1. Nature Commun.：Cu簇的可擴展合成，用于連續加氫中中間體的顯著選擇性控制
與Cu納米顆粒和單個原子相比，僅包含少量原子的亞納米Cu團簇表現出獨特且通常出乎意料的催化行為。然而，由于Cu物種的高遷移率，穩定Cu簇的可擴展合成仍然是一個重大挑戰。近日，天津大學馬新賓教授，華盛頓州立大學Yong Wang報道了通過低溫原子擴散過程合成穩定的 Cu 亞納米簇催化劑，該過程在連續氫化中具有高選擇性，可形成所需的中間產物。1）通過控制起始材料（例如 Cu/SiO2）中Cu NPs的尺寸，Cu原子在低溫（200 °C）下從這些 NPs 原子擴散并重建以在CeO2上形成僅包含少量原子的穩定團簇。2）獲得的負載型 Cu 簇表現出優異的半氫化選擇性，在各種連續的氫化反應中具有出色的穩定性，例如乙炔氫化為乙烯和草酸二甲酯 (DMO) 氫化為乙醇酸甲酯。3）此外，由于催化劑前體的簡單合成，這種低溫原子擴散策略可以很容易地放大，并且已經在穩定的負載型銅催化劑的大批量合成中得到證明，并控制了從單個原子到簇的銅核度, 在工業應用中顯示出廣闊的前景。
Yao, D., Wang, Y., Li, Y. et al. Scalable synthesis of Cu clusters for remarkable selectivity control of intermediates in consecutive hydrogenation. Nat Commun 14, 1123 (2023).DOI：10.1038/s41467-023-36640-8https://doi.org/10.1038/s41467-023-36640-8
2. Nature Commun.：具有K+偏好性傳輸的金屬配位聚苯并咪唑膜
具有快速和選擇性離子傳輸的膜對于分離和電化學能量轉換和存儲設備至關重要，金屬配位聚合物有望用于制備具有分子通道的離子傳導膜，但其結構和離子傳輸通道仍不清楚。鑒于此，來自中國科學院大連化學物理研究所的李先鋒和Guohui Li等人報道了對金屬離子配位的聚苯并咪唑膜結構和K+偏好性轉運的機理見解。1) 該研究的分子動力學模擬表明，金屬離子和聚苯并咪唑之間的配位擴大了自由體積，形成亞納米級分子通道，納米通道中的物理約束和膜的靜電相互作用的結合實現了較高的K+轉移數，即使在濃鹽和堿性溶液中也高達0.9；2) 此外，鋅配位的聚苯并咪唑膜能夠快速傳輸電荷載體，并抑制堿性鋅鐵液流電池中的水遷移，使電池能夠穩定運行超過340?小時，這一工作提供了一種通過金屬離子配位調節聚合物鏈結構來調節聚合物膜離子傳輸性質的潛在策略。
Wu, J., Liao, C., Li, T. et al. Metal-coordinated polybenzimidazole membranes with preferential K+ transport. Nat Commun 14, 1149 (2023).DOI: 10.1038/s41467-023-36711-whttps://doi.org/10.1038/s41467-023-36711-w
3. Nature Commun.：可擴展和可切換的 CO2 響應膜，具有高潤濕性，用于分離各種油/水系統
具有響應性潤濕性的智能膜有望可控地分離油/水混合物，包括不混溶的油水混合物和表面活性劑穩定的油/水乳液。然而，這些膜面臨著外部刺激不理想、潤濕性響應不足、可擴展性困難和自清潔性能差等挑戰。在這里，江南大學Liangliang Dong開發了毛細管力驅動的限制自組裝策略，以構建可擴展且穩定的CO2響應膜，用于各種油/水系統的智能分離。1）在此過程中，CO2響應性共聚物可以通過操縱毛細管力均勻地附著在膜表面，生成面積高達 3600 cm2的膜，并且在CO2條件下具有在高疏水性/水下超親油性和超親水性/水下超疏油性之間出色的潤濕性切換/N2 刺激。2）該膜可應用于各種油水體系，包括不混溶混合物、表面活性劑穩定乳液、多相乳液和含污染物乳液，具有高分離效率（>99.9%）、可回收性和自清潔性能。由于強大的分離性能和出色的可擴展性，該膜對智能液體分離具有重要意義。
Wang, Y., Yang, S., Zhang, J. et al. Scalable and switchable CO2-responsive membranes with high wettability for separation of various oil/water systems. Nat Commun 14, 1108 (2023).DOI：10.1038/s41467-023-36685-9https://doi.org/10.1038/s41467-023-36685-9
4. Angew：用于柔性鋅電池的超分子Sol-Gel過渡電解液動態可調電極-電解液界面
基于具有高安全性的凝膠電解質的柔性電池是可穿戴電子產品有前途的電源解決方案，但電極-電解質界面脆弱，尤其是在復雜變形時，會導致不可逆的容量損失甚至電池崩潰。近日，復旦大學彭慧勝教授，王兵杰副研究員報道了由熱致聚合物 Pluronic F-127 和 α-CD 添加劑組成的基于超分子水凝膠的溶膠-凝膠過渡電解質旨在提供電極和電解質之間的動態自適應接觸。1）這種原位重置策略可提供穩定的電極-電解質界面并抑制枝晶生長。由Pluronic的α-CD和聚環氧乙烷(PEO)嵌段之間的主客體相互作用形成的 SGTE 表現出優異的復位能力和電化學性能。2）由于Pluronic/α-CD與各種電解質鹽和高濃度電解質的相容性，基于 ZnSO4、Zn(CF3SO3)2和ZnCl2的SGTEs進一步組裝成柔性Zn/MnO2、Zn/V6O13和 Zn/PANI電池。所得Zn/V6O13電池具有高比容量（在0.1 A·g-1時為413 mAh·g-1）和穩定的循環性能（在0.5 A·g-1下500次循環后容量保持率為81%）。
Pengzhou Li, et al, Dynamically Resettable Electrode-Electrolyte Interface through Supramolecular Sol-Gel Transition Electrolyte for Flexible Zinc Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202300705DOI: 10.1002/anie.202300705https://doi.org/10.1002/anie.202300705
5. Angew：分子印跡納米信標可通過重定向先天免疫以殺傷三陰性乳腺癌細胞
充分利用先天免疫是一種極具發展前景的癌癥治療策略。南京大學劉震教授開發了一種基于分子印跡納米信標(MINBs)的新策略，并將其用于重定向先天性免疫以殺傷三陰性乳腺癌(TNBC)細胞。1）該分子印跡納米信標是以糖蛋白非轉移B (GPNMB) N表位為模板，嫁接了大量熒光素部分以作為半抗原的分子印跡納米顆粒。MINBs可以通過與GPNMB結合來標記TNBC細胞，從而為募集半抗原特異性抗體提供導航。收集到的抗體則可以進一步觸發Fc結構域介導的對標記癌細胞的有效免疫殺傷。2）體內實驗表明，與對照組相比，靜脈注射MINBs進行治療會使得TNBC的生長受到顯著抑制。綜上所述，這項研究不僅為通過重定向先天免疫殺傷TNBC細胞開辟了新的途徑，而且也實現對其他疾病的先天性免疫治療提供了重要的參考。
Peixin Guan. et al. Molecularly Imprinted Nanobeacons Redirect Innate Immune Killing towards Triple Negative Breast Cancer. Angewandte Chemie International Edition. 2023DOI: 10.1002/anie.202301202https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202301202
6. Angew：突破直接合成 PbS 量子點油墨的尺寸限制，實現高效的短波紅外光電應用
PbS量子點(QD)是用于溶液處理的短波紅外(SWIR)設備的有前途的構建塊。最近開發的半導體PbS QD墨水的直接合成大大簡化了制備過程并降低了材料成本，同時面臨合成具有覆蓋SWIR區域吸收的大尺寸QD的挑戰。近日，蘇州大學馬萬里教授，劉澤柯首次揭示了直接合成（DS）QD墨水的詳細反應過程。1）與前體直接反應形成單體的傳統QD合成不同，我們的觀察表明PbI2必須離解成高度協調的碘化鉛物種（[PbIm]2-m，m>2，例如PbI3-和PbI42-）在配位溶劑（DMF、DMSO、GBL 等）的存在下，然后與硫前體反應形成單體并觸發隨后的成核和生長階段。因此，根據經典成核理論（LaMer 模型），碘化物和溶劑與中心 Pb 原子配位的動態平衡對控制前體轉化動力學起著關鍵作用，從而控制最終 QD 尺寸。2）通過控制配位溶劑的數量和強度，可以實現PbS QD油墨的大尺寸可調，吸收覆蓋有價值的SWIR區域。然后將獲得的窄帶隙PbS QD油墨用于制造紅外太陽能電池。PCE在1100 nm過濾太陽光照射（IR-PCE）下可達1.44%，這是紅外QD太陽能電池的最高值。此外，使用 SWIR PbS QD 墨水制造的光電探測器結合了-0.8 V時 2×10-6 A cm-2 的低暗電流密度和~1300 nm 時 70% 的高外量子效率 (EQE)，這是可與報告的最先進的 PbS QD SWIR 光電探測器相媲美。
Yang Liu, et al, Breaking the Size Limitation of Directly-Synthesized PbS Quantum Dot Inks Toward Efficient Short-wavelength Infrared Optoelectronic Applications, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202300396DOI: 10.1002/anie.202300396https://doi.org/10.1002/anie.202300396
7. Angew：高能密度鉀離子電池8400小時壽命碳負極的擇優熱解結構
碳素材料是一種很有前途的實用鉀離子電池負極材料，但在低電位下還不能滿足耐久性和高容量的要求。在這里，阿卜杜拉國王科技大學Husam N. Alshareef，廣東工業大學Wenli Zhang通過優先熱解策略構建了一種用于高能量密度K-離子全電池的耐用碳負極。1）利用π-π堆積超分子的S和N揮發，優先熱解過程引入了SP2雜化碳和碳空位的低勢活性中心，賦予了低勢“空位-吸附/插層”機制。2）所制備的碳負極具有384.2 mAh g?1的高容量（90%的容量位于1 V以下），這使得K離子全電池的能量密度達到163 Wh kg-1。此外，大量的碳空位緩解了體積變化，提高了14000次循環(8400小時)的循環穩定性。研究工作為高能量密度的K離子電池耐用碳負極的合成提供了一種新的方法。
Jian Yin, et al, Preferential Pyrolysis Construction of Carbon Anodes with 8400 h Lifespan for High-Energy-Density K-ion Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202301396DOI: 10.1002/anie.202301396https://doi.org/10.1002/anie.202301396
8. Angew：驅動細胞攝取脂質納米顆粒以用于光動力治療的新策略
納米粒子在到達腫瘤微環境后被癌細胞攝取是癌癥納米醫學技術的限速步驟。多倫多大學鄭鋼教授和Juan Chen研究發現包含氨基聚羧酸共軛的脂質（如EDTA-或DTPA-十六烷基酰胺脂質）的類脂質體卟啉納米顆粒(PS)的細胞攝取效率會提高25倍，這是由于這些脂質能夠以類似洗滌劑的方式流化細胞膜，而不是通過EDTA或DTPA的金屬螯合。1）包含EDTA-脂質的PS (ePS)能夠利用其獨特的主動攝取機制實現95%的光動力治療(PDT)細胞殺傷效率，而單純PS的細胞殺傷效果僅為5%。2）在多個腫瘤模型中，ePS可在注射后幾分鐘內表現出快速的腫瘤熒光成像性能。與PS(60%)相比，其PDT效力也有提高(100%存活率)。綜上所述，這項研究提供了一種能夠增強納米顆粒的細胞攝取的新策略，有望克服與傳統藥物遞送相關的挑戰。
Tiffany Ho. et al. Novel Strategy to Drive the Intracellular Uptake of Lipid Nanoparticles for Photodynamic Therapy. Angewandte Chemie International Edition. 2023DOI: 10.1002/anie.202218218https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202218218
9. EES: 電催化析氫初期界面納米氣泡的生長
電解中的氣泡演化通常由納米氣泡（NB）引發，而由于這些超小尺寸氣泡中產生的高內壓，通常會產生額外的過電勢。因此，對界面NBs生長研究至關重要，但電解過程中納米氣泡的演變仍不明確。近日，北京化工大學孫曉明、Li Hui研究了電催化析氫初期界面納米氣泡的生長。1) 作者采用原位電化學表面等離子體共振成像方法，結合原子力顯微鏡測量，對初始析氫反應期間界面NBs形成和生長進行可視化。作者發現，NBs的生長起始于煎餅狀的NBs，隨后是覆蓋范圍的三相邊界，并且伴隨著接觸角和高度的增加；2) 當達到平衡狀態后，覆蓋率幾乎保持不變。過電位的進一步增加導致NBs曲率的增加（電位偏移），以及更高的氣體流出率，即更高的背景電流。此外，作者通過分子動力學模擬揭示了“釘升”生長模式對電化學性能的定量影響。
Yu Jinwen, et al. Interfacial Nanobubbles’ Growth at the Initial Stage of Electrocatalytic Hydrogen Evolution. EES 2023https://doi.org/10.1039/D2EE04143J
10. AM：單金屬位點的近程和遠程電子調制以促進 CO2 電催化還原
調整活性中心的電子結構可有效提高單原子催化劑（SAC）的本征活性，但實現精確調節仍然具有挑戰性。在此，華南理工大學李映偉教授，Liyu Chen報道了一種“協同近程和遠程調節”的策略，以有效地調節單原子位點的電子結構。1）研究人員在中空碳載體中成功構建了 Zn-N4 位點（ZnN4S1/P-HC），在第一配位中裝飾有軸向硫配體，并在碳基質中包圍了磷原子。2）ZnN4S1/P-HC 對 CO2 還原反應 (CO2RR) 表現出優異的性能，CO 的法拉第效率接近 100%。將CO2RR與熱力學有利的肼氧化反應耦合以取代雙電極電解槽中的析氧反應可以在5 mA cm-2的電流密度下將電池電壓大大降低0.92 V，理論上節省46%的能量消耗。3）理論計算表明，軸向噻吩-S 配體的近程調節和相鄰 P 原子的長程調節可協同導致 Zn 位點周圍電子局域化的增加，從而加強*COOH 中間體的吸附，從而提高CO2RR。
Chenghong Hu, et al, Near- and long-range electronic modulation of single metal sites to boost CO2 electrocatalytic reduction, Adv. Mater. 2023DOI: 10.1002/adma.202209298https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202209298
11. AM：用于高效太陽能電池的鈣鈦礦量子點的反溶劑輔助原位陽離子交換
銫-甲脒碘化鉛鈣鈦礦量子點 (FAxCs1-xPbI3 PQDs) 由于其出色的光電特性，在下一代光伏領域顯示出巨大的潛力。然而，實現具有理想電荷傳輸的成分可調混合 PQD 仍然是一個重大挑戰。在此，北京航空航天大學Xiaoliang Zhang通過利用 PQD 的反溶劑輔助原位陽離子交換，實現了具有可控化學計量和表面配體化學的均相 FAxCs1-xPbI3 PQD。1）通過取代由表面空位介導的 PQD 陽離子，PQD 的晶體穩定性得到顯著提高。因此，PQD 太陽能電池的效率為 17.29%，是同質結構 PQD 太陽能電池中的最高值。2）這種高的光伏性能歸因于高度取向的PQD固體的光捕獲光譜的展寬、能量分布的平坦化和能級的合理化，從而導致了高效的載流子提取。這項工作為PQD的化學計量調控提供了一種可行的方法，以精細地調整PQD的光電性質和耐受系數，以適應高性能的光伏。
Donglin Jia, et al, Antisolvent-Assisted In-Situ Cation Exchange of Perovskite Quantum Dots for Efficient Solar Cells, Adv. Mater. 2023DOI: 10.1002/adma.202212160https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202212160
12. AM：用于用于無枝晶和抑制析氫的鋅電池的(002)織構Zn負極在無織構襯底上的非外延電沉積
無毒且安全的水系鋅電池在很大程度上受到鋅金屬負極有害的枝晶生長和析氫的限制。(002)-織構Zn電沉積被證明是解決這些問題的有效方法，但主要是通過在預制織構襯底上外延或異質外延沉積Zn來實現的。在此，中國科學院北京納米能源與系統研究所Xiong Pu，北京科技大學Lei Gao報道了在中等高恒電流密度下，(002)-織構和致密Zn在無織構基底（商業Zn、Cu和Ti箔）上的電沉積。1）根據對 Zn 成核和生長行為的系統研究，這歸因于兩個原因：（i）在增加的過電位下促進細水平（002）核的非外延成核和（ii）（002）取向的競爭生長優勢核。2）由此產生的自支撐 (002) 織構鋅膜表現出顯著抑制析氫和延長鍍鋅/剝離循環壽命，在10 mA cm-2的電流密度和高放電深度下實現超過2100 mAh cm-2 的累積容量（DOD) 的 45.5%。因此，這項研究為長壽命鋅金屬電池提供了基礎和實踐見解。
Jingmin Zhang, et al. Nonepitaxial electrodeposition of (002)-textured Zn anode on textureless substrates for dendrite-free and hydrogen evolution-suppressed Zn batteries Jingmin Zhang, Adv. Mater. 2023DOI: 10.1002/adma.202300073https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202300073
