1. Nature Commun.：分級納米馬氏體設計的低成本超強韌鈦合金
由于晶界的低熱穩定性，晶界工程（GBE）對可實現的微結構的精細度和類型表現出一些限制，而獨特的化學晶界工程（CBE）使研究人員能夠創造出具有超細分級異質微結構的金屬材料，以提高材料的機械性能。近日，西安交通大學孫軍院士，張金鈺教授使用低成本的亞穩態Ti-2.8Cr-4.5Zr-5.2Al（wt.%）合金作為模型材料，通過Cr和al合金元素之間的顯著擴散失配來構建平均厚度約為20 nm的分級納米馬氏體，從而產生高密度的化學晶界(CBs)。
本文要點：
1）對于這種亞穩鈦合金，屈服強度的顯著提高源于致密的納米馬氏體界面強化，而大的塑性則歸因于等軸初生α (αp)球晶輔助下的分級3D α'/β片晶的多級應變硬化。與空冷鍛造合金(σy～981 MPa，εf～22.8%)相比，這種具有～20nm厚納米馬氏體的分級結構WQ Ti-2.8Cr-4.5Zr-5.2Al合金具有超高強度σy～1266 MPa和高塑性εf～12.6%。
2）分級納米馬氏體工程策略為合金提供了所需的強度和延展性的組合，這有可能應用于許多可轉變合金，并揭示了超強但延展性結構材料的微結構設計的新目標。
Zhang, C., Bao, X., Hao, M. et al. Hierarchical nano-martensite-engineered a low-cost ultra-strong and ductile titanium alloy. Nat Commun 13, 5966 (2022).
DOI：10.1038/s41467-022-33710-1
https://doi.org/10.1038/s41467-022-33710-1
2. JACS：單原子釔工程Janus電極助力可充電Na-S電池
由于可充電的Na-S電池具有相當高的能量密度、豐富的元素和較低的成本，因此其發展前景非常廣闊，但其發展仍面臨S物質氧化還原動力學緩慢、多硫化物穿梭效應以及Na枝晶生長等問題的嚴重阻礙。根據理論指導的預測，稀土金屬釔(Y)-N4單元已被篩選為多硫化物的化學親和力及其電催化轉化以及可逆的均勻Na沉積的有利Janus位點。鑒于此，清華大學李亞棟院士，王定勝教授，中科院福建物構所溫珍海研究員專注于電極工程的發展，利用密度泛函理論（DFT）計算和電化學研究來開發高性能Na-S全電池。
本文要點：
1）理論計算預測，YN4/C可以降低Na2S分解勢壘，并對多硫化物（Na2S6）展現出強吸收能，以及提供有效的親Na位點促進均勻Na成核。
2）研究人員設計并合成了一種摻入N摻雜碳多面體中的Y單原子（Y SAs/NC），以構建Y SAs/NC-S||Y SAs/NC-Na全電池，其表現出高容量、優異的倍率性能和循環耐久性（在5 A g-1下1000次循環后的容量保持率為97.5%）。
3）全面的機理研究進一步表明，Y單原子位點可以電催化從S8到最終產物Na2S的還原反應，具有加速的反應動力學，并有效地減輕“穿梭效應”,以及在鍍鈉/剝離過程中在高電流密度下表現出穩定的循環性能。
4）研究人員進一步制造了柔性Na-S軟包電池（6 cm × 6 cm )，其表現出穩定的循環性能，突出了Y-SAs/NC在Na-S電池中的應用潛力。因此，這項工作將提供一個實用的策略，通過使用SACs精確地操縱Na和S電化學來制造高性能Na-S全電池。
Erhuan Zhang, et al, Single-Atom Yttrium Engineering Janus Electrode for Rechargeable Na?S Batteries, J. Am. Chem. Soc., 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c07655
https://doi.org/10.1021/jacs.2c07655
3. JACS：光激活免疫刺激納米藥物治療免疫代謝性癌癥
中國科學院上海硅酸鹽研究所施劍林院士和同濟大學醫學院Min Zhou等報道了一種合理設計的具有光激活免疫治療功能的腫瘤協同治療免疫刺激劑(CC@SiO2-PLG)。
本文要點：
1）這種CC@SiO2-PLG納米平臺由過氧化氫酶和光敏劑(Ce6)共同封裝在二氧化硅膠囊中，免疫刺激劑通過活性氧可裂解連接劑與之結合。CC@SiO2-PLG在腫瘤組織中積累后，產生O2以緩解腫瘤缺氧，并在激光照射下促進單線態氧(1O2)的產生，不僅破壞腫瘤，還釋放腫瘤相關抗原(TAAs)。同時，光產生的1O2破壞連接子，導致CC@SiO2-PLG上的共軛吲哚胺2,3-雙加氧酶(IDO)抑制劑遠程釋放，從而導致免疫抑制腫瘤微環境逆轉。
2）釋放的TAAs與IDO介導的色氨酸/犬尿氨酸代謝途徑的抑制一起誘導了對CC@SiO2-PLG介導光療的增強抗腫瘤免疫反應。因此，在小鼠異種移植瘤模型中，原發性/遠處腫瘤和肺轉移的生長受到了極大的抑制，而光療法無法達到這一效果。
Wencheng Wu, et al. Photoactivatable Immunostimulatory Nanomedicine for Immunometabolic Cancer Therapy. J. Am. Chem. Soc. 2022.
DOI: 10.1021/jacs.2c07872
https://doi.org/10.1021/jacs.2c07872
4. Angew：單一光催化劑催化烯烴α-酰基化
實現烯烴α-酰化雙官能化的直接策略在復合酮的合成中具有很大的吸引力。近日，中國科學院理化技術研究所吳驪珠院士首次成功地開發了單一光催化劑驅動的烯烴α-酰化反應。
本文要點：
1）在沒有過渡金屬催化劑和NHC催化劑的情況下，各種烯烴可以通過氟甲基、烷基、磺酰基和硫代丙烯基化雙官能化直接轉化為精油酮，選擇性高，產率高，即使對未活化的烯烴也是如此。
2）成功的關鍵是α-酮酸對PC*的動力學惰性，從而導致動力學有利的自由基前體優先使烯烴的β位置官能化。同時，α-酮酸在氧化還原-中性催化體系中作為親電劑被原位烷基陰離子攻擊而催化α酰化反應，對酰基自由基的形成非常緩慢。
這項研究充分利用光催化劑來揭開一個多方面的挑戰，不僅為烯烴的α酰化反應提供了一個簡潔的設計原則，而且在由固有底物反應動力學決定的烯烴的化學和區域選擇性去功能化方面也提供了一個未被認識到的機會。
Yuan-Yuan Cheng, et al, α-Acylation of Alkenes by a Single Photocatalyst, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202208831
https://doi.org/10.1002/anie.202208831
5. Angew：分級超分子自組裝：多嵌段微結構的制備與可視化
由于超分子自組裝的快速動力學和再平衡，很難通過自下而上的分子策略來構建精準和可控的多嵌段結構。近日，香港科技大學唐本忠院士，華中農業大學金紅林教授，華中科技大學Lin Wang利用CB[8]與不同數目的AIEgen客體(2，1，0)之間的絡合作用，實現了基于CB[8]、NaBr和CSPP的一鍋分級超分子自組裝，實現了不同熒光多嵌段微柱的制備，如Y–R–Y和N–R–N 3嵌段、N–Y–R–Y–N和Y–N–R–N–Y 5嵌段，以及Y–N–Y–R–Y–Y–Y–N–Y和N–Y–N–R–N–N–N–Y 7嵌段。這種由人工大環和普通鹽在水溶液中制成的多嵌段微結構是前所未有的。此外，AIEgen作為熒光探針不僅研究溶液中的組裝過程，而且在宏觀水平上揭示了熒光多塊微柱。
本文要點：
1）研究人員通過溶液核磁共振、紫外-可見吸收、熒光發射、壽命和熒光成像等表征，闡明了組裝機理。每個熒光塊的x射線單晶分析在分子水平上驗證了組裝的結構。熒光多嵌段微柱的形成受到多種超分子相互作用的協同控制，包括主體-客體相互作用、金屬陽離子的配位以及帶正電荷的客體在鹽溶液中的組裝。例如，參與組裝的鹵化鈉的協同結合和競爭置換協同地結合在一起。有趣的是，CSPP組裝的形成和解離平衡充當了CSPP的臨時儲庫。
2）受組裝機理的啟發，研究人員推斷，通過引入平衡反應來臨時存儲超分子組裝體的部分原料，或者利用在鹵化鈉溶液中不同穩定性的主客體絡合物，可以在一鍋中制備更多種類的具有精確控制的功能區域的多嵌段結構。此外，這些想法也可以擴展到其他超分子組裝。
Xiujuan Shi, et al, Hierarchical Supramolecular Self-assembly: Fabrication and Visualization of Multiblock Microstructures, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202211298
https://doi.org/10.1002/anie.202211298
6. Angew：Pt-Au合金催化甲酸的有氧氧化用于H2O2合成
通過電催化和光催化氧還原反應現場生產過氧化氫最近吸引了人們廣泛的研究興趣。然而，迄今為止，其實際應用一直受到活性低和需要復雜設備的嚴重困擾。近日，中科院長春應化所董紹俊院士合成了一系列超小型PtxAu100-x合金來模擬HCOOH氧化酶用于H2O2合成，其中Pt20Au80催化劑在酸性條件下表現出最高的H2O2產率，達到了7.2mol gcat-1·h-1。Pt20Au80催化劑的催化效率比電催化劑高1個數量級，比光催化劑高4個數量級。
本文要點：
1）實驗結果表明，PtAu合金催化HCOOH脫氫的效率和氧還原為H2O2的選擇性高于單金屬Pt，保證了H2O2的高收率。
2）密度泛函理論(DFT)計算表明，Au納米粒子上孤立Pt原子對甲酸脫氫的能壘低于純Pt，這是反應速率提高的原因。
Jinxing Chen, et al, Platinum--Gold Alloy Catalyzes the Aerobic Oxidation of Formic Acid for Hydrogen Peroxide Synthesis, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202213930
https://doi.org/10.1002/anie.202213930
7. Angew：外加磁場下自旋效應對鋰硫電池反應動力學和整體性能的促進作用
鋰硫電池（LSB）仍然受到多硫化鋰（LiPS）穿梭和Li-S反應緩慢的限制。鑒于此，西班牙加泰羅尼亞能源研究所Andreu教授證明當使用硫化鈷作為催化添加劑時，由永磁體產生的外部磁場可以顯著提高LiPS吸附能力和Li-S反應動力學。
本文要點：
1) 通過實驗和理論證明，Co離子的電子自旋極化可以減少電子排斥并提高軌道雜化程度，從而提高的LSB的性能和穩定性。在外部磁場下，LSB在2 C下，8150個周期內的每個周期衰減率僅為0.0084%。
2) 該項工作不僅證明了一種有效的新型策略，它可以在無額外能源成本的情況下促進LiPS在LSB中的吸附和電化學轉化，而且還豐富了自旋效應在電催化領域的應用。
Zhang, C., et al, Spin Effect to Promote Reaction Kinetics and Overall Performance of Lithium-Sulfur Batteries under External Magnetic Field. Angew. Chem. Int. Ed..
DOI: 10.1002/anie.202211570
https://doi.org/10.1002/anie.202211570
8. Angew：可充電電池有機電解質設計:從鋰到鎂
可充電鎂電池(RMBs)由于其高容量和天然豐富的關鍵元素，被認為是“后”鋰離子電池(LIB)技術中最可行的電池化學物質之一。鎂離子導電電解質的基本性質對調控鎂離子導體的整體性能起著至關重要的作用。西班牙CIC Energigune研究所Michel Armand等對不同鎂離子導電電解質的發展進行了綜合評述，以期了解鎂離子導電電解質電池的研究現狀。
本文要點：
1）作者對鎂離子導電電解質電池與鋰離子導電電解質電池的基本電化學進行了比較研究。
2）此外，本文還深入討論了未來研究面臨的挑戰和可能的解決方案。目前的工作有望推動關鍵電解質的發現，從而提高RMBs的電化學性能和其他相關的新興電池技術。
Zhang, H., Qiao, L. and Armand, M. (2022), Organic Electrolyte Design for Rechargeable Batteries: From Lithium to Magnesium. Angew. Chem. Int. Ed.. Accepted Author Manuscript.
DOI: 10.1002/anie.202214054
https://doi.org/10.1002/anie.202214054
9. Angew：MOFs中靜電錨定旋轉的柔性配體使CO2/N2高效分離
金屬有機骨架(MOF)具有分子分離的巨大潛力，但配體旋轉的靈活性使其在構建用于精確篩選的固定納米通道方面仍然具有挑戰性。華東理工大學Zhi Xu等報道了一種靜電錨定方法來固定在ZIF-8中旋轉的2-甲基咪唑(2-MIM)配體。
本文要點：
1）靜電誘導劑三氟醋酸酯錨定并阻斷了ZIF-8的六元窗，同時誘導正2-MIM從初始的49°旋轉到68°，從而打開了相鄰的大小恒定為3.4 ?的四元窗。ZIF-8對CO2/N2的吸附選擇性從14.02提高到332.86。
2）進一步的膜基分離表現出出色的CO2/N2選擇性，高達137，理想的滲透率為286 Barrer，超過了2019年的上限。該策略為在軟MOF中固定旋轉的配體，實現精確分子篩分提供了新的思路。
Qu, K., et al, High-Efficiency CO2/N2 Separation Enabled by Rotation of Electrostatically Anchored Flexible Ligands in Metal–Organic Framework. Angew. Chem. Int. Ed.. Accepted Author Manuscript.
DOI: 10.1002/anie.202213333
https://doi.org/10.1002/anie.202213333
10. EES：鹵代噻吩作為溶劑添加劑調節形態并獲得高效有機太陽能電池
在供體和受體溶液中加入溶劑添加劑被認為是實現高效有機太陽能電池的有效策略。由于最先進的光伏材料沿著其共軛主干具有噻吩序列，因此在這一貢獻中，噻吩類似物2,5-二溴噻吩（HBrT）和2,5-二溴-3,4-二氟噻吩作為溶劑添加劑被開發出來。華南師范大學劉升建、華南理工大學黃飛通過鹵代噻吩作為溶劑添加劑調節形態并獲得高效有機太陽能電池。
本文要點：
1) FBrT具有較高的沸點，并且由于“類溶解”原理，能夠很容易地溶解給體和受體，為延長光伏材料的結晶和相分離動力學過程提供了有效的工具。由于同時形成結晶度增加、良好的相分離和類P-i-N異質結，FBrT處理的太陽能電池表現出改進激子解離、電荷傳輸和提取，并抑制了載流子復合。因此，添加FBrT添加劑的PM6:Y6基太陽能電池的效率達到17.9%，填充因子達到78.6%，這是PM6:Y5基二元太陽能電池中達到的最高值之一。
2) 更引人注目的是，FBrT溶劑添加劑在基于L8-BO、Y6-BO和BTP-eC9的太陽能電池中具有普遍適用性，并在器件中實現了18.6~18.7%的效率。這些發現表明，噻吩衍生物是進一步優化有機太陽能電池的有效溶劑添加劑。
Guo Lingzhi et.al. Halogenated Thiophenes Serve as Solvent Additive in Mediating Morphology and Reaching Efficient Organic Solar Cells （2022）
DOI:10.1039/D2EE02553A
https://doi.org/10.1039/D2EE02553A
11. AM：闡明石墨炔中sp-N摻雜機理用于開發非金屬催化劑
由于金屬儲量有限，科學家致力于探索基于碳材料的高性能非金屬催化劑。摻雜會在表面形成不均勻的電荷分布，是一種提高催化性能的有效途徑。然而，傳統碳材料中的摻雜位點很難控制，從而阻礙了其發展。近日，中科院過程所王丹研究員、楊乃亮研究員，北京科技大學Ranbo Yu利用石墨炔（GDY）中獨特的sp-C的優勢，合成了一種新型的sp雜化氮（sp-N）的N摻雜構型催化劑。
本文要點：
1) 該催化劑在氧還原反應中具有與Pt相當的催化活性。然而，反應過程的反應中間體未被捕獲到，從而阻礙了對反應機理的理解，也阻礙了非金屬催化劑的精確合成。經過四年的研究，作者首次實現了類中間體分子的制備，并通過周環反應最終獲得了摻雜sp-N的GDY催化劑。
2) 與其他N構型摻雜的GDY相比，由于sp-N引入了獨特的電子結構，設計的sp-N GDY在CO2電還原生成CH4方面表現出高催化活性，從而更有利于穩定中間體。
Liu, B., et al, Reveal the Mechanism of sp-N Doping in Graphdiyne for Developing Site-Defined Metal-Free Catalysts. Adv. Mater.. 2206450.
DOI: 10.1002/adma.202206450
https://doi.org/10.1002/adma.202206450
12. AM: 三維金屬有機框架中的解偶聯太陽能存儲和暗光催化
實現太陽能轉換和長期儲存以獲取可用的電能和化學能的材料是離網能量分配的關鍵。由于金屬-有機骨架（MOF）中錸配位絡合物的特定限制解除了可見光照射下獨特的電子積累特性。近日，墨尼黑工業大學Warnan Julien報道了三維金屬有機框架中的解偶聯太陽能存儲和暗光催化。
本文要點：
1) 在該MOF結構中，約15 C gMOF-1的電荷可以集中儲存四周以上而不會損失。電化學反應和析氫催化的解耦、按需放電和光驅動充電可以進行10個以上的循環，并保留約90%的初始充電容量。
2) 實驗研究和理論計算將電子俘獲與MOF誘導的幾何約束以及Re-center的配位環境聯系起來，突出了MOF限制對分子客體的關鍵作用。該究是關于3D多孔膠體實現長壽命電子的光積累、解鎖黑暗光催化以及通向太陽能電容器和太陽能電池系統應用的開創性報道。
Stanley, P.M., Sixt, F. and Warnan, J. (2022), Decoupled Solar Energy Storage and Dark Photocatalysis in a 3D Metal-organic Framework. Adv. Mater.. 2207280.
DOI: 10.1002/adma.202207280
https://doi.org/10.1002/adma.202207280
