1. Chem. Soc. Rev.：靶向生物分子和動態生物過程的有機金屬抗腫瘤藥物
中山大學毛宗萬教授和夏煒教授對靶向生物分子和動態生物過程的有機金屬抗腫瘤藥物相關研究進行了綜述。1）順鉑及其衍生物的臨床成功應用使得研究者相信金屬配合物在癌癥治療領域中可以發揮更重要的作用。然而，靶向性和耐藥性仍然是金屬藥物的療效和臨床轉化所急需解決的兩個主要問題。近年來，作為金屬配合物的重要組成部分的有機金屬發展迅猛。與鉑類藥物相比，靶向動態生物過程的新興有機金屬抗腫瘤藥物能夠為克服傳統問題提供有效的解決策略。2）作者從抗腫瘤有機金屬化合物的作用機制出發，綜述了近年來抗腫瘤有機金屬化合物的研究進展。首先，作者系統地介紹了作為有機金屬抗腫瘤靶標的腫瘤過表達蛋白和核酸；隨后，作者對通過擾動腫瘤細胞內能量/氧化還原/金屬/免疫的穩態而發揮其抗腫瘤活性的有機金屬藥物進行了討論；最后，作者綜述了有機金屬誘導的9種細胞死亡途徑以及它們的形態學和生化特征，包括凋亡、副凋亡、自噬、細胞脹亡、壞死、程序性壞死、壞死、鐵死亡、焦亡和免疫原性細胞死亡(ICD)等，并從化學、生物學和醫學的角度對有機金屬抗腫瘤藥物的合理設計和開發進行了介紹。
Kun Peng. et al. Organometallic anti-tumor agents: targeting from biomolecules to dynamic bioprocesses. Chemical Society Reviews. 2023https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/cs/d2cs00757f
2. JACS: 通過自旋態調制減少Co/O帶重疊實現4.6V LiCoO2的穩定高性能
高壓LiCoO2（LCO）由于其高比容量而受到人們的極大關注，但它存在氧釋放、結構退化和容量快速下降的問題。而這些問題源于其高電壓下觸發的氧陰離子氧化還原（OAR）具有較差熱力學和動力學。近日，中國科學院Liu Xiangfeng通過原子工程高自旋LCO證明了只有Co氧化還原的調諧氧化還原機制。1) 作者發現，高自旋Co減少了Co/O帶的重疊，消除了O3→ H1–3的不利相變，延緩了O 2p帶超過費米能級，并導致高電壓下O→ Co的過量電荷轉移。該功能本質上促進Co氧化還原并抑制O氧化還原，從根本上解決了O2釋放和耦合有害Co還原的問題。2) 此外，由于慢OAR的抑制和快Co氧化還原的激發，Co/O氧化還原中心的不同動力學引起的化學機械異質性和慢O氧化還原動力學限制的較差速率性能同時得到改善。調制LCO具有216 mAh g–1（1C）和195 mAh g-1（5C）的超高速率容量，以及90.4%（100次循環時）和86.9%（500次循環）的高容量保持率。
Jicheng Zhang, et al. Reducing Co/O Band Overlap through Spin State Modulation for Stabilized High Capability of 4.6 V LiCoO2. JACS 2023DOI: 10.1021/jacs.3c01128https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c01128
3. PNAS: 通過操縱Li-CO2化學中溶劑的溶劑化殼層和給體數來調節還原反應途徑
將二氧化碳轉化為有價值的化學品是當今社會的必然趨勢。而通過Li-CO2化學將CO2固定為碳或碳酸鹽是一種有效的方法，并且在過去的催化劑設計中已經取得了巨大進展。即便如此，陰離子/溶劑在陰極上形成堅固的固體電解質界面（SEI）層和溶劑化結構中的關鍵作用從未被研究過。近日，中南大學Liu Zhang、阿德萊德大學郭再萍通過操縱Li-CO2化學中溶劑的溶劑化殼層和給體數來調節還原反應途徑。1)作者通過在具有不同給體數（DN）的兩種常見溶劑中引入了雙（三氟甲磺酰基）酰亞胺鋰（LiTFSI）發現，在高DN的二甲基亞砜（DMSO）基電解質中，電池在電解質中具有低比例的溶劑分離離子對和接觸離子對，這是其離子擴散快、離子電導率高和極化小的原因。2) 與所有基于四乙二醇二甲醚（TEGDME）的電池（約1.7V）相比，3M DMSO電池具有1.3V的最低極化。此外，在濃縮的二甲基亞砜基電解質中，TFSI?陰離子中的O與中心溶劑化Li+離子的配位位于2?左右，表明TFSI?負離子可以進入主溶劑化鞘，形成富含LiF的SEI層。
Wenchao Zhang, et al. Regulating the reduction reaction pathways via manipulating the solvation shell and donor number of the solvent in Li-CO2 chemistry. PNAS 2023DOI: 10.1073/pnas.2219692120https://doi.org/10.1073/pnas.2219692120
4. PNAS: 廢LiCoO2向新LiNi0.80Co0.15Al0.05O2電池的機械化學循環
在廢鋰離子電池（LIBs）的傳統濕法冶金回收中使用強酸會導致大量的二次廢物和二氧化碳排放。近日，清華大學Li Jinhui利用廢鋰離子電池中的廢金屬集電器來促進其原子經濟性，并減少廢Li1-xCoO2（LCO）向新LiNi0.80Co0.15Al0.05O2（NCA）陰極轉化過程中的化學品消耗。1) 機械化學活化利用過渡金屬氧化物的適度價態還原（Co3+→Co2+、3+）和集電碎片的有效氧化（Al0→Al3+、Cu0→Cu1+，2+），并且由于其球磨儲存的內能，使得僅用弱乙酸就能將在≤4mm破碎產物中的Li、Co、Al和Cu浸出率達到100%。而使用較大的Al碎片（≥4 mm）代替腐蝕性沉淀試劑來控制滲濾液中的氧化/還原電位（ORP），并誘導雜質離子（Cu、Fe）的靶向去除。2) 在將NCA前體溶液循環生成NCA陰極粉末后，作者發現再生NCA陰極具有優異電化學性能和改善的環境影響。作者通過生命周期評估發現，這條綠色策略的利潤率達到18%，同時減少45%的溫室氣體排放。
Jiadong Yu, et al. Mechanochemical upcycling of spent LiCoO2 to new LiNi0.80Co0.15Al0.05O2 battery: An atom economy strategy. PNAS 2023DOI: 10.1073/pnas.2217698120https://doi.org/10.1073/pnas.2217698120
5. PNAS: 富乙炔鍵石墨炔吸附劑在水溶液中超高效捕獲鉛離子
開發一種具有高吸附能力的材料可以有效解決鉛污染對環境和人類健康造成的嚴重問題。近日，中國農業科學院Mao Xuefei、武漢工程大學Li Junbo、華中師范大學Guo Yanbing制備了氫取代石墨二炔（HsGDY），并將其用于去除污水和含鉛溶液中的鉛離子。1) 作者所制備的HsGDY對鉛的吸附能力最高，并且最大吸附能力為2390mg/g，比石墨炔（GDY）的吸附能力高約五倍。HsGDY獨特的六方孔和堆疊模式使其在單個單位空間內通過其內側吸附模式可以吸附更多的鉛。此外，Pb 6s和H 1s雜化促進了吸附在HsGDY乙炔鍵上鉛原子的鍵合，有助于提高其吸附能力。HsGDY可以很容易地通過酸處理再生，并且在六次吸附再生循環后表現出優異的再生能力和可靠性。2) Langmuir等溫線模型、擬二階理論和密度泛函理論（DFT）表明，鉛在HsGDY中的吸附過程是單層化學吸附。此外，基于HsGDY的便攜式過濾器可以處理1000μg/L的含鉛水溶液，最高可達1000mL，這幾乎是商業活性炭顆粒的6.67倍。HsGDY具有良好的生物相容性和對100μg/L含鉛水溶液的良好去除效率，是GDY的1.7倍。
Shuanglei Xie, et al. Ultra-high-efficiency capture of lead ions over acetylenic bond-rich graphdiyne adsorbent in aqueous solution. PNAS 2023DOI: 10.1073/pnas.2221002120https://doi.org/10.1073/pnas.2221002120
6. EES: 效率超過20%的穩定倒置CsPbI3鈣鈦礦太陽能電池的表面N型能帶彎曲
倒置CsPbI3鈣鈦礦太陽能電池具有串聯和室內光伏的優點。與規則結構（n-i-p）相比，由于p型鈣鈦礦和n型電子傳輸層（ETL）接觸處的嚴重能量損失，導致實現高效倒置器件仍然極具挑戰性。近日，中國科學院胡勁松、北京理工大學Jiang Yan開發了一種表面n型帶彎曲策略來減輕這種能量損失。1) 作者發現鹽酸丙胺可以在CsPbI3表面誘導p到n型轉變，以加速電子的分離和提取，同時鈍化表面缺陷。因此，倒置CsPbI3器件的功率轉換效率（PCE）在1太陽等效照明下達到了20.17%（平均19.67%）。2) 此外，在室內LED燈（1000勒克斯，307μw cm-2）下達到了38.93%。該倒置器件在開路條件下光浸泡792小時后仍保持約97%的PCE，而對照組則在552小時內降至約11%。
Shuo Wang, et al. Surface N-type Band Bending for Stable Inverted CsPbI3 Perovskite Solar Cells with over 20% Efficiency. EES 2023https://doi.org/10.1039/D3EE00423F
7. Angew綜述：COF用于光催化能量轉化
由于目前的能源危機和嚴重的環境問題導致人們需要發展可再生能源，符合可持續發展要求的能源轉化存儲技術。光催化是一種綠色的能源轉化技術，能夠將環境友好并且方便得到的太陽能轉化為含能量很高的化學品。COF作為多孔材料，具有將太陽能轉化為化學能的前景，因為COF材料具有可設計的結構、高晶化度、多孔等特點。有鑒于此，新加坡南洋理工大學趙彥利等綜述報道目前COF光催化劑的合成，以及COF材料在光催化分解水、CO2還原、制備H2O2等方面的應用。1）討論COF材料的設計原理、鏈接配體和構筑單元如何進行衍生化；COF在光催化分解水制備H2和O2的應用：討論貴金屬體系的COF材料種類：腙和吖嗪、亞胺、β-酮亞胺、C=C、共價三嗪骨架等結構。討論非貴金屬體系的COF材料，含有COF的復合材料。討論COF材料的光催化CO-2還原：非金屬COF材料、金屬-卟啉-COF材料催化劑、單金屬配位修飾COF、含有COF的復合材料。討論COF材料的光催化H2O2應用。2）總結展望COF材料在設計光催化劑領域的發展前景，有助于進一步發展COF光催化劑。
Ting He, Yanli Zhao, Covalent Organic Frameworks for Energy Conversion in Photocatalysis, Angew. Chem. Int. Ed. 2023DOI: 10.1002/anie.202303086https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202303086
8. AEM：原位拓撲間相促進穩定的固態鋰金屬電池
阻抗和機械強度之間不可調和的矛盾導致的不相容界面已成為固態鋰金屬電池（SSLMBs）實際應用的主要障礙之一。通過合理的拓撲設計采用解耦策略，武漢理工大學麥立強教授，Lin Xu使用合成的固體聚合物電解質原位構建了拓撲聚合物增強界面層。1）構建的拓撲固體電解質界面(SEI)層協調了增強的機械化學穩定性和Li+的快速擴散動力學，從而在循環過程中保持了SEI層的完整性和穩定性。2）此外，憑借拓撲界面層的形成，可以實現超過3000小時的高度穩定和可逆的Li成核/剝離行為以及超過500次循環的實用LiFePO4/Li金屬電池的優異循環性能。這種構建拓撲界面層以解耦機械強度和Li+傳輸活化能的設計策略為實現實用的SSLMBs提供了可行的范例。
Hantao Xu, et al, In Situ Topological Interphases Boosting Stable Solid-State Lithium Metal Batteries, Adv. Energy Mater. 2023DOI: 10.1002/aenm.202204411https://doi.org/10.1002/aenm.202204411
9. Nano Lett.：揭示基于局部激子的錳摻雜銫鋅鹵化物納米晶體的光致發光現象
無鉛金屬鹵化物納米晶體（NCs）由于其基于局部激子（LEs）的獨特光電特性而引起了越來越多的關注。然而，由于NCs的各種內在和外在因素的耦合，對基于LEs的光致發光（PL）的重要影響因素仍然沒有得到很好的理解。鑒于此，中國科學院大連化學物理研究所楊斌、山東大學Peigeng Han等通過對相位、尺寸、形態和化學成分的設計，實現了將錳摻雜的銫鋅鹵化物NCs的內在和外在因素解耦。1）內在的金屬鹵化物配位場和外在的晶體缺陷都對LEs的重組和能量轉移過程有重大影響，因此決定了PL效率。2）與基于自由激子（FEs）的PL不同，相位和晶體形態對基于LEs的PL并不發揮主要作用。這項工作為研究金屬鹵化物NCs的LE動態提供了一個新的視角。
Jie Hou, et al. Unveiling the Localized Exciton-Based Photoluminescence of Manganese Doped Cesium Zinc Halide Nanocrystals. Nano Letters Article ASAPDOI: 10.1021/acs.nanolett.2c05101https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c05101
10. Nano Lett.：具有亞納米級軸向分辨率的脂質膜區域選擇性尖端增強拉曼光譜研究
在納米尺度上對細胞膜進行無創和無標簽的分析對于理解重要的細胞過程至關重要。然而，由于缺乏必要的靈敏度和/或空間分辨率，傳統的分析工具通常無法應對這一挑戰。鑒于此，瑞士蘇黎世聯邦理工學院Renato Zenobi、Naresh Kumar等證明了尖端增強拉曼光譜（TERS）是一個強大的納米分析工具，可以在垂直方向上以亞分子分辨率分析二棕櫚酰磷脂酰膽堿（DPPC）雙層和人類細胞膜。1）與遠場拉曼測量不同，DPPC雙分子層的TERS光譜再現了一個獨特形狀的C-H帶。這些獨特的光譜特征在人類胰腺癌細胞的TERS光譜中也可重復觀察到。2）光譜解構和DFT模擬證實，TERS信號主要來自于脂質的膽堿頭組中CH3基團的振動。本研究中獲得的可重復的TERS結果明確地證明了TERS在環境條件下對脂質膜進行納米分析的超高靈敏度。
Du?an Mr?enovi?, et al. Regioselective Tip-Enhanced Raman Spectroscopy of Lipid Membranes with Sub-Nanometer Axial Resolution. Nano Letters Article ASAPDOI: 10.1021/acs.nanolett.3c00689https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c00689
