1. Chem. Soc. Rev.: 膠體金屬-有機框架（MOF）顆粒的自組裝
膠體顆粒自組裝成有序的超結構，有助于開發用于光子學、電子學、傳感、能量轉換、能量存儲、診斷、藥物或基因遞送以及催化等多種應用的新型先進材料。近日，加泰羅尼亞納米科學與納米技術研究所Inhar Imaz、Daniel Maspoch對膠體金屬-有機框架（MOF）顆粒的自組裝進行了綜述研究。1) 多面體金屬-有機框架（MOF）顆粒因其膠體具有高穩定性、尺寸可調性、豐富的多面體形狀、孔隙率和多功能性而被認為是形成有序超結構的膠體顆粒。作者全面綜述了膠體MOF粒子自組裝成不同維度有序超結構的策略，并重點介紹了它們的一些性質和應用。2) 此外，單分散膠體MOF顆粒合成的進一步發展，包括新的MOF和多面體形狀，將擴大可獲得的超結構的范圍，從而為更復雜、更新穎的自組裝打開大門。該綜述將有助于推進MOF自組裝領域的發展。
Javier Fonseca, et al. Self-assembly of colloidal metal–organic framework (MOF) particles. Chem. Soc Rev. 2023https://doi.org/10.1039/D2CS00858K
2. Angew：用于環境交互信息加密的仿生結構編輯熒光水凝膠致動器
許多生物體都具有出色的結構編輯能力，可以在其生命周期中更好地適應動態環境。然而，將這種自然結構編輯能力復制到人造水凝膠驅動系統中以增強環境交互功能仍然具有挑戰性。近日，中國科學院寧波材料技術與工程研究所Tao Chen，Wei Lu，寧波大學Wenqin Wang從發光章魚的變態發展中汲取靈感，制造熒光水凝膠致動器，這些致動器可以編輯自己的結構，通過提出一種高效且通用的仿生逐步由內而外的生長策略來實現自適應形狀/顏色變化功能，然后是探索這種用于環境交互信息加密的自適應驅動狀態。1）發紅光的 Eu3+配位水凝膠(Eu-gel)包含使用紅色熒光碳點(CD)寫入的隱藏信息。由于使用過的CDs墨水對 OH-敏感，因此在堿性環境中沒有注意到任何信息。2）為了實現結構編輯，過硫酸銨(APS)（一種用于自由基聚合的水溶性引發劑）從 Eu-gel 中“分泌”出來，并用作生長因子的類似物來控制新水凝膠結構的逐步生長。在第一次生長后，溫度響應天藍色熒光水凝膠（T-Bgel）被生長以產生雙層水凝膠致動器，其能夠在環境溫度變化時變形，就像可以揮動手臂游泳的新生章魚。3）有趣的是，在 pH 響應性黃綠色熒光水凝膠（pH-Cgel）第二次生長后，獲得的水凝膠致動器可以表現得像成熟的發光章魚，以在環境pH/T下顯示更復雜的致動狀態變化。4）基于這些不同的自適應驅動狀態，可以通過使用不同的環境鍵來傳達不同的視覺信息，類似于可以對發光吸盤的狀態進行編程以在不同環境條件下傳遞不同模式信息的發光章魚。
Ruijia Wang, et al, Bio-inspired Structure-editing Fluorescent Hydrogel Actuators for Environment-interactive Information Encryption, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202300417DOI: 10.1002/anie.202300417https://doi.org/10.1002/anie.202300417
3. Angew：共價有機納米管的結構和形態轉變
共價有機納米管(CONT)是通過醛和胺之間的席夫堿縮合通過亞胺鍵連接的多孔一維框架。在結構要求較高的四氨基三蝶烯(TAT)結構單元的鄰位存在兩個胺基團，導致雙位醛和四位胺之間存在多種反應途徑。近日，印度科學教育與研究所Rahul Banerjee，日本理研合作中心Yusuke Nishiyama確定了 TAT 和鄰茴香醛反應過程中所有可能的單體結構。1）詳細的 NMR、HRMS 和 SCXRD 分析證實了雙亞胺向 NR-咪唑的單體轉化。先進的固態核磁共振技術確保在共價有機納米管的形成過程中，亞胺與 NR-咪唑的轉化率相似。2）理論研究表明，NR-咪唑 CONT 中 π-π 堆積的存在及其致密結構可以驅動此類產物的形成。還研究了這些納米管的自組裝過程。迄今為止，對單體進行此類研究以了解多孔共價有機納米管的構造是聞所未聞的。這項工作將提供一種新的策略來跟蹤不溶性材料中的各種化學轉化，并參考其單體單元。
Kalipada Koner, et al, Structural and Morphological Transformations of Covalent Organic Nanotubes, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202300652DOI: 10.1002/anie.202300652https://doi.org/10.1002/anie.202300652
4. Angew：五氟苯基硼酸添加劑實現類裝甲富無機正極電解質界面用于高壓Li||NCM622電池
由鋰金屬負極和高壓富鎳正極組成的鋰金屬電池（LMBs）有望實現高容量和高功率密度。然而，迫切需要合適的電解液來耐受高截止電壓下正極上的氧化。為此，湖南大學馬建民教授提出了一種裝甲式富含無機的正極電解液界面(CEI)策略，用于探索以五氟苯基硼酸(PFPBA)為添加劑的4.8V Li||LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM622)電池的抗氧化電解液。1）在這種CEI中，被CEI上層包圍的裝甲硼酸鋰抑制了CEI內部部分的溶解，也提高了CEI的Li+電導率，而豐富的LiF分布在整個CEI上，與聚合物部分相比，提高了機械穩定性和Li+電導率。2）有了如此堅固的Li+導電性CEI，Li||NCM622電池在4.6V截止電壓下具有出色的穩定性，400次循環后容量保持率為91.2%。即使在4.8V截止電壓下也能獲得優異的循環性能。
Yulu Yang, et al, Armor-like Inorganic-rich Cathode Electrolyte Interphase Enabled by the Pentafluorophenylboronic Acid Additive for High-voltage Li||NCM622 Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202300057DOI: 10.1002/anie.202300057https://doi.org/10.1002/anie.202300057
5. Angew：用于在中性介質中高效電合成過氧化氫的具有活性邊緣位點的亞穩態六方相 SnO2 納米帶
電化學雙電子氧還原反應 (2e- ORR) 產生過氧化氫(H2O2)是能量密集型蒽醌工藝的一種有前途的替代方法。然而，在設計滿足應用標準的 2e- ORR 催化劑方面仍然存在挑戰。近日，蘇州大學康振輝教授，邵名望教授，Hao Yang，Fan Liao，Qi Shao使用微波輔助機械化學-熱法合成了六方 SnO2 (h-SnO2) 納米帶。1）h-SnO2 的空間群為P63/mmc (194)，不同于Rutile-SnO2的P42/mnm(136)。2）當用作2e- ORR電催化劑時，h-SnO2在中性電解質中對H2O2顯示出99.99%的選擇性。更重要的是，在流通池中產生了3885.26 mmol g-1h-1的H2O2產量。3）密度泛函理論(DFT)分析表明，h-SnO2的(1210)面（納米帶的側面）對反應中間體OOH*具有適當的吸附能，導致2e- ORR具有高選擇性和活性。
Yi Zhang, et al, Metastable Hexagonal Phase SnO2 Nanoribbons with Active Edge Sites for Efficient Hydrogen Peroxide Electrosynthesis in Neutral Media, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202218924DOI: 10.1002/anie.202218924https://doi.org/10.1002/anie.202218924
6. Angew：用于電致發光二極管的具有近乎單位量子產率帶隙發射的碳量子點
碳量子點(CQDs)具有明亮可調的光致發光、溶液可加工性和低毒性等特點，在光電子領域顯示出巨大的潛力。然而，迄今為止尚未實現具有接近單位光致發光量子產率(PLQY)的CQD的大規模合成。近日，北京師范大學Louzhen Fan，北京化工大學Zhan’ao Tan在 80 o C 的低反應溫度下使用苝前體的自由基輔助合成，大規模合成了具有高對稱性的尺寸可控六角形 CQD (H-CQD)。1）值得注意的是，H-CQD 提供了近統一 PLQY (96%)，由于它們在垂直方向上定向的大 TDM (μ = 4.5 D)，這與其獨特的六邊形結構的高度對稱性密切相關。此外，H-CQD 還具有高達 0.07 cm2 V-1 s-1 的高電子遷移率和良好的溶液可加工性，使其成為制造大面積顯示器與有機顯示器相比極具競爭力的候選者。2）作為接近統一的 PLQY 和高電子遷移率的直接好處，最大外部量子效率 (EQEmax) 為 4.6%（理論上，熒光設備的 EQEmax 為 5%）和超過 11000 cd m-2 的最大亮度記錄實現基于 H-CQD 的 LED。此外，LED 在貨架上和操作中都表現出良好的穩定性，從而展示了 H-CQD 在實際應用中的巨大潛力。此外，通過優化反應條件，H-CQDs體系的自由基輔助合成策略可以擴展到其他顏色，包括不同尺寸的黃色和紅色發射六角形CQDs（Y-H-CQDs和R-H-CQDs）。
Ting Yuan, et al, Carbon Quantum Dots with Near-Unity Quantum Yield Bandgap Emission for Electroluminescent Light-Emitting Diodes, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202218568DOI: 10.1002/anie.202218568https://doi.org/10.1002/anie.202218568
7. AM：不對稱配位的 CoB1N3 部分通過 Fentonlike 反應中的耦合電子-質子轉移選擇性生成高價Co-oxo物種
在基于過氧單硫酸鹽 (PMS) 的類芬頓過程中產生的高價金屬物種是選擇性降解水中污染物的有前途的候選者，其形成需要O-H和O-O鍵的裂解以及有效的電子轉移。然而，OH鍵的高解離能使其裂解非常具有挑戰性，在很大程度上阻礙了活性氧的選擇性產生。在此，中科大Yang Mu，Nannan Hou，馬克斯普朗克膠體與界面研究所Yang Wang建立了以單個鈷原子與硼和氮 (CoB1N3) 配位為特征的不對稱構型，以提供強大的局部電場，通過促進的偶聯電子-質子轉移過程在熱力學上有利于 O-H 鍵的裂解，起到這是進一步允許O-O鍵斷裂和有效電子轉移的重要步驟。1）在單原子Co/PMS系統中選擇性形成Co(IV)=O可實現對各種有機污染物的高效去除性能。2）所提出的策略也適用于其他雜原子摻雜系統以配置不對稱配位，從而通過在原子水平上合理設計催化劑以實現環境應用等，為特定活性物質轉化鋪平了替代途徑。
Junsheng Song, et al, Asymmetrically coordinated CoB1N3 moieties for selective generation of high-valent Co-oxo species via coupled electron-proton transfer in Fenton-like reactions, Adv. Mater. 2023DOI: 10.1002/adma.202209552https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202209552
8. AM：用于高效鈣鈦礦發光二極管的多功能共軛分子添加劑
殘余應力和缺陷形成以及隨后的非輻射復合引起的晶體變形阻礙了鈣鈦礦發光二極管 (PeLED) 的進一步優化。用于缺陷鈍化的分子添加劑已被廣泛研究；然而，大多數具有阻礙電荷注入和傳輸的絕緣特性。在此，蔚山國立科學技術院Myoung Hoon Song，高麗大學Han Young Woo通過引入半導體分子添加劑（Fl-OEGA 和 Fl-C8A）開發了高效的綠色發光 PeLED。1）透射電子顯微鏡顯示共軛添加劑主要存在于鈣鈦礦的晶界，開爾文探針力顯微鏡證實晶界和鈣鈦礦晶疇之間接觸電勢差的變化顯著減小。2）與沒有添加劑的薄膜相比，經Fl-OEGA處理的鈣鈦礦薄膜的殘余拉伸應力降低了 13%，離子遷移的活化能增加。與絕緣的2,2'-(乙二氧基)二乙胺 (EDEA)相比，半導體添加劑的引入可防止電荷傳輸能力顯著降低。3）此外，與具有EDEA的器件相比，具有Fl-OEGA的PeLED的開啟電壓變化可以忽略不計，并且隨著Fl-OEGA的增加，電流密度的降低明顯更小。4）最后，通過將半導體Fl-OEGA作為新型多功能添加劑，3D CsPbBr3–PeLED顯示出 21.3% 的最高外量子效率。
Chung Hyeon Jang, et al, Multifunctional Conjugated Molecular Additives for Highly Efficient Perovskite Light-Emitting Diodes, Adv. Mater. 2023DOI: 10.1002/adma.202210511https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202210511
9. AM：水含量對Zr基MOF的形態和相形成的影響
相純金屬有機骨架(MOF)的可控合成對于它們在催化或氣體吸附等技術領域的應用至關重要。然而，對其相形成和生長的了解仍然相當有限，特別是對于在MOF合成中的作用經常不受控制或完全忽視的物種。水，無論是作為溶劑中的污染物，還是從大氣或反應器表面吸收的，都是此類物質的一個例子。因此，當多個MOF可以從相同的金屬源和連接器形成時，合成方案通常缺乏可重復性，并且在很少或根本無法控制其組成的情況下獲得相混合物。近日，馬克斯普朗克固態研究所Bettina V. Lotsch研究了在受控反應條件下水在無序 Zr-卟啉MOF dPCN-224形成中的作用。1）通過X射線全散射和電子顯微鏡測量，研究人員觀察到dPCN-224通過金屬有機中間體形成，該中間體由由四（4-羧基-苯基）卟啉分子連接的Zr6O4（OH）4 簇組成。2）重要的是，水不僅對于 Zr6O4(OH)4 簇的形成至關重要，而且在決定純相 dPCN-224 的形成動力學方面也起著主要作用。3）研究 dPCN-224 形態的多學科方法為如何評估 Zr-MOF 合成方案及其重現性提供了藍圖，并強調了理解水作為 Zr-MOF 形成中決定性成分的作用的重要性。
Charlotte Koschnick, et al, Influence of Water Content on Speciation and Phase Formation in Zr-Porphyrin-Based MOFs Special Issue on Hygroscopic Materials, Adv. Mater. 2023DOI: 10.1002/adma.202210613https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202210613
10. AM：異突觸 MoS2 記憶晶體管模擬生物神經調節的節能神經形態電子
異突觸神經調節是節能和高級生物神經處理的關鍵推動因素。然而，這種多方面的突觸調制無法使用傳統的憶阻器和突觸晶體管來模擬。近日，首爾大學Chul-Ho Lee報道了一種使用有意缺陷生成的MoS2通道的三端異質突觸記憶晶體管。1）超薄溝道中缺陷介導的空間電荷限制傳導導致源極端子和漏極端子之間的憶阻開關特性，根據陷阱狀態的柵極調諧填充使用柵極端子進一步調制。2）該設備充當人工突觸，由來自源端和門端的亞- fJ 脈沖控制，消耗的能量低于其生物對應物。特別是，與生物神經調節相對應的靜電門調制另外調節突觸權重的動態范圍和調諧速率，與編程（源）脈沖無關。3）值得注意的是，這種異突觸調制不僅提高了學習的準確性和效率，而且還降低了模式識別中的能量消耗。這項研究提出了一條通往實現高度網絡化和高能效神經形態電子學的新途徑。
Woong Huh, et al, Heterosynaptic MoS2 Memtransistors Emulating Biological Neuromodulation for Energy-Efficient Neuromorphic Electronics, Adv. Mater. 2023DOI: 10.1002/adma.202211525https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202211525
