1. Nature Energy: 在導電聚合物中形成分層有序結構以提高鋰離子電池的性能
導電聚合物在能量轉換和存儲裝置中的應用日益廣泛。而在導電聚合物的常規設計中，通過自下而上的合成方法引入有機功能團，并對單個聚合物的改性來增強特定性能。然而，官能團的引入產生了相互沖突的影響，并限制了它們的規模化合成和廣泛應用。近日，勞倫斯伯克利國家實驗室Liu Gao通過在導電聚合物中形成分層有序結構以提高鋰離子電池的性能。
本文要點：
1) 作者報道了一種具有簡單結構的導電聚合物，該聚合物通過熱處理可以開發出具有納米晶形態的分層有序結構（HOS）。并且作者利用在導電聚合物中構建永久HOS的方法，致使電荷傳輸特性和機械穩定性顯著增強，進而表明其對鋰離子電池的實際應用至關重要。
2) 最后，作者發現具有HOS的導電聚合物具有高負載微米級SiOx基陽極全電池的優異循環性能，即其在超過300次循環后，仍具有超過3.0 mAh?cm?2的面容量?且平均庫侖效率>99.95%。
Tianyu Zhu, et al. Formation of hierarchically ordered structures in conductive polymers to enhance the performances of lithium-ion batteries Nature Energy 2023
DOI: 10.1038/s41560-022-01176-6
https://doi.org/10.1038/s41560-022-01176-6
2. Nature Commun.：好氧條件下原位生成烯烴在氮化硼催化劑上的烷烴自加速脫氫
氮化硼(BN)催化劑上的烷烴氧化脫氫反應(ODH)具有較高的烯烴選擇性和較小的生態碳足跡。近日， 大連理工大學An-Hui Lu報道了一個不尋常的現象，即反應中原位生成的烯烴通過與過氧化氫和烷氧基相互作用，通過加入烷烴和烯烴的混合物和密度泛函理論（DFT）計算，反過來積極地加速了BN上母烷烴的轉化，并產生了促進烷烴氧化和烯烴形成的活性物種。
本文要點：
1）同位素示蹤研究表明，當與丙烷共存時，丙烯中的C-C鍵發生斷裂，這直接證明了在BN上的ODH反應中發生了烯烴的深度氧化。
2）此外，通過共進料混合烷烴策略，在較低的溫度下成功地實現了丙烷原位生成的烯烴對乙烷的活化作用。
這項工作揭示了BN上真實的ODH反應途徑，并為高效生產烯烴提供了一個洞察力。
Liu, Z., Liu, Z., Fan, J. et al. Auto-accelerated dehydrogenation of alkane assisted by in-situ formed olefins over boron nitride under aerobic conditions. Nat Commun 14, 73 (2023).
DOI：10.1038/s41467-022-35776-3
https://doi.org/10.1038/s41467-022-35776-3
3. JACS：放療引發的腫瘤內蛋白水解靶向嵌合體前藥激活
蛋白質水解靶向嵌合體(Proteolysis targeting chimera, PROTAC)是一種新興的蛋白質降解策略，在靶向那些“無藥可解”蛋白質方面具有獨特的優勢。然而，在非靶組織蛋白降解所引起的PROTACs的全身毒性極大地限制了PROTACs在臨床實踐中的應用。有鑒于此，清華大學李景虹院士設計了一種放射治療觸發的PROTAC前藥(RT-PROTAC)激活策略，即通過x射線輻射精確、時空地控制蛋白質的降解。
本文要點：
1）實驗通過將x射線誘導的苯疊氮化物籠與靶向溴區結構域(BRD)的PROTAC結合，構建了首個RT-PROTAC。研究發現，RT-PROTAC前藥的活性很低，但其在x射線輻射下能夠在體內外被有效激活。
2）激活的RT-PROTAC在降解BRD4和BRD2方面的效果與PROTAC降解物相當，并能夠在MCF-7異種移植模型中表現出與放療相協同的抗腫瘤效力。綜上所述，該研究工作為在體內時空控制蛋白質降解提供了新的策略，能夠有效減少PROTACs造成的不良全身毒性。
Chunrong Yang. et al. Radiotherapy-Triggered Proteolysis Targeting Chimera Prodrug Activation in Tumors. Journal of the American Chemical Society. 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c10177
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c10177
4. JACS：基于類抗氧化酶MOF-818納米酶的特異性納米藥物用于治療糖尿病慢性創面
慢性創面是糖尿病患者常見的并發癥之一，會造成持續的疼痛和巨大的經濟負擔，進而給患者帶來極大的不便。然而，目前臨床上對糖尿病慢性創面的治療的效果仍不令人滿意。糖尿病慢性傷口與正常傷口的主要區別在于慢性傷口的炎癥期延長但無效。有鑒于此，中科院長春應化所董紹俊院士和方幼興副研究員通過將具有類抗氧化酶活性的金屬有機骨架(MOF)納米酶與水凝膠(Gel)結合，構建了一種有效的抗氧化體系(MOF/Gel)，以用于促進糖尿病大鼠慢性創面的愈合。
本文要點：
1）MOF/Gel能夠持續清除活性氧，調節糖尿病慢性創面的氧化應激微環境，使創面從炎癥期自然過渡到增殖期。
2）實驗結果表明，一次性應用MOF/Gel的療效與人類表皮生長因子Gel（一種廣泛用于多種傷口治療的臨床藥物）相當。綜上所述，這種高效、安全、便捷的MOF/Gel系統可以充分滿足臨床的治療需求。
Daiyong Chao. et al. Specific Nanodrug for Diabetic Chronic Wounds Based on Antioxidase-Mimicking MOF-818 Nanozymes. Journal of the American Chemical Society. 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c09663
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c09663
5. JACS：含鐵的類蛋白超分子鐵遞送系統用于鐵死亡腫瘤治療
鐵死亡為腫瘤治療提供了新的理論基礎和方法。然而，傳統的鐵遞送系統效率較低，從而嚴重限制了鐵死亡的研究。吉林大學張皓教授、張松靈教授和劉軼教授通過FeCl3的水解、氨基酸的縮合和含鐵組分的自組裝過程構建了一種高效的超分子鐵遞送體系(SIDS)。
本文要點：
1）組裝后的SIDS具有以β-FeOOH為核心、Fe3+/聚氨基酸配位網絡為外殼的梭狀核/殼結構。SIDS的鐵含量高達42 wt %，大大高于鐵蛋白。此外，SIDS的含鐵類蛋白結構和梭狀形態也能夠促進其腫瘤積累和細胞內化。
2）一旦暴露于谷胱甘肽(GSH)過表達的腫瘤微環境中，SIDS就會分解，進而消耗GSH和釋放Fe2+，導致雙重放大的鐵死亡。實驗結果表明，SIDS對膀胱癌具有顯著的抗腫瘤作用。
Shuwei Liu. et al. Iron-Containing Protein-Mimic Supramolecular Iron Delivery Systems for Ferroptosis Tumor Therapy. Journal of the American Chemical Society. 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c09139
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c09139
6. JACS：1-丁烯吸附對UIO-66節點上單金屬陽離子二聚活性的影響
將金屬陽離子接枝到鋯基金屬有機框架(如UiO-66)中缺失的連接體缺陷位點，產生了獨特的界限分明的同倫催化活性位點。近日，芝加哥大學Laura Gagliardi，太平洋西北國家實驗室Johannes A. Lercher介紹了一組用于烯烴催化二聚的UiO-66負載的金屬催化劑M-UiO-66 (M = Ni、Co、Cu和Cr)的合成和表征。
本文要點：
1）通過氧化氘吸附的氫-氘交換以及隨后的紅外光譜顯示，在300℃抽空后，最后一個分子水配體從位點解吸，產生M(OH)-UiO-66結構。
2）使用量熱法和密度泛函理論技術研究1-丁烯的吸附，以表征烯烴與發現對烯烴低聚反應有活性的金屬陽離子位點的相互作用。對于最具活性的Ni-UiO-66，與水配體的存在相比，從活性位點除去分子水顯著增加了1-丁烯吸附焓，并且幾乎使1-丁烯二聚的催化活性加倍。其他M-UiO-66 (M =Co、Cu和Cr)的催化活性比鎳-UiO-66低1-3個數量級。催化活性與1-丁烯吸附的吉布斯自由能成線性關系。
探索所有金屬的Cossee-ARLman機理的密度泛函理論計算支持活性的差異，提供了金屬位點作為1-丁烯二聚的活性中心的分子水平理解。
Laura L?bbert, et al, Influence of 1?Butene Adsorption on the Dimerization Activity of Single Metal Cations on UiO-66 Nodes, J. Am. Chem. Soc., 2023
DOI: 10.1021/jacs.2c12192
https://doi.org/10.1021/jacs.2c12192
7. JACS：通過亞穩態Mo-Al-B前驅體的受控分解在難熔硼化鉬中引入孔隙
合成難熔化合物通常需要的高溫排除了高能形態特征的形成，包括對需要更高表面積的應用(例如催化)有益的納米級孔。近日，賓夕法尼亞州立大學Raymond E. Schaak報道了一個低溫多步驟的途徑，工程中孔到催化耐火材料。
本文要點：
1）中孔硼化鉬，α-MoB，通過包含亞穩態MAB(金屬鋁硼)相Mo2AlB2和無定形氧化鋁的納米層壓板的受控熱分解而形成。加熱時，來自MoAlB的Mo2AlB2 AlOx納米層壓板的Mo2AlB2層開始橋接和分解，在α-MoB框架中形成氧化鋁內含物。氧化鋁可以在高壓釜中溶解在氫氧化鈉水溶液中，形成具有空的和可接近的孔的α-MoB。
2）孔的形態和尺寸的統計分析揭示了與晶粒尺寸的相關性，這與氧化鋁夾雜物形成的途徑有關。由于晶體結構關系，Mo2AlB2到α-MoB的轉變是拓撲定向的，導致高密度的堆垛層錯，其可以被建模以解釋觀察到的實驗衍射數據。此外，通過比較表面積和證明析氫反應的催化活性來驗證孔隙率。
Katelyn J. Baumler, et al, Introducing Porosity into Refractory Molybdenum Boride through Controlled Decomposition of a Metastable Mo?Al?B Precursor, J. Am. Chem. Soc., 2023
DOI: 10.1021/jacs.2c12496
https://doi.org/10.1021/jacs.2c12496
8. JACS：稀溶液中的聚二茂鐵硅烷嵌段共聚物球晶
嵌段共聚物（BCP）在溶液中自組裝成均勻的3D結構是一種極其罕見的現象。此外，對制造特定均勻3D結構的一般先決條件的研究仍然未知且具有挑戰性。近日，多倫多大學Mitchell A. Winnik通過簡單的一鍋直接自組裝（加熱和冷卻）方案，表明可以用各種聚（二茂鐵基二甲基硅烷）（PFS）BCP在各種極性和非極性溶劑中制備均勻的球晶狀結構及其前體。
本文要點：
1）隨著退火溫度和過飽和度的提高，這些結構都從細長的薄片演變為隕石、層狀膠束，最后是球晶。導致這種生長軌跡的關鍵特征是通過在早期細長的薄片表面自成核形成次生晶體。
2）研究人員確定了在溶液中制造PFS BCP球晶的一般先決條件。其中包括1-5.5范圍內的電暈/PFS核心塊比，有利于2D結構的形成以及在自組裝的早期階段在血小板基底面上形成次級晶體。一鍋直接自組裝提供了一種通用準則，以形成符合這些先決條件的均勻球晶及其前體，由PFS BCP組成。
3）此外，研究表明，直接自組裝協議中各個步驟的操作可以調節所形成結構的大小和形狀。這些一般概念顯示出使用一鍋直接自組裝協議從具有有趣光學、電子或生物醫學特性的半結晶 BCP 中制造和優化球晶及其前體的前景。
Jingjie Jiang, et al, Polyferrocenylsilane Block Copolymer Spherulites in Dilute Solution, J. Am. Chem. Soc. 2023
DOI: 10.1021/jacs.2c11119
https://doi.org/10.1021/jacs.2c11119
9. JACS：由單硫代內酯單體制成的堅韌而可回收的塑料
塑料生產的當前規模和隨之而來的廢物處理問題代表了化學可回收聚合物的未開發機會。典型的可回收聚合物要在單體的可聚合性和聚合物的解聚性之間進行權衡，并且在實際應用中性能不足。近日，中科院長春應化所陶友華研究員證明了相對高度應變的二內酯的單原子氧-硫取代是通過降低單體中的環應變能(從二內酯中的16.0 kcal mol-1到單硫代二內酯中的9.1 kcal mol-1)將“不可回收”聚酯轉化為化學可回收聚合物的有效且穩健的策略。
本文要點：
1）這些單硫代改性單體能夠實現高/選擇性聚合能力和再循環能力，否則在典型的單體中會產生矛盾的特征，如區域選擇性開環、最小的轉硫酯化和原始單體的定量回收。
2）計算和實驗研究表明，在聚合物主鏈中相鄰的酯和硫酯之間的n→π*相互作用與硫代酯化反應的高選擇性有關。
3）所得聚合物表現出高性能，其機械性能與一些商品聚烯烴相當。因此，硫代改性是一種強有力的策略，可將六元二內酯轉化為可化學回收的堅韌熱塑性塑料，有望成為下一代可持續發展的聚合物。
Yanchao Wang, et al, Tough while Recyclable Plastics Enabled by Monothiodilactone Monomers, J. Am. Chem. Soc., 2023
DOI: 10.1021/jacs.2c11502
https://doi.org/10.1021/jacs.2c11502
10. JACS：多相銥催化劑用于選擇性甲烷氧化
氧化甲烷(CH4)羰基化有望成為合成增值含氧化合物如乙酸(CH3COOH)的直接途徑。近日，波士頓學院Dunwei Wang報道了一種通過在氧化物載體上固定Ir絡合物來實現CH4氧化羰基化的策略。
本文要點：
1）該固定化方法不僅能夠直接活化CH4，還可以方便地分離和再利用催化劑。2）研究表明，形成C-C鍵的甲基遷移這一關鍵步驟對羰基的親電性很敏感，這可以通過對Ir中心的溫和還原來調節。
3）制備的主要以Ir(IV)為特征的催化劑優選產生CH3COOH，但主要以Ir(III)為特征的還原催化劑導致CH3OH產生的顯著增加，代價是CH3COOH的產率降低。
Haoyi Li, et al, Selective Methane Oxidation by Heterogenized Iridium Catalysts, J. Am. Chem. Soc., 2023
DOI: 10.1021/jacs.2c09434
https://doi.org/10.1021/jacs.2c09434
11. Matter：過渡金屬二硫屬化物功能膜的合成、改性及凈水應用
過渡金屬二硫屬化物(TMDC)納米材料已成為下一代功能膜的極佳候選者。在過去的幾年里，基于TMDC的納米材料進行了大量令人鼓舞的實驗和理論研究，為開發高選擇性和滲透性的膜開辟了新的方向。近日，深圳大學王任衡教授，Zhengfang Qian，香港城市大學曾志遠教授，蒙彼利埃大學Damien Voiry系統地綜述了二維TMDC納米材料及其在水凈化中的應用研究進展。
本文要點：
1）作者詳細介紹了以基于TMDC的用于凈水的功能膜的物理和化學性質。同時，對用于了解TMDC膜脫鹽過程的理論研究也進行了總結。
2）在此基礎上，總結了TMDC基膜的合成方法，探討了TMDC膜在凈水應用中的改性策略。
3）作者最后提出了TMDC功能膜未來發展面臨的挑戰和展望，以及TMDC膜功能化的未來研究方向。
Huarong Peng, et al, Transition metal dichalcogenide-based functional membrane: Synthesis, modification, and water purification applications, Matter, 2023
DOI: 10.1016/j.matt.2022.09.019
https://doi.org/10.1016/j.matt.2022.09.019
