1. Science Advances：NHC/Ru協同催化烯醛的不對稱氧化還原芐化
前手性碳親核試劑的不對稱芐基化反應的一般方法的發展仍然是有機合成中的一個挑戰。近日，中科大Liu-Zhu Gong，安徽大學Jin Song開發了NHC/Ru協同催化烯醛與苯基磷酸鹽的不對稱氧化還原芐基化反應。
本文要點：
1）通過將NHC催化和Ru催化相結合，NHC結合的高烯醇酸與π-芐基Ru物種的直接對映體選擇性偶聯提供了一種快速、立體選擇性地獲得3，3‘-氧吲哚骨架的方法，具有很強的官能團容忍度和較高的產率(高達91%)和良好的對映選擇性(高達99%ee)。
2）機理研究證實，游離卡賓催化劑和Ru催化劑可以很好地獨立工作，完成各自的催化作用，而不會相互猝滅。對NHC/TM協同催化體系的進一步研究是目前正在進行的研究的主題。
Shuai Li, et al, Asymmetric redox benzylation of enals enabled by NHC/Ru cooperative catalysis, Sci. Adv. 9, eadf5606 (2023)
DOI: 10.1126/sciadv.adf5606
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adf5606
2. Science Advances：無阻EUV光刻：硅上的光子誘導氧化物圖案化
根據摩爾定律，在過去的幾十年里，為了跟上晶體管的縮小比例，提高光刻的分辨率極限是至關重要的。在光刻中，分辨率最終受到波長的限制。在過去十年中，193 nm波長的深紫外光(UV)光刻一直是半導體制造的主力，而極紫外光(EUV)光刻最近被引入到7 nm節點的半導體制造中，由于其13.5 nm的短波長和高產量，使得未來技術節點的半導體器件能夠進一步縮小規模。然而，隨著特征尺寸的持續減小，可用光刻膠帶來的限制變得至關重要，并可能最終限制進一步的進展。
近日，保羅·謝勒研究所Dimitrios Kazazis展示了在沒有光刻膠的情況下在經過HF處理的硅(100)表面上進行極紫外光(EUV)圖案化的可行性。
本文要點：
1）極紫外光刻因其高分辨率和高產量而成為半導體制造中的主要光刻技術，但由于抗蝕劑的固有限制，分辨率的未來發展可能會受到阻礙。
2）研究發現，EUV光子可以在部分氫終止的硅表面上誘導表面反應，并有助于氧化層的生長，氧化層作為腐蝕掩膜。這一機制不同于基于掃描隧道顯微鏡的光刻中的氫脫附。
3）研究人員實現了75納米半間距、31納米高的二氧化硅/硅光柵，證明了該方法的有效性和不使用光刻膠進行極紫外光刻圖案化的可行性。通過克服光刻膠材料固有的分辨率和粗糙度限制，無阻極紫外光刻技術的進一步發展為納米級光刻提供了一條可行的途徑。
Li-Ting Tseng, et al, Resistless EUV lithography: Photon-induced oxide patterning on silicon, Sci. Adv. 9, eadf5997 (2023)
DOI: 10.1126/sciadv.adf5997
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adf5997
3. Science Advances：真正無外形的工業可擴展系統集成用于具有多功能光纖設備的電子紡織體系結構
集成的紡織電子系統，通過基于纖維的電子元件的紡織制造集成，實現了真正自由的外形系統。智能和智能系統需要自由的外形尺寸、不受限制的設計和無限的規模。最初開發導電纖維和紡織電子產品的嘗試未能實現通過標準編織技術工業規模制造技術紡織品所需的可靠集成和性能。
近日，劍橋大學Jong Min Kim和Luigi G. Occhipinti，里斯本諾瓦大學Pedro Barquinha不僅展示了自動化集成方法，包括將纖維設備編織和互連到紡織品中，而且還展示了機織完全運行的紡織電子系統，這些系統將多種類型的纖維設備組合在一個紡織電路中，并顯示出多種嵌入式信號控制功能。
本文要點：
1）光纖器件包括光纖光電探測器(F-PD；作為輸入器件)、光纖超級電容器(F-SC；作為儲能器件)、光纖場效應晶體管(F-FET；作為電子驅動器件)和光纖QD發光二極管(F-QLED；作為輸出器件)，作為構建紡織系統所需的基本元件。
2）光纖器件通過自動織造插入到紡織品中，并通過激光焊接通過導電線互連。這些工藝與設備架構一起進行了優化，以最大限度地減少對功能設備的損害。集成后，對光纖設備進行了表征，以驗證我們的自動化工藝適用于大型紡織電子系統。
3）研究人員在智能家居的環境輔助生活(AAL)環境中，展示了F-PD、F-SCS、F-FET和F-QLED連續工作的原型。
Sanghyo Lee, et al, Truly form-factor–free industrially scalable system integration for electronic textile architectures with multifunctional fiber devices, Sci. Adv. 9, eadf4049 (2023)
DOI: 10.1126/sciadv.adf4049
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adf4049
4. Joule: 通過共價鍵合策略使非揮發性有機陽離子鈣鈦礦能夠用于高度穩定和高效的太陽能電池
鈣鈦礦中有機成分的損失不可避免地引發了一系列問題，包括離子遷移、缺陷增加和有機蒸汽，從而嚴重限制了鈣鈦礦太陽能電池（PSC）的性能，并阻礙了其商業應用的進展。近日，維多利亞大學Jeremy E. Wulff、復旦大學Yu Anran、Zhan Yiqiang通過共價鍵合策略使非揮發性有機陽離子鈣鈦礦能夠用于高度穩定和高效的太陽能電池。
本文要點：
1) 作者報道了一種新的共價鍵合策略，即使用雙二氮雜吡啶（BD）分子共價鍵合鈣鈦礦的有機陽離子。實驗和從頭算模擬結果證實了BD分子對有機陽離子的有效固定，并最終提高鈣鈦礦的耐熱性、耐光性和耐偏壓性性。
2) 因此，作者利用共價鍵和策略實現了高效（24.36%的效率，24.02%的認證效率）和超穩定的PSC。該PSC即使經歷1000小時的運行測試后，其仍能保留98.6%的初始效率。
Liu Kai, et al. Covalent bonding strategy to enable non-volatile organic cation perovskite for highly stable and efficient solar cells. Joule 2023
DOI: 10.1016/j.joule.2023.03.019
https://doi.org/10.1016/j.joule.2023.03.019
5. PNAS: MoS3在有機二硒化物介導下的動態相演化使可充電鋰電池的性能得到提高
在鋰硫電池中，可溶性多硫化物的穿梭效應限制了其電池性能。而MoS2作為一種典型的過渡金屬硫化物，是解決鋰硫電池問題的有效材料，因此其越來越受到人們的關注。近日，鄭州大學Guo Wei、浙江大學陸俊發現MoS3在有機二硒化物介導下的動態相演化使可充電鋰電池的性能得到提高。
本文要點：
1) 作者引入了無定形MoS3作為硫陰極材料，并闡明了電化學反應中的動態相演變。通過將MoS2的1T相和2H相結合，實現了具有從無定形MoS3分解的硫空位（SVs-1T/2H-MoS2），并且在分子水平上實現了硫的精細混合，進而實現了連續傳導途徑和可控物理約束。同時，原位生成的SVs-1T/2H-MoS2允許在高放電電壓（≥1.8V）下提前嵌入鋰，并實現快速電子轉移。
2) 此外，針對未鍵合的硫，作者應用二苯二硒化物（PDSe）作為模型氧化還原介質，并通過共價鍵合硫原子形成轉化型有機硫，從而改變MoS3中硫的原始氧化還原途徑，抑制多硫化物的穿梭效應。該策略還顯著降低了活化能，并且加速了硫還原動力學。因此，原位形成的SVs-1T/2H-MoS2和有機硒硫化物的插層-轉化混合電極實現了增強的倍率能力和優異的循環穩定性。
Qianqian Fan, et al. Dynamic phase evolution of MoS3 accompanied by organodiselenide mediation enables enhanced performance rechargeable lithium battery. PNAS 2023
DOI: 10.1073/pnas.2219395120
https://doi.org/10.1073/pnas.2219395120
6. PNAS: 多面體殼自組裝的設計策略
控制復雜結構的自組裝是材料科學的一個長期挑戰，尤其是在膠體尺度上，因為所需的組裝途徑往往因無定形聚集體的形成而在動力學上脫軌。近日， 羅馬大學John Russo報道了多面體殼自組裝的設計策略。
本文要點：
1) 作者研究了每個頂點有五個接觸點的三個阿基米德殼層的自組裝問題，即二十面體、金點立方體和金點十二面體。作者使用具有五個相互作用位點（或補丁）的斑片狀粒子作為構建塊模型，并將組裝問題重新定義為補丁-補丁相互作用的布爾可滿足性問題（SAT）。
2) 這使人們能夠為所有目標找到有效的設計，并選擇性地抑制不需要的結構。通過調整貼片的幾何排列和特定的相互作用，作者證明降低構建塊的對稱性可以減少競爭結構的數量，這反過來又可以顯著提高目標結構的產量。
Diogo E. P. Pinto, et al. Design strategies for the self-assembly of polyhedral shells. PNAS 2023
DOI: 10.1073/pnas.2219458120
https://doi.org/10.1073/pnas.2219458120
7. EES: 全固態電池中界面反應的性質及其抑制策略
固態鋰電池由于其高安全性和高理論能量密度而成為極具潛力的儲能裝置。然而，固態電解質和陰極之間的嚴重界面反應惡化了電池的性能。近日，廈門大學龔正良、楊勇報道了全固態電池中界面反應的性質及其抑制策略。
本文要點：
1) 作者系統研究了常用氧化物陰極和硫化物固體電解質（SSE）之間的界面反應演變、界面組成和電子性質。其中包括分析陰極/涂層和SSE之間的化學和電化學反應，以及通過熱力學相平衡分析SSE的電化學自分解。作者發現在Li化學勢下電化學反應的驅動力比化學反應的驅動力強得多，化學反應在界面反應中占主導地位。其可以防止導電界面的形成，并對抑制長期循環過程中的連續界面降解至關重要，從而可以通過陰極和SSE的優化組合以及在它們之間引入功能涂層來實現。
2) 作者提出了一種特定的高通量篩選方案，其可以過濾功能涂層材料，并對其功能進行全面評估。因此，作者通過分層篩選確定了48種具有最佳性能的涂層材料。該工作強調了陰極和SSE的合理耦合以及優化固態電池界面涂層材料的重要作用。
Fucheng Ren, et al. The nature and suppression strategies of interfacial reactions in all-solid-state batteries. EES 2023
DOI: 10.1039/D3EE00870C
https://doi.org/10.1039/D3EE00870C
8. EES: 用于電子存儲系統的超還原多羥基缺陷酸的水溶液
由于電池技術對能量密度的需求不斷增加，因此開發具有高電子存儲容量的電解質至關重要。作為電子海綿的聚甲醛（POM）簇可以儲存和釋放多個電子，并且可以作為液流電池的電子儲存電解質。近日，格拉斯哥大學Lee Cronin報道了用于電子存儲系統的超還原多羥基缺陷酸的水溶液。
本文要點：
1) 作者發現，在酸性水溶液中的大POM簇（{P5W30}和{P8W48}）中的每個簇可以分別存儲多達23個電子和28個電子，并揭示了影響這些聚甲醛性能改善的關鍵結構和物種形成因素。對于這些聚氧化鎢態，不同鎢酸鹽的水解平衡是影響儲存趨勢的關鍵，而{P5W30}和{P8W48}的性能極限可歸因于不可避免的氫氣生成。
2) 作者通過將NMR光譜與MS分析相結合，為{P5W30}的還原/再氧化過程中的陽離子/質子交換過程提供了實驗證據。該研究對影響聚甲醛電子存儲能力的因素有了更深入了解，并為進一步開發這些儲能材料提供了見解。
Tingting Zhao, et al. Aqueous Solutions of Super Reduced Polyoxotungstates as Electron Storage Systems. EES 2023
DOI: 10.1039/D3EE00569K
https://doi.org/10.1039/D3EE00569K
9. EES: 調節吸附在納米鎳晶界缺陷上的活性氫促進硝酸鹽合成氨
電化學硝酸鹽還原反應（NitRR）合成氨是在環境條件下可持續合成氨的一條有效途徑。由于析氫反應（HER）是其主要的競爭反應，因此，許多研究人員應用在水分解中呈惰性的材料（如銅基材料）來提高硝酸鹽轉化為氨的效率。近日，同濟大學Wen Ming通過調節吸附在納米鎳晶界缺陷上的活性氫來促進硝酸鹽合成氨。
本文要點：
1) HER活性金屬（例如鎳）通常被認為是不適合NitRR，然而，NitRR過程強烈依賴于水分解產生的H*，而HER活性金屬如Ni可以產生大量的H*來消耗中間體。因此，如果對H*進行有效地調節，從而可以使HER活性金屬成為高效的NitRR催化劑。作者開發了一種鎳納米顆粒的晶界（GB）缺陷工程策略來調節電催化NitRR活性，并實現了15.49 mmol h–1 cm–2的高NH3速率，以及法拉第效率為93.0%。
2)實驗和計算模擬結果表明，GBs可以通過調節H*來顯著抑制HER過程，從而有利于其在NitRR過程中的消耗，而不是形成氫氣。此外，其還可以促進NO3*的吸附，從而有效加速速率決定步驟的動力學過程。
Zhou Jian, et al. Regulating active hydrogen adsorbed on grain boundary defects of nano-nickel for boosting ammonia electrosynthesis from nitrate. EES 2023
DOI: 10.1039/D2EE04095F
https://doi.org/10.1039/D2EE04095F
10. AM：疊氮化免疫調節劑可被乏氧活化并實現選擇性腫瘤療法
Resiquimod（R848）是一種免疫調節劑，但往往會導致嚴重的全身炎癥反應。中科院長春應化所湯朝暉和Zhilin Liu開發了R848的疊氮化物前藥（R848-N3），其在缺氧腫瘤中可選擇性激活為R848。
本文要點：
1）使用combretastatin A4納米顆粒（CA4-NP）提高腫瘤缺氧水平，從而增強R848- N3的腫瘤選擇性。在給藥后1小時，R848- N3+CA4 NP的療法比腫瘤內注射R848具有更高的腫瘤選擇性。
2）得益于R848-N3的高腫瘤選擇性，R848-N3+CA4 NPs+抗PD1的療法對腫瘤的抑制率高達94.1%，對腫瘤的治愈率為40.0%。
Jiali Sun, et al. Azide-Masked Resiquimod Activated by Hypoxia for Selective Tumor Therapy. Advanced Materials. 2023
DOI：10.1002/adma.202207733
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202207733
11. AM：多級多孔 MOF 和埃洛石納米管的復合材料作為單離子導電電解質用于高性能固態鋰離子電池
金屬有機骨架(MOF)作為一種很有前途的可充電電化學儲能材料已經出現在固態鋰電池領域。然而，低離子電導率和高界面阻抗仍然嚴重阻礙了MOF基固體電解質(SSE)的應用。近日，內蒙古大學Zhiliang Liu，Xiaomin Kang采用原位生長法制備了一種新型的層狀多孔H-ZIF-8固體電解質材料，其離子電導率為1.04×10-3 S cm-1，鋰離子遷移數為0.71。通過對埃洛石納米管(HNT)的修飾，進一步優化了H-ZIF-8的形貌和結構，得到了HZIF-8/HNT復合材料。
本文要點：
1）值得注意的是，功能化的H-ZIF-8/HNT作為電解液具有明顯的電化學性能：較高的離子電導率7.74×10-3 S cm-1，較好的單離子透過率(TLi+=0.84)，良好的界面相容性和優異的倍率性能。
2）更重要的是，配備H-ZIF-8/HNT SSE的Li/LiFePO4電池具有有效的鋰樹枝晶抑制作用，200次恒流充放電循環后容量保持率高達84%(104.16 mA h g-1)。
本工作豐富了固態鋰離子復合電解液材料，為提高電化學性能開辟了一條全新的途徑。
Fencheng Tao, et al, A Composite of Hierarchical Porous MOFs and Halloysite Nanotube as Single-ion Conducting Electrolyte Toward High Performance Solid-State Lithium Ionic Battery, Adv. Mater. 2023
DOI: 10.1002/adma.202300687
https://doi.org/10.1002/adma.202300687
12. AEM: 用于可擴展生產高效鈣鈦礦光伏組件的工程鈣鈦礦前體油墨
鈣鈦礦太陽能電池（PSC）和模塊的涂層在鈣鈦礦光伏工業生產中取得了巨大的進展。開發穩定的鈣鈦礦前體對于在大面積上實現均勻涂層至關重要。近日，托萊多大學鄢炎發、Zhaoning Song報道了用于可擴展生產高效鈣鈦礦光伏組件的工程鈣鈦礦前體油墨。
本文要點：
1) 作者報道了由2-甲氧基乙醇（2-Me）和1，3-二甲基咪唑烷酮（DMI）組成的鈣鈦礦前體溶液工程設計，該溶液具有優異的中間相穩定性，能夠大規模生產高效的鈣鈦礦太陽能組件。作者利用這種鈣鈦礦前體溶液，在>100cm2的大面積上沉積均勻且無針孔的鈣鈦礦膜，并獲得更高效率的PSC和模塊。
2) 具有n-i-p結構的電池和模塊功率轉換效率分別達到23.4%和20.1%。此外，作者還采用了一系列無損計量方法，如光譜橢圓偏振法、高光譜光致發光、電致發光和激光束誘導電流映射，來評估和指導涂層鈣鈦礦模塊的開發。
Jaehoon Chung, et al. Engineering Perovskite Precursor Inks for Scalable Production of High-Efficiency Perovskite Photovoltaic Modules. Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202300595
https://doi.org/10.1002/aenm.202300595
