1. Chem. Rev.: Mott–Schottky催化劑中協同整流界面的設計
異質結催化劑中的界面協同作用能夠提高催化劑的活性和功能多樣性，成為解決能量轉化和有機合成中許多困難的有效途徑。在基于異質結的催化劑中，運用可預測和可設計界面協同作用，由金屬-半導體異質結組成的Mott–Schottky催化劑是最具潛力的下一代催化劑。上海交通大學李新昊對Mott–Schottky催化劑的協同整流界面設計進行了綜述。
本文要點：
1) 首先回顧了Mott–Schottky催化劑的概念，并討論了它們在催化領域的應用。特別是，Mott–Schottky催化劑的設計是促進能量轉化和化學合成過程的可行策略，甚至可以實現新的催化功能，如增強的氧化還原活性、路易斯酸堿對和電子供體-受體對，以解決當前催化能量轉化和儲存的問題。
2) 還綜述了用于光催化、電催化和有機合成的肖特基異質結的合成、組裝和表征。并提出Mott–Schottky催化劑的設計原則，包括構建穩定和清潔的界面、調節功函數差異和制備用于設計電子界面的可暴露界面結構，這將為所有異質結型催化劑、電極、能量轉換/存儲裝置甚至超級吸收劑的開發提供參考，也可應用于諸如電催化、燃料電池、CO2還原和廢水處理等領域。
Xu Dong, et al. Design of the Synergistic Rectifying Interfaces in Mott–Schottky Catalysts. Chem. Rev. 2022
DOI: 10.1021/acs.chemrev.2c00426
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.chemrev.2c00426
2. Nature Commun.：基于溴化鉛配合物光催化的鈣鈦礦型量子點直接原位光刻
光刻技術在構圖溶液處理的納米材料、集成到先進的光電子器件方面顯示出巨大的潛力。然而，由于傳統的光學光刻工藝需要大量的溶劑和高能的紫外光曝光，鈣鈦礦型量子光刻技術與傳統的光學光刻工藝不兼容，這是由于鈣鈦礦型量子（PQDs）光刻技術的缺陷。近日，北京理工大學Gaoling Yang報道了一種基于溴化鉛絡合物催化的光聚合直接原位光刻技術來圖案化PQD。
本文要點：
1）通過將直接光刻和原位制備PQDs相結合，可以避免復雜的剝離過程和溶劑或高能紫外光對PQD的破壞，因為PQD是在光刻曝光后產生的。
2）研究人員進一步證明，在鈣鈦礦型前驅體溶液中，溴化鉛絡合物可以催化硫醇-烯自由基光聚合，而不需要外部引發劑或催化劑。
3）研究人員利用直接原位光刻，成功地展示了分辨率高達2450像素/英寸(PPI)、良好的熒光均勻度和良好的穩定性的PQD圖案。
這項工作為高效發光PQD的非破壞性直接光刻開辟了一條途徑，并有可能擴大其在光電器件中的應用。
Zhang, P., Yang, G., Li, F. et al. Direct in situ photolithography of perovskite quantum dots based on photocatalysis of lead bromide complexes. Nat Commun 13, 6713 (2022).
DOI：10.1038/s41467-022-34453-9
https://doi.org/10.1038/s41467-022-34453-9
3. Nature Commun.：用于事件驅動汗液監測的具有尖峰排汗清除功能的流出液電子貼片
感覺神經元在接收到外部刺激時產生棘波模式，并將關鍵信息編碼為棘波模式，從而實現能量高效的外部信息處理。近日，漢陽大學Rhokyun Kwak，韓國科學技術學院Hyunjung Yi報道了一種帶有尖峰汗液清除的體液電子貼片，該貼片使用了一個包含垂直集汗通道的傳感器，用于事件驅動的、高能效的、長期無線監測表皮汗液動態。
本文要點：
1）汗液傳感器在其通道內壁上包含納米網格電極和獨特的汗液清除結構。在排汗過程中，垂直集汗通道的反復充盈和突然排空產生了電刺模式，在大的動態范圍和較長的時間(>8h)內，出汗率和離子電導率與峰的頻率和幅度成正比。
2）通過這種“尖峰”排汗和相應的電子尖峰模式，這種體液無線貼片成功地以事件驅動的方式解碼了運動過程中不同皮膚位置的表皮排汗動態，消耗的能量不到持續數據傳輸所需能量的0.6%。此外，其還可以集成各種皮膚傳感器和新興的邊緣計算技術，以實現節能、智能的數字醫療保健。
Kim, S., Park, S., Choi, J. et al. An epifluidic electronic patch with spiking sweat clearance for event-driven perspiration monitoring. Nat Commun 13, 6705 (2022).
DOI：10.1038/s41467-022-34442-y
https://doi.org/10.1038/s41467-022-34442-y
4. Angew：用于高電壓鋰金屬電池的低濃度電解液：氟化溶劑化殼層和低鹽濃度效應
電解液濃度對充電電池的性能有很大影響。以往的研究主要集中在濃電解液上。迄今為止，只有幾種在先進的充電電池中表現出更佳性能的低濃度電解液的配方得到研究。近日，中南大學Feixiang Wu以常用的電解液成分為基礎，提出了一種用于LiCoO2||Li電池的新型低濃度電解液(LCE)，該電解液由0.2 M六氟磷酸鋰(LiPF6)、碳酸氟乙烯(FEC)和碳酸乙酯(EMC)按體積分數1：1（記為0.2M FE）組成。
本文要點：
1）FEC是一種典型的氟化溶劑，由于FEC的低LUMO和強吸電子的性質，使其優先還原，從而形成了均勻而堅固的高LiF含量的SEI層。EMC比DMC具有更高的還原電位和更好的SEI成膜過程，是一種更好的與FEC配對的助溶劑。更重要的是，LCE可以極大地減少電解液的分解，抑制電解液與鋰金屬陽極之間的副反應，減輕SEI結構的破壞。因為LCE中的鹽量越少，產生的POxFy等分解產物就越少，氟化氫就越少，氟化氫通常會攻擊和腐蝕SEI。此外，富LiF和健壯的SEI可以誘導Li+均勻沉積，并抑制鋰金屬陽極的枝晶生長。
2）因此，與由1 M LiPF6加入碳酸乙酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)(記為1M ED)和0.2 M LiPF6(記為0.2 M ED)組成的商用電解液相比，LCE顯著提高了Li||Li對稱電池和金屬鋰電池的循環穩定性。在電流密度為1 mA·cm-2時，鋰電池的循環壽命達到約2000小時，具有極低的過電位。此外，LiCoO2||Li電池在0.5 C循環300次后容量保持率高達91.1%，10 C時的比容量高達100 mAh g-1。
Rongyu Deng, et al, A Low-Concentration Electrolyte for High-Voltage Lithium-Metal Batteries: Fluorinated Solvation Shell and Low Salt Concentration Effect, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202215866
https://doi.org/10.1002/anie.202215866
5. Angew：將金屬納米粒子包封到具有表面硅烷醇巢的層狀沸石前體中以增強抗燒結性
負載型金屬納米粒子被用作多相催化劑，但經常由于高溫燒結而失活。將金屬物種限制在多孔基質中減少了燒結，然而載體很少提供額外的穩定性。近日，查理大學Michal Mazur使用富含硅醇的層狀沸石IPC-1P來穩定超小的Rh納米顆粒。
本文要點：
1）通過溶脹調節IPC-1P的層間距，研究人員制備了多種結構，包括微孔和無序介孔。
2）原位掃描透射電子顯微鏡證實了Rh納米顆粒在高溫下(750 °C，6小時)耐燒結。
3）根據密度泛函理論計算，Rh簇通過氫轉移至簇而強烈結合至IPC-1P層的表面硅烷醇四聯體，而高硅烷醇密度阻礙了它們的遷移。最終，溶脹與長鏈表面活性劑結合并利用金屬-硅烷醇相互作用，產生了一種新型的催化活性材料， Rh@IPC_C22。
Ang Li, et al, Encapsulating Metal Nanoparticles into a Layered Zeolite Precursor with Surface Silanol Nests Enhances Sintering Resistance, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202213361
DOI: 10.1002/anie.202213361
https://doi.org/10.1002/anie.202213361
6. Angew：催化穩定的鉀單原子固體超堿
固體超堿可以在溫和的條件下催化各種反應，但在回收過程中存在堿性中心聚集和穩定性差的問題。近日，南京工業大學孫林兵教授報道了由K單原子(SA)通過串聯氧化還原策略制備的新一代固體超堿。
本文要點：
1）利用堿性前驅體KNO3和石墨烯載體之間發生初始氧化還原反應，在400 °C下生成K2O。進一步將溫度提高到800 ℃，石墨烯通過空位將K2O還原為K，從而生成K SAs（記為K1/G）。
2）K1/G中堿度的來源是K SAs，相鄰的單原子(NSAs)具有超堿度，這與傳統的氧、氮原子堿度不同。
3）由于K1/G催化劑的超堿性以及堿性中心的高度分散性和錨固性，在酯交換反應中表現出良好的催化活性和穩定性，遠遠優于已報道的催化劑。
Song-Song Peng, et al, Catalytically Stable Potassium Single-Atom Solid Superbases, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202215157
DOI: 10.1002/anie.202215157
https://doi.org/10.1002/anie.202215157
7. AM：用于先進全固態電池化學的高熵微疇互鎖聚合物電解質
全固態聚合物電解質具有優異的可加工性，被認為是最具大規模工業化前景的材料之一。然而，提高ASPEs的機械強度與加速其離子遷移之間的矛盾一直難以調和。中科院物理所胡勇勝等首次在聚氧化乙烯中引入新設計的多功能ABC臂星形三元共聚物，提出了高熵微疇互鎖結構(HEMI-ASPEs)的合理概念。
本文要點：
1）特制的HEMI-ASPEs具有多功能聚合物鏈，可誘導它們組裝成具有高拓撲結構熵的微納米動態聯鎖網絡。對于全固態鋰金屬電池來說，HEMI-ASPEs實現了優異的韌性、相當大的離子傳導率、可觀的鋰遷移數(0.63)和理想的熱穩定性(Td > 400°C)。
2）Li | HEMI-ASPE-Li|Li對稱電池在4000 h以上表現出穩定的Li鍍覆/剝離性能，而LiFePO4 | HEMI-ASPE-Li|Li全電池在300次循環后表現出高容量保持率(～96%)。這項工作有助于為ASPEs引入高熵超分子動態網絡的創新設計概念。
Su, Y., et al, High-Entropy Microdomain Interlocking Polymer Electrolytes for Advanced All-Solid-State Battery Chemistries. Adv. Mater. 2209402.
DOI: 10.1002/adma.202209402
https://doi.org/10.1002/adma.202209402
8. AM：電極和集流體之間負電荷觸發的“死區”實現鋁離子電池的超長循環壽命
通常情況下，活性離子插層后電極的體積膨脹是非常不受歡迎的，但卻是不可避免的，這會顯著降低電極與集電體之間的粘附力。尤其是在鋁離子電池(AIBs)中，大尺寸AlCl4-的嵌入會大大削弱這種粘附力，導致電極從集電體上脫落，這似乎是一個固有的和不可調和的問題。近日，北京科技大學焦樹強教授展示了一種穩定、重量輕、耐用和低成本的集流體，Ti3C2Tx薄膜，用于高性能AIB。
本文要點：
1）Ti3C2Tx薄膜表面的負電荷在電極和集流體之間的界面上產生了一個微小的死區，防止了電極從集電體上脫落。此外，其粗糙和凹凸不平的表面確保了電極和集電體之間的親密接觸。另外，Ti3C2Tx薄膜具有比其他金屬箔或碳質材料更高的氧化電位。因此，可以有效地提高電池的壽命，高達5萬次。
本研究為真正實現鋁離子電池的商業化提供了一條途徑。不僅如此，在這項工作中提出的概念可以幫助指導人們關于集流體在搖椅電池方面的探索。
Wei Guan, et al, The Negative-Charge Triggered “Dead Zone” Between Electrode and Current Collector Realizes Ultralong Cycle Life of Aluminum-Ion Batteries, Adv. Mater. 2022
DOI：10.1002/adma.202205489
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202205489
9. AM：用于多級解碼模式的超低功耗垂直晶體管
具有并行傳輸和學習功能的有機場效應晶體管在腦啟發的神經形態計算的發展中是令人感興趣的。然而，低性能和高功耗是限制其實際應用的兩個主要問題。
天津大學耿德超教授，福州大學HuipengChen等展示了一個基于MXene和有機單晶的超低功耗垂直晶體管。
本文要點：
1）在-1 mV的超低工作電壓下，該晶體管具有16.6 mA/cm2的高JON和9.12 × 105的高JON/JOFF比。此外，它可以在電調制下成功地模擬生物突觸的功能，同時每個尖峰僅消耗8.7 aJ的功率。
2）它還允許多級信息解碼模式，專業和非專業的可讀時間有很大差距，產生高達114.15 dB的高信噪比。這項工作鼓勵使用垂直晶體管和有機單晶來解碼信息，并促進低功率神經形態系統的發展。
Zhang, Q., et al, Ultralow-power Vertical Transistors for Multilevel Decoding Modes. Adv. Mater. 2208600.
DOI: 10.1002/adma.202208600
https://doi.org/10.1002/adma.202208600
10. AEM：鋼鐵防腐策略使鋅負極能夠長周期運行
由于鋅負極不穩定，包括枝晶生長、表面腐蝕和鈍化，導致循環壽命低，從而限制了鋅水系電池的發展。南洋理工大學范紅金教授、中國礦業大學（北京）Peng Han和Ruiping Liu等受鋼鐵工業防腐戰略的啟發，采用復合緩蝕劑(CCI)作為鋅金屬負極保護的電解液添加劑。
本文要點：
1）結果表明，通過Zn-O結合，CCI可以在鋅負極表面自發生成厚度約為30 nm的均勻固體電解質界面層。該SEI層有效地防止水腐蝕，并引導均勻的Zn沉積，而沒有明顯的枝晶形成。這使得在對稱電池中，在1mA cm?2和1 mAh cm?2的條件下，可逆的Zn沉積和溶解超過1100 h。
2）采用CCI改性電解質的Zn-MnO2全電池在0.5 A g-1下經過1000次循環后，容量衰減率極低(每次循環0.013%)。這種創新策略為實現具有長壽命的AZBs鋪平了低成本的道路。
Tian, H., et al. Steel Anti-Corrosion Strategy Enables Long-Cycle Zn Anode. Adv. Energy Mater. 2022, 2202603.
DOI: 10.1002/aenm.202202603
https://doi.org/10.1002/aenm.202202603
11. ACS Nano：利用中性粒細胞納米囊泡治療實驗性自身免疫性腦脊髓炎
及時清除髓磷脂碎片是終止多發性硬化癥(MS)神經炎癥和實現組織再生的重要前提。在MS病變中，小膠質細胞是髓磷脂碎片的主要清除者，但其在MS患者中的吞噬能力往往較為有限。有鑒于此，中山大學邱偉、蔡蔚研究員和教授國家納米科學中心聶廣軍研究員構建了中性粒細胞衍生的納米囊泡(NNVs)，以增強小膠質細胞對髓鞘碎片清除的效率和用于MS治療。
本文要點：
1）RNA測序(RNAseq)結果表明，NNVs治療可改善MS小鼠模型實驗性自身免疫性腦脊髓炎(EAE)的損傷性神經炎癥。經NNVs治療后，EAE小鼠能夠表現出良好的神經功能和白質完整性。ATACseq實驗表明，NNVs治療可上調小膠質細胞中核因子E2相關因子2 (NRF2)的表達。
2）此外，研究者也發現NRF2能夠激活RUBCN (RUN結構域和含有Beclin 1相互作用蛋白和豐富的半胱氨酸的結構域)的轉錄，進而增強小膠質細胞中LC3相關的吞噬作用(LAP)。實驗結果表明，小膠質細胞吞噬的髓磷脂碎片可以在經NNVs治療的EAE小鼠體內有效分解，且無明顯副作用。綜上所述，該研究充分證明了NNVs可以通過清除髓鞘碎片來調節神經炎癥，能夠作為一種治療多發性硬化癥的新策略。
Shishi Shen. et al. Neutrophil Nanovesicle Protects against Experimental Autoimmune Encephalomyelitis through Enhancing Myelin Clearance by Microglia. ACS Nano. 2022
DOI: 10.1021/acsnano.2c07798
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c07798
