1. Nature：自適應膠體晶體中的形狀記憶特性
可重構、機械響應的晶體材料是許多傳感、軟機器人、能量轉換和存儲設備的核心部件。晶體材料在各種刺激下容易變形，可恢復變形的程度高度依賴于鍵類型。實際上，對于通過簡單靜電相互作用連接在一起的結構可以實現最小的變形。相比之下，由分子鍵連接在一起的結構可以承受更大的變形，并且更容易恢復其原始結構。近日，美國西北大學Chad A. Mirkin研究了DNA工程化的多面膠體晶體的變形特性。
本文要點：
1) 這些晶體尺寸較大（大于100?μm），并具有高粘彈性體積分數（超過97%）的體心立方（bcc）結構。因此，它們可以被壓縮成不規則的形狀，如帶有褶皺和折痕，尤其是這些變形晶體，在經過再水化后，在幾秒鐘內就呈現出其初始形成良好的晶體形態和內部納米級秩序。
2) 對于大多數晶體來說，這種壓縮和變形會對結構造成永久的、不可逆轉的破壞。膠體晶體的實質性結構變化伴隨著顯著的可逆光學性質變化。例如，雖然原始晶體和結構上恢復的晶體在紫外-可見光區域表現出近乎完美（超過98%）的寬帶吸收，但變形晶體的反射顯著增加（在某些波長下高達入射光的50%），這主要是因為它們的折射率和不均勻性增加。
Lee, S., Calcaterra, H.A., Lee, S. et al. Shape memory in self-adapting colloidal crystals. Nature (2022).
DOI: 10.1038/s41586-022-05232-9
https://doi.org/10.1038/s41586-022-05232-9
2. Chem. Soc. Rev.: 金屬-有機框架中精確整合金屬原子聚集體
納米金屬聚集體（MA），包括金屬納米粒子（NP）和納米團簇（NC），通常是許多應用中的活性物種。為了保持MA在“使用”中的活性，需要對其進行錨定和穩定，防止團聚。在這種情況下，金屬-有機框架（MOF）表現出獨特的特性組合，作為可調多孔MA載體。在合成過程中高度控制原子效率和應用MA@MOF復合材料需要建立特定的結構-性能關系，進而實現分子水平上的功能設計。由于MA@MOF（衍生）材料，其應用不僅在催化領域，還越來越多地應用在其他領域，例如醫學診斷和熱學，以及專業（生物）傳感技術。近日，慕尼黑科技大學Roland A. Fischer對金屬-有機框架中精確整合金屬原子聚集體進行了綜述。
本文要點：
1) 重點介紹了控制合成MA@MOF用于原子精確MA的材料。主要的合成策略，即“瓶裝船”、“瓶裝輪船”，以及實現新穎層次結構的方法MA@MOF在確定其潛力和局限性的同時，重點討論了結構。
2) 該工作提供了使系統分析程序和最新技術能夠在MOF腔中定位MA的標準特征化方法的概述。一般來說，雖然MA@MOF材料在最近幾年已經過多次審查，到目前為止，MOF中的原子精確MA很少被報道，這為未來的研究提供了思路。
Kathrin L. Kollmannsberger et.al Defined metal atom aggregates precisely incorporated into metal–organic frameworks Chem.Soc.Rev. （2022）
DOI：10.1039/D1CS00992C
https://doi.org/10.1039/D1CS00992C
3. Chem. Rev.：烯基sp2 C–H和C–F鍵功能化的最新進展：范圍、機理和應用
烯烴及其衍生物廣泛存在于各種天然產品、藥物和先進材料中。近年來，通過選擇性地活化烯基（sp2）C-H鍵，科研工作者為開發新方法來獲得這類重要化合物做出了重大努力。近日，南京工業大學Teck-Peng Loh對烯基sp2 C–H和C–F鍵功能化的最新進展進行了綜述。
本文要點：
1) 作者描述了截止目前烯基sp2 C–H和C–F鍵直接功能化的最新策略。此外，還介紹了非金屬、光氧化和電化學策略。該工作主要分為兩個部分；第一部分重點介紹了目前可用的以不同烯烴衍生物為起始材料的烯基sp2 C–H官能化方法，第二部分描述了以易于獲得的寶石二氟烯烴為起始材料進行的烯基sp2 C–F鍵官能化。
2) 該工作包括范圍、局限性、機理研究、立體選擇性控制（使用導向基團和金屬遷移策略）及其在復雜分子合成中的應用。總之，作者旨在通過批判性總結研究人員在這一領域的貢獻，記錄重大進展、現狀和最新工作，并有望在未來烯基sp2 C–H和C–F鍵功能化的應用提供思路。
Lu Zhuming et.al Recent Advances in Alkenyl sp2 C–H and C–F Bond Functionalizations: Scope, Mechanism, and Applications Chem.Rev. （2022）
DOI: 10.1021/acs.chemrev.2c00032
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.2c00032
4. Chem. Rev.: 膠體納米棒異質結構的設計原理
膠體納米晶的各向異性異質結構取決于其嵌入到可變的三維形態中的尺寸、形狀和成分的電子結構，從而可以實現具有高性能和可調控功能的溶液處理材料的復雜設計。設計和合成這種復雜材料的關鍵在于理解支配納米晶生長的基本熱力學和動力學因素。近日，伊利諾伊大學Moonsub Shim對膠體納米棒異質結構的設計原理進行了綜述。
本文要點：
1) 納米棒異質結構是最簡單的各向異性納米晶異質結構，作者就其生長機制進行了討論。通過目前已知的例子探討了晶體結構、表面刻面/能量、晶格應變、配體空間構型、前驅體反應性和反應溫度對通過異質外延和陽離子交換反應生長納米棒異質結構的影響。
2) 了解各種熱力學和動力學參數的作用，可以控制合成具有獨特定制特性的復雜納米棒異質結構。然后討論了由此類功能產生的選定應用前景。
Drake A. Cryphon et.al Design Principles of Colloidal Nanorod Heterostructures Chem. Rev. (2022)
DOI: 10.1021/acs.chemrev.2c00410
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.2c00410
5. Chem. Rev.: 柔性和便攜式電化學儲能裝置的機遇:將焦點擴展到半固體/固體電解質
對靈活便攜電子產品不斷增長的需求刺激了先進電化學能源器件的研發，這些器件重量輕、超薄、體積小、可彎曲、可折疊、可編織、可穿戴和/或可拉伸。在這種靈活便攜的器件中，除陽極和陰極外，半固態/固態電解質是決定能量/功率性能的必要組成部分。這種半固態/固態電解質作為離子傳輸通道，有助于解決泄漏、電極腐蝕和金屬電極枝晶生長等問題?；诖耍?/span>天津大學鐘澄、胡文彬及英屬哥倫比亞大學Jiujun Zhang等人進行了相關闡述。
本文要點：
1）介紹了半固態/固態電解質的基本原理(如化學成分、離子導電性、電化學窗口、機械強度、熱穩定性和其他吸引人的特性)、電極-電解質的界面特性以及它們與各種能量器件(如超級電容器、二次離子電池、金屬硫電池、和金屬空氣電池)在材料合成和/或表征、功能機制和性能驗證的設備組裝方面。
2）綜述了在提高電化學能量器件性能方面的最新進展，重點分析了現有的技術挑戰(例如，固體電解質相間形成、金屬電極枝晶生長、多硫化物穿梭問題、半開放式電池結構中的電解質不穩定性)以及通過改性半固體/固體電解質材料克服這些挑戰的策略。同時，作者提出了未來研究和發展的幾個可能的方向，達到突破現有的技術瓶頸的目的，實現理想的靈活和便攜的電化學能量器件，從而應用到實際。
Xiayue Fan, et al. Opportunities of Flexible and Portable Electrochemical Devices for Energy Storage: Expanding the Spotlight onto Semi-solid/Solid Electrolytes. Chem. Rev. 2022
DOI: 10.1021/acs.chemrev.2c00196
https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.2c00196
6. Nature Commun.: 非生產性能量轉移光催化實現烯鍵?；柰楹拖┍康募壜摥h化
有機硅化合物是化學和材料科學中的重要分子，因為其毒性小，易于處理，硅元素豐富。?；柰樽鳛橐环N獨特的羰基化合物，在合成化學中得到了廣泛的應用。與普通酮相比，?；柰榭梢晕障鄬^長波長的光，并且它們通常比酮具有更低的三重態能量。但是發展酰基硅烷的光誘導級聯環化具有挑戰性，因為?；栌驮诠庹障虏环€定。鑒于此，武漢大學沈曉、戚孝天、中科大吳驪珠通過非生產性能量轉移光催化實現烯鍵酰基硅烷和烯丙基砜的級聯環化
本文要點：
1) 作者報告了從激發的?；柰榈骄哂休^低三重態能量的光催化劑的能量轉移可以抑制?；栌偷姆纸狻?/span>
2) 以中性曙紅Y為光催化劑，通過烯鍵化酰基硅烷和烯丙基砜實現了環戊醇衍生物的高效合成。該反應具有廣泛的底物范圍，而含有稠環或橋聯環的環戊醇衍生物的構造突出了這種轉化的合成潛力。
Zhang, Y., Zhang, Y., Ye, C. et al. Cascade cyclization of alkene-tethered acylsilanes and allylic sulfones enabled by unproductive energy transfer photocatalysis. Nat Commun 13, 6111 (2022).
DOI: 10.1038/s41467-022-33730-x
https://doi.org/10.1038/s41467-022-33730-x
7. Nature Commun.：基于膜的TBADT回收作為提高連續流光催化HAT轉化可持續性的策略
光催化氫原子轉移(HAT)過程是眾多研究的對象，展示了均相光催化劑十鎢酸四丁基銨(TBADT)對于C(SP3)-H鍵功能化的潛力。然而，為了將這些研究轉化為大規模的工業過程，需要仔細考慮催化劑的負載、成本和去除。阿姆斯特丹大學Timothy No?l等提出了有機溶劑納濾(OSN)作為解決方案，以減少TBADT的消耗，增加其周轉次數，并降低其在產品溶液中的濃度，從而實現大規模的光催化HAT轉換。
本文要點：
1）作者優化了用于在乙腈中回收TBADT的合適膜的操作參數。連續的光催化C(sp3)-H烷基化和胺化反應通過兩個OSN步驟與在線TBADT回收一起進行。
2）在線催化劑循環反應中觀察到的產物產率與使用原始TBADT進行的反應的產率相當，因此強調不僅催化劑回收(> 99%，TON > 8400)是可能的，而且它不會以犧牲反應性能為代價。
Wen, Z., Pintossi, D., Nu?o, M. et al. Membrane-based TBADT recovery as a strategy to increase the sustainability of continuous-flow photocatalytic HAT transformations. Nat Commun 13, 6147 (2022).
DOI: 10.1038/s41467-022-33821-9
https://doi.org/10.1038/s41467-022-33821-9
8. Nature Commun.：環境濕度條件下赤鐵礦對鄰苯二甲酸酯水解的晶面效應
鄰苯二甲酸酯(PAEs)已被廣泛用作塑料類物品的添加劑，造成嚴重的環境污染和日益增加的公共健康問題。南京大學Cheng Gu等發現具有特定晶面控制的赤鐵礦納米粒子可以在環境濕度條件下有效地催化PAEs水解，水解速率比水飽和條件下高2個數量級。
本文要點：
1）赤鐵礦的催化性能顯示出顯著的小平面依賴性，其反應性順序為{012} > {104} ? {001}，與表面欠配位鐵的原子排列有關。{012}和{104}晶面具有0.34-0.39 nm的適當鄰Fe-Fe間距，可與PAEs雙齒配位，從而誘導更強的路易斯酸催化。
2）該研究有助于開發具有合適表面原子陣列的納米材料，加深我們對PAEs在低濕度環境下自然轉化的理解，并為修復/凈化PAEs污染的環境空氣提供了一種有前途的方法。
Jin, X., Wu, D., Liu, C. et al. Facet effect of hematite on the hydrolysis of phthalate esters under ambient humidity conditions. Nat Commun 13, 6125 (2022).
DOI: 10.1038/s41467-022-33950-1
https://doi.org/10.1038/s41467-022-33950-1
9. Nature Commun.：Eu基配位聚合物中有機自由基在300℃以上的穩定性
有機自由基以不成對電子為特征，這些化合物可以應用于生物醫學技術和作為太陽能轉換的材料。然而，未配對的電子往往會配對(形成化學鍵)，使自由基不穩定，阻礙它們的應用。廣東工業大學Jun He和新加坡IMRE的Zhengtao Xu等報告了一個有機自由基系統，它甚至在350°C下也是穩定的，超過了其他有機自由基所觀察到的溫度上限(200°C)。
本文要點：
1）本文報道的系統的特征在于富硫有機連接體，其促進自由基中心的形成；在固態水平上，分子與Eu(III)離子結晶，形成以連接分子堆疊為特征的3D框架。然而，這種堆積有些松散，使得分子在較高的溫度下擺動并轉變成硫穩定的自由基。
2）所得固體框架保持結晶，并且對水和空氣穩定。此外，它是黑色的，在可見光和近紅外區域具有強的寬吸收，從而增強光熱轉換和太陽能驅動的水蒸發。
Ye, X., Chung, LH., Li, K. et al. Organic radicals stabilization above 300?°C in Eu-based coordination polymers for solar steam generation. Nat Commun 13, 6116 (2022).
DOI: 10.1038/s41467-022-33948-9
https://doi.org/10.1038/s41467-022-33948-9
10. Nature Commun.：流固相互作用產生的拓撲聲子
在經典系統中發現了罕見的頻帶拓撲，其在器件應用中具有巨大潛力。與光子不同，聲音在流體和固體中具有根本不同的動力學和對稱性，分別表示為標量場和矢量場。到目前為止，對拓撲聲子材料的研究只局限在流體或固體中，而忽略了它們在“混合物”中復雜的相互作用。鑒于此，香港大學Zhang Xiang、Zhu Jie對流固體相互作用產生的拓撲聲子進行了研究。
本文要點：
1) 作者報道了一種利用獨特相互作用的拓撲聲子方法，揭示了在簡單的三維聲子晶體中實現聲子學中難以實現的II型節環。II型節環是動量空間中的線簡并，具有強烈傾斜產生的奇異性質，通過超聲波近場掃描可以直接觀察到。
2) 作為標志性現象，強烈傾斜的鼓膜表面狀態，也在實驗中得到了證明。這種聲子方法為探索經典系統中的拓撲物理打開了思路，它易于實現，可用于設計高性能聲學設備。
Wu, X., Fan, H., Liu, T. et al. Topological phononics arising from fluid-solid interactions. Nat Commun 13, 6120 (2022).
DOI: 10.1038/s41467-022-33896-4
https://doi.org/10.1038/s41467-022-33896-4
11. Angew：異構型共價有機骨架末端封端組裝中自發電荷分離增強CO2光還原
眾所周知，電荷分離是高效光催化太陽能轉換的關鍵。雖然一些共價有機骨架(COFs)表現出可見光捕獲，但較大的激子結合能降低了它們的光催化效率。近日，中科院福建物構所Tianhua Zhou報道了一種有效的末端封端策略，通過將多環芳烴通過共價鍵引入到COF中來構建異質結構，從而提高COF的電荷分離效率。
本文要點：
1）對TMBen COF進行了修飾，并成功地構建了一種低激子結合能的II型異質結。
2）一系列的實驗表明，光生電子和空穴分別在TMBen和perenen域上分離，這使得電子-空穴復合的可能性最小。因此，TMBen-Perene對CO2光催化還原為CO表現出顯著的增強性能，其效率是原始TMBen的8倍。
這項工作不僅說明了在分子水平上設計晶體多孔骨架的電荷分離性能的可行性，而且為設計用于人工光合作用的高性能共價有機骨架提供了新的線索。
Huaxing Lin, et al, Enhanced CO2 Photoreduction through Spontaneous Charge Separation in End-Capping Assembly of Heterostructured Covalent-Organic Frameworks, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202214142
https://doi.org/10.1002/anie.202214142
12. Angew：π-π堆積絡合物誘導三組分偶聯反應合成功能化胺
非共價相互作用(NCIs)如氫鍵、π相互作用、范德華力和庫侖相互作用在酶催化、超分子化學、生物催化和有機合成中起著至關重要的作用。盡管NCIs相對較弱，但它們仍然通過過渡態穩定在減少自由能壘方面發揮著重要作用，使催化系統更加有效。此外，人們在催化劑的合理設計中已經考慮了NCIs，考慮了諸如控制或影響NCIs以實現高區域或位置選擇性的取向、距離和電子效應等因素。近日，比利時安特衛普大學Shoubhik Das報道了π-π堆積和離子對相互作用在可見光照射下誘導α-氨基的產生，而不需要昂貴的光催化劑。
本文要點：
1）這一策略提供了通過三組分偶聯反應構建功能化胺的途徑，反應范圍很廣(>50個例子，產率高達90%)。此外，該合成路線還以很高的產率合成了復雜的官能化胺。
2）研究人員通過量子化學密度泛函理論計算確定了π-π堆積的離子絡合物；隨時間變化的的密度泛函理論（DFT）模擬了吸收光譜，并用微縮彈性帶方法提供了所選物種可能的相互作用/反應圖。
該方案可以在有機合成的學術和工業分支中為合成未開發的胺找到更多的機會。
Tong Zhang, et al, π-π Stacking Complex Induces Three-Component Coupling Reactions to Synthesize Functionalized Amines, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202212083
https://doi.org/10.1002/anie.202212083
