體結構是個非常重要的研究領域。但是，許多材料的晶體結構表現為密堆積結構，這限制了這種策略的應用。目前隨著二維層狀材料研究的深入，人們發展了靜電門控、客體插層作為兩種重要策略，這兩種材料調控方法能夠在不打破化學鍵的條件調控主體材料的性質。此外，這種動態調控策略還能夠用于合成新型復合材料。
有鑒于此，斯坦福大學Yi Cui(崔屹)、Harold Y. Hwang等綜述報道如何調節客體物種與主體二維材料之間的相互作用進行調節二維材料的物理化學性質，并且討論傳統方法外的新型方法在構建人工材料的重要發展前景。
本文要點：
1）傳統的客體分子物種調控三維材料的機理主要基于主體材料與客體離子之間的化學反應、向主體材料引入電子/空穴作為供體/受體。因此，向主體材料中引入客體物種的過程不可避免的將導致形成缺陷和結構形變。相比于三維材料，二維材料呈現薄層狀結構特點，因此人們發現兩種新型相互作用，而且不會影響本征化學鍵。
2）在這篇總結工作中，主要關注客體分子物種對二維層狀硫化物/氧化物的調控。首先介紹兩種調控客體分子物種的主要方法，分別為靜電門控和插層。并且對兩種方法的機理和實驗設計進行簡單介紹和討論；隨后，展示了客體分子調節材料性質的相關重要進展，包括應用導向的工作以及研究和發現新現象；最后，對離子調控二維層狀硫化物/氧化物進行展望，并且對這種方法應用于其他材料進行展望。
Wu, Y., Li, D., Wu, CL. et al. Electrostatic gating and intercalation in 2D materials. Nat Rev Mater (2022)
DOI: 10.1038/s41578-022-00473-6
https://www.nature.com/articles/s41578-022-00473-6
2. Chem. Soc. Rev.：用于生物醫學的二維材料的生物分布、體內降解和清除
深圳技術大學胡俊青教授、深圳大學張晗教授和愛丁堡大學Xianfeng Chen對用于生物醫學的二維材料的生物分布、體內降解和清除相關研究進行了綜述。
本文要點：
1）二維材料是一類在生物醫學領域中發展迅速的化學實體。然而，潛在的副作用和安全性等問題嚴重限制了它們的臨床轉化。給藥后，2D物質能夠跨越多種生物屏障以分布于全身，而只有積聚在病變部位的部分才具有治療作用，分布在其他部位的材料則可能會對健康組織造成損傷，干擾各器官的正常生理功能。為了同時獲得最好的治療效果和最低的不良反應，2D材料的遞送必須有效靶向病變部位以達到治療所需的濃度。此外，材料也必須具有良好的降解和清除效率，以避免產生長期毒性。因此，了解二維材料在體內的生物分布和命運至關重要。
2）作者在文中首先全面介紹了目前用于調控二維材料體內命運的策略，包括尺寸、表面性質、成分和外部刺激等；隨后，作者系統地回顧了幾種新出現的二維材料的生物分布、降解和代謝；最后，作者也討論了二維材料在生物醫學領域中的發展機遇和面臨的挑戰。
Taojian Fan. et al. Biodistribution, degradability and clearance of 2D materials for their biomedical applications. Chemical Society Reviews. 2022
DOI: 10.1039/d1cs01070k
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/cs/d1cs01070k
3. Nature Commun.：納米顆粒通過增強放療的原位疫苗接種效果以提高ICB響應
聯合使用放療(RT)與免疫檢查點封鎖(ICB)能夠激活原位疫苗效應，但由于RT往往不能完全優化腫瘤抗原遞呈或完全克服腫瘤免疫微環境中的抑制機制，因此這種效應的效果往往有限。為了克服這一問題，威斯康星大學麥迪遜分校宮紹琴教授和Zachary S. Morris教授開發了一種由聚賴氨酸、氧化鐵和CpG (PIC)組成的多功能納米顆粒以增加腫瘤抗原呈遞和提高M1:M2腫瘤相關巨噬細胞的比例，并將其與RT聯合以增強I型干擾素反應的刺激。
本文要點：
1）在同基因免疫“冷”小鼠腫瘤模型中，RT、PIC、ICB能夠顯著提高腫瘤免疫響應和總生存率，有效治愈小鼠，并持續激活腫瘤特異性免疫記憶。
2）實驗結果表明，將RT與PIC結合能夠產生強大的原位疫苗效應。綜上所述，該研究設計了一種簡單且易于轉化的策略來增強適應性抗腫瘤免疫，能夠用于增強腫瘤對ICB或其他免疫療法的響應。
Ying Zhang. et al. Multifunctional nanoparticle potentiates the in situ vaccination effect of radiation therapy and enhances response to immune checkpoint blockade. Nature Communications. 2022
https://www.nature.com/articles/s41467-022-32645-x
4. Angew：配位后組裝的超交聯型金屬-有機多面體聚合物的自修復和形狀記憶
配位驅動的交聯網絡具有可逆和動態特性，在不同的應用領域引起了越來越多的興趣。近日，南開大學張振杰研究員介紹了一種配位交聯的方法來制備一系列的CHMOP聚合物使用可溶性MOPs作為高連接性的構筑模塊。
本文要點：
1）研究發現，在CHMOPs中，MOPs具有很大的優勢，如賦予聚合物多組分、全新的功能以及交聯節點數可調(如連通性可達6、8、12、24等)。特別地，具有配位動態網絡的CHMOPs可以克服機械性能和動態自愈合之間的折衷，同時具有形狀記憶性能和功能耦合，即形狀記憶輔助自愈合(SMASH)。
2）由于其溶液加工性，CHMOPs可以作為3D打印墨水或智能涂層應用于復雜的應用場景。當CHMOP涂覆在鎂合金上時，由于MOP的疏水性，CHMOP涂層表現出比裸鎂合金幾乎低3個數量級的防腐蝕性能。
3）這種新型的以MOP為核心的配位超交聯網絡被證明是一個多功能的平臺：i）超交聯節點MOP有利于形成具有優異力學和動力學性能的可加工膜材料；ii）CHM ops的功能也可以根據MOPs或大分子的類型和官能團進行調整和定制。因此，這種基于MOP的新一代功能軟材料易于根據應用場景進行加工、復用、定制和功能集成，有望實現MOP應用領域的拓展，為多功能材料的構建提供新的解決方案。
Jinjin Liu, et al, Self-Healing and Shape Memory Hypercrosslinked Metal-Organic Polyhedra Polymers via Coordination Post-Assembly, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202212253
https://doi.org/10.1002/anie.202212253
5. Angew：一種雙功能CdS/MoO2/MoS2催化劑促進光催化析氫和丙酮酸合成
最佳利用光生電子和空穴是提高催化劑光催化活性的關鍵。近日，武漢理工大學余家國教授，中國地質大學余火根教授，Linxi Wang成功地制備了一種CdS/MoO2/MoS2（CdMoOS）空心球光催化劑。
本文要點：
1）首先，通過化學浴方法在二氧化硅球上生長CdS殼。隨后，外殼上的部分CdS通過與鉬酸銨的反應轉化為CdMoO4。接著，樣品在CS2中煅燒，在此期間，CdMoO4轉化為CdS、MoS2和MoO2。最后，通過堿腐蝕去除二氧化硅模板，得到CdS/MoO2/MoS2空心球(標記為CdMoOS)。
2）通過一步轉化得到的MoS2和MoO2分別作為電子和空穴的受體。CdS和雙助催化劑之間的緊密接觸實現了有效的電荷分離和轉移。在CdMoOS空心球上實現了定向電荷流，即電子富集在MoS2上用于HER，空穴積累在MoO2上用于LA氧化。該機理表明LA氧化是由α-C(sp3)–H的活化引發的，隨后是α-OH的酮化。
本研究強調了使用雙功能光催化劑將光催化熱分解與有機合成耦合以同時獲得高附加值和自動分離產品的重要性。
Chuanbiao Bie, et al, A Bifunctional CdS/MoO2/MoS2 Catalyst Enhances Photocatalytic H2 Evolution and Pyruvic Acid Synthesis, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202212045
https://doi.org/10.1002/anie.202212045
6. Angew：Ti摻雜CeO2穩定的Rh單原子催化劑用于CO2選擇性穩定加氫制乙醇
開發高效、穩定的二氧化碳（CO2）加氫制乙醇催化劑仍然極具挑戰。近日，江南大學Xiaohao Liu采用熱霧化法制備了Ti摻雜CeO2穩定的原子分散Rh催化劑，并將其應用于CO2加氫反應。
本文要點：
1）所制備的Rh1/CeTiOx SAC表現出了優異的催化性能，包括與所有已報道的SACs相比，具有優異的催化活性（TOF=493.1 h-1）、超高的乙醇選擇性(99.1%)和出色的催化穩定性。
2）詳細的實驗和表征結合密度泛函理論計算充分證明了Ti摻雜和Rh-SAs的協同催化作用，獨特的Ov-Rh Lewis酸堿對促進了CO2的吸附和活化，促進了CHxOH*/COOH*中C-O鍵的斷裂形成CHx*/CO*，抑制了CO的脫附和加氫反應，但顯著地促進了C-C與CHX*的偶聯，從而導致了顯著的高活性和選擇性。尤其是Ti摻雜導致的結構重構所產生的強Rh-O鍵有助于顯著提高催化劑的穩定性。
這項工作不僅為將CO2轉化為單一高價值產品提供了一種有前景的策略，而且通過改變載體的結構和性質，單原子中心與載體之間的協同催化作用，以及調節它們之間的相互作用，突出了關鍵作用，可以廣泛應用于相關催化體系，從而大幅提高催化性能。
Ke Zheng, et al, Ti-doped CeO2 Stabilized Single-Atom Rhodium Catalyst for Selective and Stable CO2 Hydrogenation to Ethanol, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202210991
https://doi.org/10.1002/anie.202210991
7. Angew: 植酸鎳敏化氮化碳上的Pt原子/團簇助力整體水分解
實現超過800 nm的近紅外(NIR)光驅動的整體水分解具有重要意義，但同時極具挑戰性。近日，江蘇大學Weidong Shi展示了如何在NIR光照射下（λ > 800 nm）在PA-Ni敏化的聚合氮化碳(PCN)上原位光沉積Pt-SACs。
本文要點：
1）通過選擇性地在PCN上原位光沉積Pt SACs作為電子收集器，在λ>800 nm處，可以極大地促進析氫和析氧反應。此外，在λ>800nm處，可以通過調整敏化體系中H2PtCl6的光還原時間來調控Pt-SACs的負載量。
2）PA-Ni敏化體系（PA-Ni1.1@PCN/Pt5hNIR）的最佳活性約為未修飾體系（PA-Ni1.1@PCN）的140倍。此外，該光敏化體系在λ>800 nm處表現出了良好的48小時長期整體水分解穩定性，這是目前通過光敏化過程實現近紅外驅動的整體水分解的一個非常顯著的結果。
這項工作是在尋求利用近紅光驅動的整體水分解方面向前邁出的重要一步，并為通過光敏化在原子水平上合理設計和操縱光催化共催化劑的沉積提供了一條新的途徑。
Yuanyong Huang, et al, Pt Atoms/Clusters on Ni-phytate-sensitized Carbon Nitride for Enhanced NIR-light-driven Overall Water Splitting beyond 800 nm, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202212234
https://doi.org/10.1002/anie.202212234
8. Angew：單原子酶實現在中性水溶液中電流密度大于1.2mA cm-2時電催化CO2為CO的單一法拉第效率
將 CO2 電還原為 CO 是一種有前途的 CO2 循環利用方法，但它仍然存在電流密度和耐久性不切實際的問題。近日，中山大學廖培欽教授報道了一種新型單原子納米酶 Ni-N5-C，具有 Ni-N5 的酶樣催化活性位點，可用于電化學CO2還原（eCO2RR）。
本文要點：
1）在中性水溶液中，Ni-N5-C 表現出超高電流密度和對 CO2 到 CO 的 eCO2RR 的耐久性，超過了迄今為止報道的所有催化劑。
2）根據機理研究，與經典催化 Ni-N4 位點相比，Ni-N5 獨特的 3d 軌道分裂和增強的表面電子離域，從而導致Ni-N5-C在高電位下將 CO2 電還原為 CO 的優異催化性能。
這項工作受到生物酶的啟發，為優化金屬活性位點的配位幾何結構以實現高效和選擇性的 eCO2RR 提供了一種新方法。
Jia-Run Huang, et al, Single-Product Faradaic Efficiency for Electrocatalytic of CO2 to CO at Current Density Larger than 1.2 A cm?2 in Neutral Aqueous Solution by a Single-Atom Nanozyme, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202210985
https://doi.org/10.1002/anie.202210985
9. AM：先進鋅離子電池的三功能電解液調節
較差的鋅可逆性已經嚴重限制了水系鋅離子電池(ZIBs)的應用。同時，它在水介質中的行為尚未得到完全解釋。近日，阿德萊德大學喬世璋教授發現，除了析氫和枝晶生長之外，鋅電極還面臨著與O2相關的腐蝕。
本文要點：
1）與水系Li/Na電池不同，去除O2會促進競爭性析氫副反應，因此不能提高ZIB性能。
2）為了解決鋅的問題，提出了一種一次性電解液策略，引入了一種三重功能的C3H7Na2O6P，可以在電池的保質期內發揮作用。它可以調節H+濃度，降低自由水活性，抑制析氫副反應。
3）在電池運行前，可以觸發自修復的固體電解質界面相(SEI)，抑制O2吸附腐蝕和枝狀沉積。因此，在85%的高放電深度下，可獲得99.6%的高鋅可逆性。具有稀電解質的軟包全電池顯示出創紀錄的壽命，在500次循環后容量保持率為95.5%。
這項研究不僅深入研究了鋅在水介質中的行為，還強調了活性金屬負極(包括鋅和鋰金屬)在實際應用期間的設計規則。
Junnan Hao, et al, Triple-function electrolyte regulation towards advanced aqueous Zn-ion batteries, Adv. Mater. 2022
DOI: 10.1002/adma.202206963
https://doi.org/10.1002/adma.202206963
10. AM：一種基于石墨負極的 50C 快充鋰離子電池
盡管高能量密度鋰離子電池 (LIBs) 已經進入電動汽車市場，但它們的商業應用仍然受到石墨負極緩慢動力學的嚴重影響。近日，浙江大學范修林教授，馬里蘭大學王春生教授，中科院物理所Xuefeng Wang設計的電解質可以實現微米級石墨負極的極快充電（XFC），而不需要鍍鋰。
本文要點：
1）對Li+在塊體電解質中的擴散、電荷轉移過程和固體電解質界面(SEI)的綜合表征和模擬表明，高離子電導率、低Li+的解溶能和保護性SEI是XFC所必需的。
2）在此基礎上，研究人員設計了兩種可快充電的電解液：1，3-二氧戊環(DOL)中的低電壓1.0 M LiFSI（用于LiFePO4||石墨電池）和高電壓1.0 M LiPF6(4-氟乙烯碳酸酯(FEC)和乙腈(AN)的混合物(體積比7：3)。)（對于LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2||石墨電池）。
3）實驗結果顯示，前一種電解質使石墨電極在50 C達到180 mAh g-1(1C = 370 mAh g-1)，這比常規電解質高10倍。后一種電解質使LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2||石墨電池（2 mAh cm?2，N/P=1）在4 C充電和0.3 C放電時的可逆容量達到創紀錄的170 mAh g-1。
這項工作揭示了XFC的關鍵機理，并為實用的石墨負極快充鋰離子電池提供了指導性的電解質設計原則。
Chuangchao Sun, et al, 50C fast-charge Li-ion batteries using graphite anode, Adv. Mater. 2022
DOI: 10.1002/adma.202206020
https://doi.org/10.1002/adma.202206020
11. AM：在有序大孔氧化鋅納米反應器上注入CoOx團簇助力高效CO2光還原
盡管存在載流子遷移率慢的問題，光催化仍然是一項有吸引力和前景的技術，可以利用太陽能生產綠色燃料。設計和制備先進的材料作為光催化劑是提高半導體基光催化系統性能的有效途徑。近日，南洋理工大學樓雄文教授，內蒙古大學Xiaojun Gu通過緊密堆積的PS模板MOF結晶，然后兩步控制熱解，合成了CoOx團簇修飾的ZnO大孔納米反應器。
本文要點：
1）EXAFS結果揭示了CoOx團簇中Co中心作為活性中心的局部環境。實驗研究進一步表明，CoOx團簇不僅起到了CO2-CO光轉化的反應開關作用，而且還起到了電子陷阱的作用，有效地抑制了光生電荷的復合。
2）密度泛函理論（DFT）計算進一步闡明了CoOx/N-C-ZnO的CO2結合能比N-C-ZnO更負，Co中心d帶中心的上移對氧化還原能力是至關重要的。此外，由于設計精美的3D有序納米反應器具有互聯的大孔通道，CoOx/N-C-ZnO催化劑在太陽光驅動下表現出增強的CO2光還原性能。
這項工作開發了一種設計精巧的光催化劑，用于高性能CO2光還原，這將為構建各種太陽能到化學轉化過程的先進催化劑提供新的靈感。
Yan Wang, et al, Implanting CoOx Clusters on Ordered Macroporous ZnO Nanoreactors for Efficient CO2 Photoreduction, Adv. Mater. 2022
DOI: 10.1002/adma.202204865
https://doi.org/10.1002/adma.202204865
12. Nano Lett.：降解細胞外基質增強納米顆粒的胞內轉胞吞作用以用于深部胰腺癌放療
胞內轉胞吞作用可以增強納米藥物對深部無血管腫瘤組織的穿透，但目前改善轉胞吞作用的策略仍較為有限。中科大王育才教授和Hang Liu發現致密的細胞外基質(ECM)會產生屏障作用，影響納米顆粒的胞吞作用和它們在相鄰細胞之間的移動，從而極大地限制它們在腫瘤中的主動轉胞吞作用。
本文要點：
1）研究表明，ECM中的關鍵成分(即膠原蛋白)的降解可以有效地增強納米顆粒的胞吞作用。結合膠原酶的轉胞吞納米顆粒(Col-TNP)可以在腫瘤酸性條件下分解為膠原酶和陽離子化金納米顆粒，使得它們具有降解ECM的能力，并能夠在腫瘤中產生主動的轉胞吞作用。
2）實驗結果表明，ECM的破壞可進一步增強陽離子化金納米顆粒對腫瘤深部組織的轉胞吞作用，從而提高對胰腺腺癌的放療增敏作用。綜上所述，該研究工作能夠為增強納米藥物在癌癥等疾病治療過程中的主動胞吞作用提供新的方法。
Li Wang. et al. Enhanced Intracellular Transcytosis of Nanoparticles by Degrading Extracellular Matrix for Deep Tissue Radiotherapy of Pancreatic Adenocarcinoma. Nano Letters. 2022
DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c01005
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.2c01005
