1. Nature Materials：合成大面積扭角可控的雙層石墨烯
制備扭轉(zhuǎn)角可控的大面積扭角雙層石墨烯是雙層石墨烯材料實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵，但是目前大多數(shù)制備扭角雙層石墨烯的方法面臨著非常大的挑戰(zhàn)，比如在石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移的過(guò)程中界面容易受到污染，直接生長(zhǎng)方法難以控制扭轉(zhuǎn)角度。有鑒于此，北京大學(xué)劉開(kāi)輝、上海科技大學(xué)王竹君、中國(guó)人民大學(xué)劉燦等報(bào)道發(fā)展了一種簡(jiǎn)單有效的方法生成尺寸達(dá)到厘米的扭角雙層石墨烯，這種方法能夠控制扭轉(zhuǎn)角度（精度<1°）。這種方法成功的控制扭轉(zhuǎn)角度的關(guān)鍵是，首先將兩片單晶Cu(111)薄膜與雙層石墨烯之間形成三明治結(jié)構(gòu)Cu/TBG/Cu，控制兩個(gè)Cu(111)單晶預(yù)先旋轉(zhuǎn)角度，通過(guò)角度復(fù)制的方式在合成雙層石墨烯的過(guò)程中產(chǎn)生特定角度，隨后通過(guò)發(fā)展的等電勢(shì)表面刻蝕技術(shù)得到特定角度的扭角雙層石墨烯。
本文要點(diǎn)：
1）通過(guò)電子顯微鏡、熒光光譜、光電流等一系列表征技術(shù)對(duì)扭轉(zhuǎn)角度的數(shù)值進(jìn)行表征，驗(yàn)證了這種方法得到的雙層石墨烯扭轉(zhuǎn)角度的明確性。
2）這項(xiàng)研究為設(shè)計(jì)生長(zhǎng)大面積二維扭轉(zhuǎn)角度雙層石墨烯提供方法，而且為將來(lái)扭轉(zhuǎn)角度的雙層二維材料實(shí)現(xiàn)集成電路水平的相關(guān)應(yīng)用提供可能。
Liu, C., Li, Z., Qiao, R. et al. Designed growth of large bilayer graphene with arbitrary twist angles. Nat. Mater. (2022)
DOI: 10.1038/s41563-022-01361-8
https://www.nature.com/articles/s41563-022-01361-8
2. Angew：時(shí)空靶向多肽納米解毒劑用于提高順鉑的化療耐受性
藥物的毒性會(huì)給病人造成多種不良反應(yīng)。在臨床治療過(guò)程中，雖然利用解毒劑中和藥物的毒性有助于減少全身?yè)p傷，但這些解毒劑也會(huì)導(dǎo)致藥物療效喪失。有鑒于此，中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所陳學(xué)思院士和丁建勛研究員設(shè)計(jì)了一種多胱氨酸納米解毒劑，并將其作為順鉑(CDDP)的中和劑以在不影響其抗癌功效的前提下降低CDDP的全身毒性。
本文要點(diǎn)：
1）在CDDP前注射的納米解毒劑會(huì)在肝臟和腎臟中選擇性積累，然后在后續(xù)化療過(guò)程中通過(guò)高度穩(wěn)定的Pt-S鍵與CDDP牢固結(jié)合。這種兩步給藥策略能夠降低正常器官中的Pt水平，縮短CDDP在血漿中的循環(huán)半衰期，并增加患者對(duì)CDDP的耐受性。
2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該納米解毒劑可在降低CDDP的全身毒性后有效保持CDDP的抗癌效果，由此表明該納米解毒劑在拓展CDDP的臨床應(yīng)用方面具有重要的應(yīng)用潛力和價(jià)值。
Jiazhen Yang. et al. Spatiotemporally Targeted Polypeptide Nanoantidotes Improve Chemotherapy Tolerance of Cisplatin. Angewandte Chemie International Edition. 2022
DOI: 10.1002/anie.202211136
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202211136
3. Angew：賦予BiVO4納米棒氧空位以實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)的腫瘤聲動(dòng)力治療
超聲(US)介導(dǎo)的聲動(dòng)力治療(SDT)因其組織穿透深度高、無(wú)創(chuàng)性和可控性等優(yōu)點(diǎn)而在腫瘤治療領(lǐng)域中表現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。然而，聲敏劑的電子-空穴分離效率低和腫瘤乏氧仍然是限制SDT效果的兩大主要挑戰(zhàn)。有鑒于此，中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所林君研究員、程子泳研究員制備了DSPE-PEG2000修飾的超精細(xì)光蝕刻釩酸鉍(BiVO4)納米棒(PEBVO@PEG NRs)，其能夠?qū)崿F(xiàn)氧(O2)和活性氧(ROS)的原位自供，以用于乏氧腫瘤治療。
本文要點(diǎn)：
1）光蝕刻法能夠通過(guò)在BiVO4表面誘導(dǎo)豐富的氧空位來(lái)增強(qiáng)電荷分離，以提高ROS和O2的生成效率。
2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PEBVO@PEG能夠有效克服傳統(tǒng)聲敏劑在SDT過(guò)程中所面臨的主要障礙，具有顯著的聲動(dòng)力治療效果，從而可為提高聲敏劑的性能和實(shí)現(xiàn)乏氧腫瘤治療提供新的策略。
Zhuang Yang. et al. Conferring BiVO4 Nanorods with Oxygen Vacancies to Realize Enhanced Sonodynamic Cancer Therapy. Angewandte Chemie International Edition. 2022
DOI: 10.1002/anie.202209484
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202209484
4. AM：原子薄的離子共價(jià)有機(jī)納米片實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、高效的CO2電還原
帶電官能團(tuán)的加入可有效調(diào)節(jié)CO2還原反應(yīng)分子配合物的活性，但長(zhǎng)期的非均相電解過(guò)程往往因催化劑的浸出而受到阻礙。近日，香港城市大學(xué)Ruquan Ye，萊斯大學(xué)Boris I. Yakobson，西北工業(yè)大學(xué)Dengtao Yang首次通過(guò)后合成修飾策略合成了一種原子薄、鈷卟啉基離子共價(jià)有機(jī)納米片（CoTAP-iCONs）電催化劑，用于高效CO2轉(zhuǎn)化為CO。
本文要點(diǎn)：
1）理論計(jì)算表明，由于空間位阻和靜電斥力的作用，季銨鹽陽(yáng)離子基團(tuán)不僅可以形成單層納米片層，而且可以促進(jìn)*COOH中間體的形成。因此，CoTAP-iCONs比其他基于鈷卟啉的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出更高的CO2RR活性，與單體和中性納米片相比，CO電流密度分別提高了870%和480%。此外，iCONs結(jié)構(gòu)可以容納陽(yáng)離子部分。
2）在流動(dòng)池中，CoTAP-iCONs的起始過(guò)電位很小，僅為40 mV，總電流密度為212 mA cm-2，-0.6V時(shí)的CO法拉第效率超過(guò)95%。進(jìn)一步將流動(dòng)電解池與商用太陽(yáng)能電池耦合，可獲得13.89%的太陽(yáng)能到CO的轉(zhuǎn)換效率。
這項(xiàng)工作表明，原子薄的離子納米片是一種很有前途的結(jié)構(gòu)，既可以實(shí)現(xiàn)定制的活性，又可以實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定性。
Yun Song, et al, Atomically Thin, Ionic Covalent Organic Nanosheets for Stable, High-Performance Carbon Dioxide Electroreduction, Adv. Mater. 2022
DOI: 10.1002/adma.202110496
https://doi.org/10.1002/adma.202110496
5. Adv. Sci.: 焊在皮膚上的電子器件！
焊接通常涉及高溫、有毒溶劑或與人體不相容的條件，這嚴(yán)重限制了電子設(shè)備和人體組織的融合。為了實(shí)現(xiàn)電子器件在人體皮膚上的直接焊接，固有粘性導(dǎo)體可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)金屬級(jí)導(dǎo)電性（≈417000 S m-1）、水凝膠級(jí)拉伸性（>900% 應(yīng)變）和自粘性（1.8 N cm-1)。
于此，首都醫(yī)科大學(xué)張寬、Lixue Tang和南方科技大學(xué)蔣興宇等人表明由鎵銦合金和丙烯酸酯聚合物粘合劑組成的粘性導(dǎo)體具有表面富集結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)溫和的壓力與不同的表面形成即時(shí)的機(jī)械和電連接，而不涉及可能損害人體組織的條件。
基于粘性導(dǎo)體，實(shí)現(xiàn)了電子器件在皮膚上的原位焊。為了證明原位焊接的可行性，實(shí)現(xiàn)了用于運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)的電子紋身。還開(kāi)發(fā)了具有內(nèi)在粘性的電極，可抵抗干燥，同時(shí)與皮膚變形，用于電生理測(cè)量。
Tang, L., et al., Skin Electronics from Biocompatible In Situ Welding Enabled By Intrinsically Sticky Conductors. Adv. Sci. 2022, 2202043.
https://doi.org/10.1002/advs.202202043
6. Nano Letters：用于等離激元驅(qū)動(dòng)的CO2還原的空間分離的金納米晶/氧化亞銅結(jié)構(gòu)的構(gòu)建
等離子激元熱電子在光催化方面顯示出巨大的潛力，但是由于缺乏理想的等離子激元金屬/p型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，人們對(duì)熱空穴驅(qū)動(dòng)的化學(xué)反應(yīng)知之甚少。近日，香港中文大學(xué)Jianfang Wang，山東師范大學(xué)Chun-yang Zhang描述了一種通過(guò)在Au 納米雙錐（NBPs）上p型半導(dǎo)體Cu2O的位置選擇性生長(zhǎng)來(lái)合成啞鈴形異質(zhì)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單且穩(wěn)定的策略。
本文要點(diǎn)：
1）通過(guò)控制表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)分子在Au納米粒子上的分布，可以高產(chǎn)率地制備啞鈴狀納米結(jié)構(gòu)。重要的是，這種位置選擇性生長(zhǎng)方案可以擴(kuò)展到其他具有高曲率位置的Au納米晶，如金納米晶和三角形Au納米片(NPL)，從而形成不同的空間分離的Au/Cu2O異質(zhì)結(jié)構(gòu)。
2）此外，所獲得的啞鈴狀納米結(jié)構(gòu)顯示出優(yōu)異的近紅外(NIR)光催化性能，與可見(jiàn)光照射下的結(jié)果形成鮮明對(duì)比。得益于熱孔注入，C2產(chǎn)物活性提高了15.8倍，選擇性從37%提高到66%。
這項(xiàng)研究證明了啞鈴狀納米結(jié)構(gòu)在光催化方面的真正優(yōu)勢(shì)，為探索熱空穴介導(dǎo)的化學(xué)反應(yīng)的潛在機(jī)制提供了一種新的獨(dú)特途徑。
Henglei Jia, et al, Construction of Spatially Separated Gold Nanocrystal/Cuprous Oxide Architecture for Plasmon-Driven CO2 Reduction, Nano Lett., 2022
DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c02927
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c02927
7. Nano Letters：用于高效酸性析氧的Ca2?xIrO4納米晶上穩(wěn)定水氧化中間體的直接觀察
電化學(xué)水氧化是能量轉(zhuǎn)換技術(shù)中的重要組成部分。傳統(tǒng)的堿性電解槽相比，質(zhì)子交換膜(PEM)電解槽在酸性溶液中具有很大的優(yōu)勢(shì)。近日，新加坡國(guó)立大學(xué)Liang Cai，勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室Lin-Wang Wang，中科大Wensheng Yan在Ca2?xIrO4納米晶用于酸性O(shè)RR反應(yīng)上，直接觀察到穩(wěn)定的反應(yīng)中間體(?O和?OO?)。Ca2?xIrO4納米晶在1.5 V下表現(xiàn)出超過(guò)300 h的連續(xù)操作，電流密度為248 A gIr?1（比IrO2高62倍）。
本文要點(diǎn)：
1）通過(guò)晶格分辨掃描透射電子顯微鏡(LR-STEM)、X射線吸收光譜(XAS)和X射線光電子能譜(XPS)的系統(tǒng)表征，研究人員證明了具有豐富Ir5+位點(diǎn)的Ca2?xIrO4納米晶的表面層（從一維邊緣共享[IrO6]八面體演變而來(lái)）,這是優(yōu)異的催化活性和穩(wěn)定性的原因。
2）通過(guò)使用operando同步輻射傅里葉變換紅外(SR-FTIR)光譜和XAS，研究人員獲得了酸性O(shè)ER過(guò)程中銥基氧化物電催化劑上具有946 cm-1紅外吸收的關(guān)鍵Ir6+=O中間體和具有870 cm-1紅外吸收的Ir6+=OO中間體的第一個(gè)直接證據(jù)。此外，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，研究人員首次發(fā)現(xiàn)Ir6+=O和Ir6+=OO中間體在1 V電壓下是穩(wěn)定的。
3）DFT計(jì)算證實(shí)了鈣浸出后的富Ir表面層顯示出顯著增強(qiáng)的OER催化活性，證明了-OO-是在施加電勢(shì)的酸性O(shè)ER下-OOH中間體最可能的構(gòu)型，并揭示了IrOO-和Ir= O中間體可以同時(shí)穩(wěn)定在Ca2?xIrO4的富Ir表面層的2個(gè)帶正電荷的活性位點(diǎn)上。
Na Li, et al, Operando Direct Observation of Stable Water-Oxidation Intermediates on Ca2?xIrO4 Nanocrystals for Efficient Acidic Oxygen Evolution, Nano Lett., 2022
DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c01777
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c01777
8. ACS Nano綜述：刺激響應(yīng)型前藥納米系統(tǒng)用于癌癥治療
南洋理工大學(xué)趙彥利教授和中山大學(xué)Hongzhong Chen對(duì)用于癌癥治療的刺激響應(yīng)型前藥納米系統(tǒng)相關(guān)研究進(jìn)行了綜述。
本文要點(diǎn)：
1）前藥是化學(xué)修飾的藥物分子，其在給藥前不具有活性。給藥后，前藥能夠原位轉(zhuǎn)化為母藥，并發(fā)揮作用。前藥策略的發(fā)展能夠有效地提高傳統(tǒng)藥物的生物利用度和靶向性，并極大地降低藥物的副作用。在癌癥治療領(lǐng)域中，前藥也取得了許多顯著的治療效果。目前，研究刺激反應(yīng)激活機(jī)制、調(diào)控體內(nèi)刺激強(qiáng)度、設(shè)計(jì)納米前藥制劑是進(jìn)一步促進(jìn)前藥發(fā)展的三個(gè)主要策略。
2）基于這三種策略，作者在文中對(duì)刺激反應(yīng)型前藥納米系統(tǒng)的最新研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，并對(duì)該領(lǐng)域的未來(lái)發(fā)展的前景和面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行了討論和展望。
Chendi Ding. et al. Emerging Strategies in Stimuli-Responsive Prodrug Nanosystems for Cancer Therapy. ACS Nano. 2022
DOI: 10.1021/acsnano.2c05379
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c05379
9. ACS Nano：納米纖維復(fù)合材料作為高活性和堅(jiān)固的陽(yáng)極用于直接碳?xì)浠衔锕腆w氧化物燃料電池
在固體氧化物燃料電池（SOFCs）中直接利用甲烷燃料是實(shí)現(xiàn)將這種高效燃料電池立即納入當(dāng)前發(fā)電基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵技術(shù)。然而，直接以甲烷為燃料的固體氧化物燃料電池的廣泛商業(yè)化受到電極活性不足和壽命短的嚴(yán)重阻礙，這主要源于碳積累問(wèn)題。近日，韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院Il-doo Kim，WooChul Jung展示了通過(guò)單噴嘴共電紡法制備納米復(fù)合材料SOFC電極的簡(jiǎn)易方法。
本文要點(diǎn)：
1）利用兩種本征不相容的聚合物溶液，研究人員直接得到了核?殼層La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3?δ@Sm0.2Ce0.8O1.9（LSCM @SDC）NFs。即使在高溫下，由于SDC殼層物理上抑制了LSCM顆粒的團(tuán)聚，部分SDC包裹的LSCM NFS仍然保持了其納米級(jí)的形貌。
2）與傳統(tǒng)的球磨類(lèi)似物相比，LSCM@SDC納米陽(yáng)極在加濕的H2和CH4中的電化學(xué)活性都有顯著的提高(陽(yáng)極極化電阻～降低了50%)。此外，LSCM@SDC納米陽(yáng)極在700 °C潮濕的甲烷中保持了約100 h的高穩(wěn)定性，突出了所開(kāi)發(fā)的納米復(fù)合材料的優(yōu)異的抗結(jié)焦性能。
Yoonseok Choi, et al, Nanofiber Composites as Highly Active and Robust Anodes for Direct-Hydrocarbon Solid Oxide Fuel Cells, ACS Nano, 2022
DOI: 10.1021/acsnano.2c04927
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c04927
10. ACS Nano：低溫水煤氣變換反應(yīng)中金納米粒子的可逆生長(zhǎng)
負(fù)載型金（Au）納米粒子（NPs）是廣泛研究的催化劑，是低溫水煤氣變換反應(yīng)中已知的最具活性的催化劑之一，該反應(yīng)在燃料和能源應(yīng)用中必不可少，但實(shí)際應(yīng)用受到它們差的熱穩(wěn)定性的嚴(yán)重限制。近日，卡迪夫大學(xué)Graham J. Hutchings，Ali M. Abdel-Mageed，上海交通大學(xué)Xi Liu發(fā)現(xiàn)，通過(guò)氧化熱處理重新分散Au NPs，有望再生用于低溫水-煤氣變換反應(yīng)（WGS）的Au/CeZrO4催化劑。
本文要點(diǎn)：
1）研究人員利用OPANDO XAS和原位HAADF STEM跟蹤NPs在反應(yīng)過(guò)程中和再生后的動(dòng)態(tài)變化。結(jié)合這些技術(shù)和活性測(cè)量結(jié)果，研究人員證實(shí)了在WGS反應(yīng)的早期階段(前10分鐘)，形成了具有高活性，小的Au0 NPs，并在隨后過(guò)程中開(kāi)始生長(zhǎng)。
2）除了早期反應(yīng)中存在的小Au NPs外，研究人員認(rèn)為團(tuán)簇(0.5-1 nm)的存在也具有催化相關(guān)性，并且像CO氧化一樣，可能存在活性等級(jí)。Au NPs可以通過(guò)氧化再生步驟進(jìn)行部分再分散，形成非常小的、高活性的Au NPs/簇并恢復(fù)催化活性。此外，Au再分散的直接證據(jù)也揭示了反應(yīng)條件下Au NP動(dòng)力學(xué)的復(fù)雜性。
研究結(jié)果是朝著開(kāi)發(fā)能夠在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)運(yùn)行的堅(jiān)固催化劑邁出的重要一步。
James H. Carter, et al, Reversible Growth of Gold Nanoparticles in the Low-Temperature Water?Gas Shift Reaction, ACS Nano, 2022
DOI: 10.1021/acsnano.2c06504
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c06504
11. Biomaterials：利用乏氧激活的前藥敏化納米光敏劑實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的膠質(zhì)瘤治療
乏氧是實(shí)體瘤的顯著特征之一。乏氧激活的前藥(HAPs)能夠有選擇性地殺死乏氧細(xì)胞，進(jìn)而可將乏氧從缺點(diǎn)轉(zhuǎn)化為實(shí)現(xiàn)精確治療的優(yōu)勢(shì)。膠質(zhì)瘤作為最常見(jiàn)且最不可治愈的神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤，其乏氧微環(huán)境更為顯著，有望用于HAPs治療。然而，乏氧不足和血腦屏障(BBB)的阻礙也會(huì)嚴(yán)重限制HAPs的激活效果和生物利用度。有鑒于此。大連理工大學(xué)彭孝軍院士設(shè)計(jì)合成了一種新型納米顆粒iRGD@ZnPc+TPZ，其表面包覆有作為HAP的替拉扎明(TPZ)和作為光敏劑的酞菁鋅(ZnPc)，能夠達(dá)到精準(zhǔn)抑制膠質(zhì)瘤的目的。
本文要點(diǎn)：
1）研究發(fā)現(xiàn)，iRGD@ZnPc+TPZ能在膠質(zhì)瘤模型中突破血腦屏障，實(shí)現(xiàn)深度穿透和有效保留，這也與iRGD介導(dǎo)的受體靶向和主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)。
2）ZnPc被腫瘤細(xì)胞內(nèi)化后，其在輻射下能有效地消耗瘤內(nèi)O2以產(chǎn)生活性氧，不僅能夠起到抑瘤作用，還能強(qiáng)化乏氧以激活TPZ，放大其化療效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，光敏劑增強(qiáng)的乏氧能夠激活HAPs以抑制膠質(zhì)瘤的生長(zhǎng)。綜上所述，該研究提供了一種增敏激活HAPs的新策略，有望用于膠質(zhì)瘤的臨床治療。
Han Zhang. et al. Precise gliomas therapy: Hypoxia-activated prodrugs sensitized by nanophotosensitizers. Biomaterials. 2022
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0142961222004100
