1. Nature Commun.：二維BCS-BEC交叉中的渦旋動力學
巴丁-庫珀-施里弗(BCS)凝聚和玻色-愛因斯坦凝聚(BEC)是成對費米子系統的兩個極限基態，這兩個極限之間的交叉一直是高溫超導和冷原子超流性兩個領域的興奮來源。對于超導體，像石墨烯和LixZrNCl這樣的超低摻雜系統成功地接近了從BCS側開始的交叉。這些超導體提供了新的機會來闡明朝向BEC機制的帶電粒子傳輸的本質。東京大學Yoshihiro Iwasa等利用最近建立的門控LixZrNCl系統系統地研究了2D BCS-BEC交叉中的渦旋霍爾效應。
本文要點：
1）作者通過實驗觀察到霍爾角隨著交叉內摻雜的減少而增加。結合TDGL理論，作者成功地定性再現了這種行為，并因此提出了實驗支持的交叉內渦動力學的演變。該模型還允許推測超出實驗區域的預期渦流動力學，接近BEC極限，從而揭示了整個BCS-BEC交叉區域及其以外的渦流動力學的綜合情況。LixZrNCl的簡單能帶結構(沒有競爭有序)對于建立對包括銅氧化物在內的許多超導體中的VHE的清楚理解應該是至關重要的，這是長期未解決的問題。
2）作者提出的密度控制的BCS-BEC交叉有可能成為材料探索和研究BEC極限中未探索的超導物理學的重要平臺，正如展示的BEC極限中渦旋動力學的開放問題有待實驗解決。
Heyl, M., Adachi, K., Itahashi, Y.M. et al. Vortex dynamics in the two-dimensional BCS-BEC crossover. Nat Commun 13, 6986 (2022).
DOI: 10.1038/s41467-022-34756-x
https://doi.org/10.1038/s41467-022-34756-x
2. Nature Commun.：氫含量變化很大的七種氫化鑭的高壓合成
隨著LaH10在近環境溫度和高壓下的超導電性的報道，鑭-氫系統已經引起了極大的關注。根據粉末X射線衍射和電阻率數據，懷疑可以合成LaH10以外的相，盡管它們還沒有被鑒定。拜羅伊特大學Dominique Laniel等展示了作者對該系統的單晶X射線衍射研究的結果，由密度泛函理論計算支持，揭示了在50至180 GPa范圍內合成的氫化鑭的意外化學和結構多樣性。
本文要點：
1）作者制備了七種鑭氫化物LaH3、LaH4、LaH4+δ、La4H23、LaH6+δ、LaH9+δ和LaH10+δ，并測定了鑭在它們結構中的原子坐標。這里揭示的稀土元素氫化物的規律為指導尋找其他可合成的氫化物和候選高溫超導體提供了線索。
2）鑭氫化物中氫含量的可變性和樣品的相不均勻性突出了與評估潛在超導相和高壓氫化物中電子躍遷性質相關的挑戰。
Laniel, D., Trybel, F., Winkler, B. et al. High-pressure synthesis of seven lanthanum hydrides with a significant variability of hydrogen content. Nat Commun 13, 6987 (2022).
DOI: 10.1038/s41467-022-34755-y
https://doi.org/10.1038/s41467-022-34755-y
3. Nature Commun.：通過堆積嵌段共聚物啟動自組裝途徑
嵌段共聚物的自發自組裝十分普遍，經過特定設計，其可以組裝成定義明確的納米級結構。然而，平衡態組裝僅能產生一些有限的結構。原則上，非平衡態的組裝策略可以通過利用自組裝的反應性來擴大結構的多樣性?；谶@一情況，來自美國布魯克海文國家實驗室的Kevin G. Yager團隊開發了一種結合控制薄膜初始配置和排序記錄的路徑啟動策略，實現了對結構控制的增強，從而可以用于設計獲得更豐富的材料功能特性。
本文要點：
1) 研究通過依次涂覆不同的材料以形成規定的初始狀態，并使用熱退火使這些明顯的非平衡狀態在組裝過程中演化，穿過通常無法到達的瞬態結構；
2) 此外，研究者們探索了巨大的相關超空間、跨越加工（退火溫度和時間）、材料（成分和分子量）和分層（厚度和順序）維度的影響，得到了一個新型結構庫，包括垂直定向的穿孔薄片、渡槽結構（具有基底釘扎穿孔的垂直薄片壁）、護墻（鋸齒狀薄片）和交叉薄片網絡結構。
Russell, S.T., Bae, S., Subramanian, A. et al. Priming self-assembly pathways by stacking block copolymers. Nat Commun 13, 6947 (2022).
DOI: 10.1038/s41467-022-34729-0
https://doi.org/10.1038/s41467-022-34729-0
4. Nature Commun.：通過肟連接水相合成高功能性、疏水性和化學可回收的纖維素納米材料
纖維素納米纖維(CNF)材料是高機械性能納米材料可持續發展的候選材料。由于固有的親水性和有限的功能范圍，大多數應用需要對CNF進行化學改性。然而，由于CNF在高濃度下在非水溶劑中聚集的傾向，直接在CNF上的靶向轉化是麻煩的，使得合適試劑的選擇變得復雜，并且需要最終產物的冗長分離。瑞典皇家理工學院Peter Olsén和Elena Subbotina等通過開發一種通用的、完全基于水的、實驗上簡單的CNF功能化方法來應對這一挑戰，提供脂肪族、烯丙基、炔丙基、偶氮芐基和取代芐基官能團。
本文要點：
1）第一步是在濕餅狀態下將NaIO4氧化成二醛-CNF，隨后用O-取代的羥胺進行肟連接。肟類化合物水解穩定性的提高消除了對還原性穩定化的需要，而還原性穩定化通常是醛基與胺在水中反應的類似亞胺所需要的?？偟膩碚f，該方法提供了定制程度的納米纖維功能化(2-4.5 mmol/g)，在弱酸性條件下可能可逆地分離功能，導致二醛CNF的重新形成。
2）最后，作者對改性CNF材料在綠色電子和摩擦電納米發電機中的潛在應用進行了評估。
Subbotina, E., Ram, F., Dvinskikh, S.V. et al. Aqueous synthesis of highly functional, hydrophobic, and chemically recyclable cellulose nanomaterials through oxime ligation. Nat Commun 13, 6924 (2022).
DOI: 10.1038/s41467-022-34697-5
https://doi.org/10.1038/s41467-022-34697-5
5. AM：用于CO2還原的高熵合金氣凝膠
高熵合金氣凝膠（HEAAs）結合了高熵合金和氣凝膠的優點，在催化反應極具應用前景。然而，由于不同金屬的還原電位和混溶性的差異，實現單相HEAA仍然是一個巨大的挑戰。近日，江南大學劉天西、張楠、青島大學白樹行通過凍融方法制備了一系列用于CO2還原反應（CO2RR）的高活性和耐久性HEAA電催化劑。
本文要點：
1) PdCuAuAgBiIn HEAA可以在-0.7至-1.1V（）范圍內實現生成C1產物并且法拉第效率（FE）幾乎100%，在-1.1V（vs. RHE）下最大FEHCOOH為98.1%，這優于PdCuAuAgBiIn高熵合金顆粒（HEAP）和Pd金屬氣凝膠（MA），并且電流密度和FEHCOOH幾乎為200 mA cm?2和87%。
2) PdCuAuAgBiIn HEAA優異的CO2RR性能歸因于其不同金屬和表面不飽和位點之間的強相互作用，可以調節不同金屬的電子結構，實現在催化劑表面最佳的HCOO*中間體吸附和解吸，促進HCOOH的生成。
Liu Hanjun, et al. High-entropy Alloy Aerogels: A New Platform for Carbon Dioxide Reduction. Adv. Mater. 2022
DOI: 10.1002/adma.202209242
https://doi.org/10.1002/adma.202209242
6. AM：用于柔性傳感電子器件的聚合物基底上直接合成的大規模超魯棒MoS2圖形
大面積圖案化二硫化鉬的合成被認為是實現高性能二硫化鉬基柔性電子器件的基礎。然而，盡管在促進實際應用方面取得了巨大的進步，但是將MoS2膜圖案化和轉移到目標柔性基板需要傳統的多步光刻圖案化和轉移工藝。西北工業大學黃維院士和Xuewen Wang等報道了一種結合噴墨印刷和熱退火直接合成大尺寸二硫化鉬圖案的方法。
本文要點：
1）作者制備了一種可以在聚酰亞胺薄膜上沉積任意圖案的最佳前驅油墨。通過引入Ar/H2氣氛，在350℃下的熱處理能夠在圖案化的前體中原位分解和結晶，并因此導致MoS2的形成。無需復雜的工藝，直接在聚合物基底上獲得圖案化的二硫化鉬，表現出優異的機械柔韌性和耐用性(10，000次彎曲循環后電阻變化不超過2%)以及優異的化學穩定性。
2）作者將此歸因于產生的連續薄微結構及其與基底的強粘附力。更進一步，作者采用這種方法制造各種對身體運動和濕度不敏感的柔性傳感設備，包括溫度傳感器和生物電傳感系統，用于實時、連續監控皮膚溫度、心電圖和肌電圖信號。
Li, W., et al, Large-scale Ultra-robust MoS2 Patterns Directly Synthesized on Polymer Substrate for Flexible Sensing Electronics. Adv. Mater.. Accepted Author Manuscript 2207447.
DOI: 10.1002/adma.202207447
https://doi.org/10.1002/adma.202207447
7. AM：具有堅韌和滲透性的芳綸納米纖維框架的堅固耐用的多功能Kirigami電子器件
由于在皮膚的3D動態表面上具有很高的延伸性和一致性，Kirigami設計有利于構建可穿戴電子產品。然而，能夠使堅固的kirigami設備具有所需的皮膚接口功能的合適的材料技術仍然有限。為此，香港大學Lizhi Xu開發了一種基于復合納米纖維骨架(CNFF)的多功能材料平臺，用于可穿戴Kirigami電子產品的工程設計。
本文要點：
1）包括芳綸納米纖維和聚乙烯醇的自組裝纖維網絡結合了高韌性、滲透性和可制造性，這對于制造混合器件是可取的。
2）研究人員通過多尺度模擬，解釋了CNF基Kirigami結構的高抗裂性，并為設計提供了必要的指導，可進一步推廣到其他Kirigami器件。
3）研究人員將各種微電子傳感器和電活性聚合物集成到基于CNFF的材料平臺上，實現對心電圖(CG)、肌電(EMG)、皮膚溫度等生理參數的測量。
這些機械堅固、多功能、輕便和生物兼容的kirigami器件有望為先進的可穿戴系統和人機界面的開發提供新的見解。
Hongzhen Liu, et al, Robust and Multifunctional Kirigami Electronics with Tough and Permeable Aramid Nanofiber Framework, Adv. Mater. 2022
DOI: 10.1002/adma.202207350
https://doi.org/10.1002/adma.202207350
8. AM：一種用于動態成像的氣相沉積鈣鈦礦光電探測器交叉陣列
隨著鈣鈦礦型光電探測器的發展，將光電探測器集成到陣列圖像傳感器中是下一個追求的目標。目前集成鈣鈦礦光電二極管用于動態成像的主要困難是像素之間的光電串擾。近日，暨南大學Weiguang Xie，Pengyi Liu，南京大學Xiaomu Wang采用氣相沉積法制備了一種具有像素級整流特性的鈣鈦礦型光電二極管阻擋二極管(PIN-BD)交叉陣列。
本文要點：
1）PIN-BD在光照下顯示出3.3×102的大整流比，將成像陣列中的電串擾抑制到8.0%。72.8 ns的快速響應時間允許每秒25幀以上的實時圖像采集。
2）該成像傳感器表現出優異的成像能力，具有112 dB的大線性動態范圍和4096個灰度級，以及1.2 lux以下的弱光靈敏度。
Zhenye Zhan, et al, A Perovskite Photodetector Crossbar Array by Vapor Deposition for Dynamic Imaging, Adv. Mater. 2022
DOI: 10.1002/adma.202207106
https://doi.org/10.1002/adma.202207106
9. AM：錳基金屬有機骨架作為冷適應納米酶
開發高效、穩定的冷適應酶是克服催化藥物在低溫和低溫下的局限性的先進策略。
近日，受到天然酶的啟發，西北工業大學Yong Qin，Jie Gao，Lianbing Zhang，中國科學院生物物理研究所Lizeng Gao設計并合成了一種新型的基于錳基納米金屬-有機骨架(nMnBTC)的耐冷納米酶。
本文要點：
1）nMnBTC模擬酶不僅在0 ℃下表現出優異的活性，而且在溫度升高到45 ℃時幾乎沒有可觀察到的活性損失，這打破了傳統的認識，即酶只有在特定的嗜冷或嗜熱條件下才表現出最大的活性。此外，NMnBTC作為一種冷適應納米酶的優異性能歸功于它在低溫下的高催化效率、良好的底物親和力和靈活的構象。
2）基于nMnBTC的強大性能，研究人員開發了一種低溫抗病毒策略，即使在-20℃也能滅活H1N1流感病毒。因此，這些結果不僅為合理設計高效的人工冷適應酶提供了重要指導，也為生物醫學在低溫領域的應用開辟了一條新的途徑。
Yao Chen, et al, Manganese Based Metal-Organic Framework as Cold-Adapted Nanozyme, Adv. Mater. 2022
DOI: 10.1002/adma.202206421
https://doi.org/10.1002/adma.202206421
10. AM：高效穩定有機太陽能電池用ZnO層的制備新方法
氧化鋅(ZnO)由于其優異的光電性能和簡單的制備方法，在有機太陽能電池中得到了廣泛的應用。盡管過去已經設計了多種多樣的陰極界面材料，但是ZnO由于其優異的綜合性能仍然是不可或缺的。因此，解決殘留胺與非富勒烯受體反應的持久問題將使ZnO優于其他材料，從而改善OSCs的性能。中科院化學所侯劍輝研究員等報道了一種簡單、有效且經濟的方法來去除ZnO中的殘留胺而不扭曲ZnO。
本文要點：
1）通過準確比較氧化鋅和殘留胺的堿度，作者選擇硼酸(BA)作為除胺劑，因為它具有合適的酸離解常數。此外，BA的高水溶性確保了后清洗過程可以容易地進行。通過添加BA，提高了陰極界面層的功函數、電子引出和穩定性。因此，OSCs在長期光照下的功率轉換效率和穩定性顯著提高。
2）基于PBDB-TF:HDO-4Cl:BTP-eC9體異質結的最佳0.04和1.00 cm2單結OSCs分別輸出18.40%和17.42%的效率。此外，基于BA處理的ZnO的串聯OSCs表現出19.56%的功率轉換效率，證明了該方法的可靠性。
Wang, Y., et al, New Method for Preparing ZnO Layer for Efficient and Stable Organic Solar Cells. Adv. Mater. 2208305.
DOI: 10.1002/adma.202208305
https://doi.org/10.1002/adma.202208305
11. AEM：電網規模鋰離子電池儲能的關鍵挑戰
由于全球氣候變化，不可逆轉的破壞將在未來十年迅速發生，因此能源基礎設施的快速轉型至關重要。據信，脫碳的實際策略將是8小時的鋰離子電池(LIB)電能儲存與風能/太陽能發電相結合，并使用現有的化石燃料設施作為備用。為了達到100太瓦時規模的LIB存儲，有人認為關鍵挑戰是消防安全和回收，而不是資本成本、電池循環壽命或采礦/制造挑戰。麻省理工學院李巨等提供了這兩個方向上正在進行的創新的簡要概述。
本文要點：
1）對于回收，人們正在追求更經濟和環保的冶金工藝(深度回收)，以及創新的直接回收(淺層回收)方法。淺層和深層回收的優化組合可以進一步提高回收的經濟和環境性能，在可再生能源產業中形成Co、Ni和Li等有價值元素的閉環，從而在儲能需求快速增長的情況下大大減輕資源和采礦負擔。此外，法規和管理必須與技術進步同步改進，以進一步提高安全性和可持續性。需要制定針對具體場所的最新安裝/安全準則和應急措施，需要認真對待報廢火災風險，并需要制定和執行廢物管理政策。
2）實現可再生能源與LIB存儲的循環經濟需要學術界、產業界和政府的廣泛合作。隨著技術和管理的改進，我們將更接近擁有可靠的< 90美元/千瓦時電池組，該電池組可穩定循環高達20，0 00次及以上，用于安全和可持續的電網存儲。
Huang, Y., Li, J., Key Challenges for Grid-Scale Lithium-Ion Battery Energy Storage. Adv. Energy Mater. 2022, 2202197.
DOI: 10.1002/aenm.202202197
https://doi.org/10.1002/aenm.202202197
12. Nano Lett. ：具有Fe–Mo雙金屬原子位點的FeN4實現高效電化學氧還原
具有FeN4活性結構的Fe–N–C催化劑在氧還原反應（ORR）中得到了越來越多的關注；然而，調節其在酸性溶液中催化性能仍然是一個挑戰。近日，首都師范大學Wenming Sun、清華大學王定勝、李亞棟院士構建了Fe–Mo雙金屬位點，以調節嵌入多孔氮摻雜碳中的單核Fe位點的ORR活性。
本文要點：
1) 由于氧分子傾向于順橋式吸附構型，從而使O–O鍵在Fe–Mo原子對位點上的斷裂更容易。
2) 當Mo原子被引入FeNx構型時，Fe d帶中心的下移優化了FeMoN6活性機構中ORR中間體的吸收-解吸行為，從而提高了催化性能。構建雙金屬原子位點以調節催化活性結構為提高其他類似非貴金屬催化劑的電催化性能提供思路。
Zhu Peng, et al. Regulating the FeN4 Moiety by Constructing Fe–Mo Dual-Metal Atom Sites for Efficient Electrochemical Oxygen Reduction. Nano Lett 2022
DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c03623
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.2c03623
