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1. Nature Commun.：快充電池中鋰鍍的車載早期檢測和緩解

快充被認為是鋰離子電池加速電動汽車主流采用所需的最理想功能之一。然而，目前的電池充電協議主要包括保守的速率步驟，以避免潛在的危險鋰鍍及其相關的寄生反應。一種高靈敏度的車載檢測方法可以在不達到鋰鍍區域的情況下實現電池快速充電。近日，斯坦福大學崔屹教授，Yuzhang Li展示了一種新的差壓傳感方法來精確檢測鋰鍍事件。

本文要點：

1）通過實時測量電池單位電荷壓力的變化(dp/dq)，并將其與鋰離子嵌入負極過程中dp/dq的最大值所定義的閾值進行比較，可以高精度地檢測到鋰電鍍在廣泛生長之前的開始。

2）此外，通過將這種差壓傳感集成到電池管理系統(BMS)中，可以實現動態自調節充電協議，有效地消除低溫(0°C)引發的鋰鍍，而傳統的靜態充電協議在相同條件下會導致災難性的鋰電鍍。

研究人員認為差壓傳感可以作為一種早期的無損診斷方法來指導快速充電電池技術的發展。

Huang, W., Ye, Y., Chen, H. et al. Onboard early detection and mitigation of lithium plating in fast-charging batteries. Nat Commun 13, 7091 (2022).

DOI：10.1038/s41467-022-33486-4

https://doi.org/10.1038/s41467-022-33486-4

2. Nature Commun.：連續樹脂充填和氫鍵協同輔助3D結構彩色打印

三維光子晶體(PC)以其獨特的光學性質引起了人們的廣泛關注。然而，利用3D打印膠體顆粒制作3D PC結構受到快速打印速度下組裝控制的限制。近日，中科院化學研究所宋延林研究員，吳磊副研究員使用氫鍵輔助膠體油墨的連續數字光處理(DLP)3D打印策略來制造組裝良好的3D PC結構。

本文要點：

1）研究發現，膠體粒子在紫外光固化體系中的穩定分散，由于氫鍵的作用和連續固化方式產生的吸力共同作用，實現了宏觀印刷和微觀粒子的同時組裝，賦予了體積顏色特性。

2）通過控制顆粒直徑和打印速度，可以很好地調節結構顏色，從而獲得各種具有所需結構顏色分布和光學導光性能的復雜三維結構。

3）這種3D色彩構建方式在定制首飾配飾、裝飾和光學器件準備方面顯示出巨大的潛力，并將創新結構色彩的發展。

Zhang, Y., Zhang, L., Zhang, C. et al. Continuous resin refilling and hydrogen bond synergistically assisted 3D structural color printing. Nat Commun 13, 7095 (2022).

DOI：10.1038/s41467-022-34866-6

https://doi.org/10.1038/s41467-022-34866-6

3. Nature Commun.：用于高性能溶液處理氧化物晶體管的疊氮化有機-無機混合介質配體

由于物聯網技術的全球發展，人們對具有低待機功耗的基于金屬氧化物半導體的電路，特別是能夠低成本溶液處理的薄膜晶體管（TFT）材料的興趣迅速增加。在幾種可溶液加工的半導體中，金屬氧化物被認為是用于TFT的最成功的材料平臺，主要是因為它們的高電荷載流子遷移率和操作穩定性。近日，浦項科技大學Dae Sung Chung提出了一種高效的有機-無機混合介電層交聯策略，使用疊氮官能化的乙酰丙酮化物，將無機顆粒共價連接到聚合物上，實現有機和無機內含物的高效內部和內部交聯，產生致密且無缺陷的薄膜形態。

本文要點：

1）根據優化的工藝條件，研究人員獲得了超過4.0 MV cm^-1的優異介電強度、約14的高介電常數和38 mN m^-1的低表面能。

2）研究人員展示了異常高性能、無遲滯的n型溶液處理氧化物晶體管的制造，該晶體管包含In₂O₃/ZnO雙層作為有源溝道，電子遷移率超過50 cm² V^-1s^-1，開/關比約為10⁷，亞閾值擺幅為108 mV dec^-1，偏置應力穩定性高。

3）根據與溫度相關的I-V分析結合電荷傳輸機制分析，研究人員證明了所提出的混合電介質層在場效應條件下為In₂O₃/ZnO雙層提供了滲濾限制的電荷傳輸。

Lee, J., Hassan, S.Z., Lee, S. et al. Azide-functionalized ligand enabling organic–inorganic hybrid dielectric for high-performance solution-processed oxide transistors. Nat Commun 13, 7021 (2022).

DOI：10.1038/s41467-022-34772-x

https://doi.org/10.1038/s41467-022-34772-x

4. Nature Commun.：不易察覺、可設計且可升級的編織電子線

柔性傳感器、友好界面和智能識別是新型人機交互研究和智能設備開發的重要內容。然而，在設計以用戶為中心、具有自然、方便和高效界面的智能設備時，仍然會遇到重大挑戰。近日，受基于紡織品的柔性電子傳感器特性的啟發，華中科技大學陶光明教授報道了一種低成本、自動化制造的編織電子線，以實現不可感知、可設計和可擴展的用戶界面。

本文要點：

1）該編織電子線為小型化形式，適合與生活中的各種場合集成。為了實現高精度交互，設計了多特征融合算法來識別在單根編織電子線上執行的不同位置、不同接觸區域和不同運動的手勢。

2）識別出的動作結果反饋給各種交互終端，顯示出線繩形式和應用的多樣性。這種編織電子線具有用戶友好性、優異的耐用性和豐富的交互方式，將極大地促進未來人機一體化的發展。

Chen, M., Ouyang, J., Jian, A. et al. Imperceptible, designable, and scalable braided electronic cord. Nat Commun 13, 7097 (2022).

DOI：10.1038/s41467-022-34918-x

https://doi.org/10.1038/s41467-022-34918-x

5. Nature Commun.：轉換納米沉淀物以抵抗高強度鋁合金中的氫脆

眾所周知，氫使高強度鋁合金急劇脆化，這嚴重阻礙了人們在航空航天和運輸工業中開發超強部件的研究。而理解和利用氫與鋁合金中的核心強化元素(尤其是納米沉淀物)的相互作用，對于打破這一瓶頸至關重要。近日，九州大學Yafei Wang，Bhupendra Sharma，Yuan tao Xu發現，鋁合金的氫脆可以通過將納米沉淀物從η相轉變為T相而大大抑制，而不改變整體化學成分。

本文要點：

1）研究發現，T相強烈地捕獲氫并阻止氫輔助的裂紋生長，裂紋的面積分數減少了60%以上。

2）T相誘導的缺陷和界面處氫濃度的降低促進了裂紋的擴展，這是抑制氫脆的主要原因。因此，將沉淀物轉化為強氫陷阱被證明是鋁合金氫脆的潛在緩解策略。

Wang, Y., Sharma, B., Xu, Y. et al. Switching nanoprecipitates to resist hydrogen embrittlement in high-strength aluminum alloys. Nat Commun 13, 6860 (2022).

DOI：10.1038/s41467-022-34628-4

https://doi.org/10.1038/s41467-022-34628-4

6. Nature Commun.： 二氧化鈰上Pt單原子的微調局部配位環境控制催化反應性

構建具有微調配位環境的單原子催化劑可能是實現令人滿意的催化性能的有前途的策略。近日，中佛羅里達大學Fudong Liu通過簡單的煅燒溫度控制策略，成功制備了具有精確控制配位環境的CeO₂負載的Pt單原子催化劑。

本文要點：

1）實驗和理論分析表明，在550 ℃制備的Pt₁/CeO₂（Pt/CeO₂-550）上的Pt單原子主要位于CeO₂的邊緣位置，Pt–O配位數為ca.5，而在800 ℃制備的那些（Pt/CeO₂-800）主要位于CeO₂平臺上扭曲的Ce取代位點，Pt-O配位數為ca.4

2）Pt/CeO₂-550和Pt/CeO₂-800具有不同的Pt₁-CeO₂配位環境，由于它們在反應物活化和H₂O脫附方面的不同作用，在CO氧化和NH₃氧化中表現出相反的活性趨勢，表明Pt單原子催化劑在不同目標反應中的催化性能可以通過優化它們的局部配位結構而最大化。

Tan, W., Xie, S., Le, D. et al. Fine-tuned local coordination environment of Pt single atoms on ceria controls catalytic reactivity. Nat Commun 13, 7070 (2022).

DOI：10.1038/s41467-022-34797-2

https://doi.org/10.1038/s41467-022-34797-2

7. Chem：硅質沸石中錨定的鈷用于催化乙烷脫氫

乙烷催化脫氫(EDH)是利用頁巖氣生產乙烯的一種很有前途的方法，但目前的工藝大多表現出乙烯時空產率低于1.5 Kg_C2H4 Kg_cat^-1 h^-1，這是因為在非氧化路線中催化劑活性不足。近日，浙江大學王亮，中科院大連化物所Jianping Xiao，上海交通大學Xi Liu通過機械輔助自發分散方法將鈷物種鉚接到硅質沸石中，開發出一種含鈷沸石催化劑（Co/S-1），從而克服了這些問題。

本文要點：

1）沸石晶體中分離的鈷物種對EDH特別有活性，在快速乙烷進料下，表現出接近未稀釋乙烷脫氫的熱力學極限的轉化率。在863 K時，乙烯的時空產率可高達13.4 Kg_C2H4 Kg_cat^-1 h^-1，這創下了非氧化EDH的記錄，顯著優于以前測試的所有催化劑。

2）更重要的是，沸石調節的鈷物種削弱了乙烯產物的吸附，加速了產物逸出以避免深度脫氫或裂化形成焦炭。

Liu et al., Rivet of cobalt in siliceous zeolite for catalytic ethane dehydrogenation, Chem (2022)

DOI：10.1016/j.chempr.2022.10.026

https://doi.org/10.1016/j.chempr.2022.10.026

8. Chem：一種可在-110℃下工作的水系可充電鋅-空氣電池

以金屬鋅和空氣為電極的堿性水電解質基鋅-空氣電池（ZABs）用于大規模能量轉換系統，已經引起了人們的極大關注。然而，電解質水溶液的冰凍和電催化劑的催化性能的衰減嚴重阻礙了ZABs的超低溫運行性能。近日，香港城市大學支春義教授，Jun Fan通過實驗和理論研究發現，隨著氫氧化鉀濃度(C_KOH)的增加，氫氧化鉀的凝固點先降低，這是由于氫氧化鉀的斷裂造成的，而隨著C_KOH的進一步增加，凝固點又升高，這是由增強的離子相互作用決定的。

本文要點：

1）所制備的電解質的最低凝固點可降至-120 °C ( 8 M的C_KOH)，在-110 °C下仍然表現出35 mS cm^-1的高離子電導率。

2）此外，研究人員開發了一種高效的Fe-Co-N多孔碳電催化劑（FeCo-PC ）,用于超低溫下的ORR和OER應用，并研究了開發的電催化劑與商業Pt/C和IrO₂相比的溫度依賴性催化性能。開發的FeCo-PC在超低溫下保持了優越的催化性能，這歸因于FeCo-PC固有的高表面積以及低溫下增強的電子導電性。

3）得益于開發的電解質和催化劑，制造的ZAB在低至-110 °C獲得前所未有的電池性能，在-70 °C下的最大功率密度為61.3 mW cm^-2，容量為627.9 mAh g^-1，循環穩定性約為140 h。

Chen et al., Aqueous rechargeable zinc air batteries operated at -110℃, Chem (2022),

DOI：10.1016/j.chempr.2022.10.028

https://doi.org/10.1016/j.chempr.2022.10.028

9. Chem：破譯和調節溶劑化結構的能量學使鋰金屬電池的高電壓化學成為可能

盡管人們已經實現了鋰金屬負極上的局部高濃度電解質(LHCEs)的穩定性，但是對其用于高電壓正極的氧化化學的理解還不清楚。近日，浙江大學范修林教授證明了Li+和溶劑之間的去配位決定了LHCEs的陽極穩定性，這可以通過環境稀釋劑進行微調。

本文要點：

1）在篩選可能的稀釋劑后，研究人員發現2H，3H-十氟戊烷（HFC）滿足與溶劑化殼層的相對弱但足夠的相互作用的原則，從而加強Li⁺配位并為電解質提供優異的抗氧化化學。

2）所提出的HFC-LHCE使得實際的鋰金屬電池能夠在惡劣條件下實現90%以上的容量保持率，庫侖效率為99.91%，循環次數超過180次（4.4 V 20-μm-Li| |3.7-mAh cm^-2-LiNi_0.8Mn_0.1Co_0.1O₂和44 V 20-μm-Li||4-mAh cm^-2-LiCoO₂電池）。

這項工作提出了提高電解質正極和負極穩定性的指導原則，這有利于LHCEs的發展，并啟發了下一代鋰電池的配方。

Wu et al., Deciphering and modulating energetics of solvation structure enables aggressive high-voltage chemistry of Li metal batteries, Chem (2022)

DOI：10.1016/j.chempr.2022.10.027

https://doi.org/10.1016/j.chempr.2022.10.027

10. Angew：TiO₂通過光生自由基光催化溶解貴金屬

探索貴金屬（PM）的光催化溶解途徑對于貴金屬回收至關重要。近日，上海師范大學Bian Zhenfeng、Yu Han系統地研究了光生自由基光催化溶解貴金屬過程的溶解選擇性和溶劑化效應。

本文要點：

1) 通過結合瞬態表征、反應動力學和密度泛函理論，確定光催化中產生的自由基是整個反應中的關鍵活性物質。溶劑中的氰基官能團是金溶解的驅動因素，并進一步證實了氯自由基對鉑族貴金屬溶解的重要性。

2) 此外，不同貴金屬的催化性質可以促進官能團的不同轉化，從而實現選擇性溶解。光催化貴金屬浸出物的結構也精確解釋了貴金屬和官能團配體的特殊配位形式。

Chen Yao, et al. Photocatalytic Dissolution of Precious Metals by TiO₂ through Photogenerated Free Radicals. Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/ange.202213640

https://doi.org/10.1002/ange.202213640

11. Angew：用于增強催化CO氧化的含鉑單原子的鉑-鈦金屬間化合物

在金屬納米顆粒上，氧化物覆蓋層包覆金屬顆粒的強金屬-載體相互作用已被廣泛地觀測，但在金屬-載體之間的相互作用仍然難以觀測。近日，中國科學技術大學孫治湖、王超、劉毅研究了高溫H₂還原下銳鈦礦TiO₂上負載的Pt納米簇（1.5nm）的結構演變。

本文要點：

1) 當還原溫度達到400℃時，Pt納米團簇開始部分轉化為CsCl型PtTi金屬間化合物。在經過700°C還原后，PtTi納米顆粒沿著TiO₂（101）晶面進行外延生長。

2) 通過理論計算，發現通過還原的Ti原子遷移到Pt簇中形成熱穩定的PtTi金屬間化合物，其中單原子Pt被Ti隔離，表現出增強的催化活性，并提高了CO氧化的催化耐久性。

He Wenxue, et al. Structural Evolution of Anatase-Supported Platinum Nanoclusters into a Platinum--Titanium Intermetallic Containing Platinum Single Atoms for Enhanced Catalytic CO Oxidation. Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202213365

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202213365

12. AM綜述：基于乳酸氧化酶的癌癥診斷與治療

深圳大學黃鵬教授對基于乳酸氧化酶的癌癥診斷與治療相關研究進行了綜述。

本文要點：

1）乳酸氧化酶(LOx)對L-乳酸具有特異性催化作用，其催化過程會消耗氧氣(O₂)，并會產生大量的過氧化氫(H₂O₂)和丙酮酸。近年來，LOx在癌癥的診斷和治療領域中引起了研究者的廣泛關注。由于腫瘤組織中存在高水平的乳酸，并且其與腫瘤生長、轉移和復發密切相關，因此基于LOx的生物傳感器(包括基于H₂O₂、基于O₂、pH敏感型和電化學等)能夠被用于癌癥診斷，而多種基于LOx的癌癥治療策略，包括基于乳酸消耗的代謝性癌癥治療/免疫治療、乏氧激活的化療、基于H₂O₂的化學動力學治療以及多模式協同癌癥治療等也取得了重要的進步。

2）作者在文中綜述了LOx的乳酸特異性催化性能，并對基于LOx的腫瘤診斷和或治療平臺及其生物醫學應用的最新進展進行了綜述；此外，作者也重點討論了LOx基納米藥物所面臨的挑戰和未來的發展潛力。

Shanshan Jiang. et al. Lactate Oxidase-Instructed Cancer Diagnosis and Therapy. Advanced Materials. 2022

DOI: 10.1002/adma.202207951

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202207951