1. Nature Nanotechnology：納米厚1T-TaS2晶體中鐵磁旋轉順序的電開關
疇態的磁滯切換是所有鐵電材料的一個顯著特征，也是其多功能應用的基礎。鐵磁旋轉順序是一種以結構旋轉為特征的鐵磁順序，但由于其在時間反轉和空間反轉下的不變性，使其對狀態切換的控制仍不明確。在這里，南京大學奚嘯翔、魏茨曼科學研究所Yan Binghai報道了納米厚1T-TaS2晶體中鐵磁旋轉順序的電開關。
本文要點：
1) 作者展示了納米厚1T-TaS2晶體的電荷密度波相中鐵磁旋轉疇態的電開關。作者發現，在外部電場下從高對稱相冷卻到鐵磁旋轉相會引起疇態切換和疇壁形成，這是在使用伏特級偏置的簡單雙端配置中實現的。
2) 盡管由于對稱失配，進而電場不與有序耦合，但它驅動疇壁傳播，并在室溫下產生可逆、持久和非易失的等溫狀態切換。該結果為操縱鐵磁旋轉順序及其納米電子應用提供了一條途徑。
Gan Liu, et al. Electrical switching of ferro-rotational order in nanometre-thick 1T-TaS2 crystals. Nature Nanotechnology 2023
DOI: 10.1038/s41565-023-01403-5
https://doi.org/10.1038/s41565-023-01403-5
2. Nature Commun.：通過共價有機框架膜回收均相光催化劑
過渡金屬基均相光催化劑為有機合成提供了大量的機會。然而，用途最廣的Ru(II)和Ir(III)多吡啶配合物是最稀有的金屬配合物之一。此外，將這些珍貴的催化劑固定起來進行回收是具有挑戰性的，因為它們的不透明可能會阻礙光的傳輸。通過傳統的聚合物膜回收均相催化劑是有希望的，但也是有限的，因為它們的孔結構的調節和對極性有機溶劑的耐受性是具有挑戰性的。在這里，新加坡國立大學趙丹教授，Jie Wu報道了使用共價有機骨架(COF)膜有效地回收均相光催化劑。制備了一系列孔徑可調、耐有機溶劑性好的COF膜。
本文要點：
1）Ru和Ir光氧化還原催化劑在不同類型的光化學反應中循環使用10次，不斷獲得高催化性能、高回收率和高滲透率。
2）研究人員成功地回收了克量級的光催化劑。此外，還展示了用不同孔徑的COF膜串聯分離Ir光催化劑和提純有機小分子產物的方法。
結果表明，可以通過一個耐人尋味的潛力來改變制藥和精細化學合成運動的范式。
Yang, H., Xu, J., Cao, H. et al. Recovery of homogeneous photocatalysts by covalent organic framework membranes. Nat Commun 14, 2726 (2023).
DOI：10.1038/s41467-023-38424-6
https://doi.org/10.1038/s41467-023-38424-6
3. Nature Commun.：超微孔陰離子交換膜的大規模生產可實現電化學能源設備的長期運行
缺乏高性能和大量供應的陰離子交換膜是未來相關電化學能量裝置大規模應用面臨的主要障礙。在這里，中科大Tongwen Xu，Xiaolin Ge，Liang Wu選擇兩種異構體(間三苯基和三苯基)并平衡它們的比例來制備具有良好連通性和均勻分布的超微孔的陰離子交換膜。
本文要點：
1）所制得的陰離子交換膜具有較高的離子導電性和良好的阻隔性能，在80℃堿性條件下的穩定性可達8000h以上。
2）組裝的陰離子交換膜在幾種電化學能量存儲設備中表現出理想的性能和耐用性的組合：中性水有機氧化還原液流電池(在100 mA cm?2時的能效為77.2%，1100h內氧化還原活性分子的滲透可以忽略不計)、水電解(1.8V，90°C下的電流密度為5.4A cm?2，耐久性超過3000h)和燃料電池(在催化劑負載量為0.2 mg cm?2時的功率密度為1.61W cm?2，開路電壓耐久性測試超過1000h)。
3）作為擴大生產的一個示范，陰離子交換膜實現了寬度大于1000 mm的卷對卷制造。
Song, W., Peng, K., Xu, W. et al. Upscaled production of an ultramicroporous anion-exchange membrane enables long-term operation in electrochemical energy devices. Nat Commun 14, 2732 (2023).
DOI：10.1038/s41467-023-38350-7
https://doi.org/10.1038/s41467-023-38350-7
4. Science Advances：高熵合金納米晶的可控和可預測合成
高熵合金(HEA)納米晶在催化領域引起了廣泛的關注。然而，目前還沒有有效的策略來以可控和可預測的方式合成它們。近日，以鉑族金屬組成的五元HEA納米晶為例，臺灣清華大學Tung-Han Yang證明了在混合的五金屬前驅體溶液滴加下，通過定量地知道金屬前驅體的還原動力學和納米晶中混合的熵，可以預測其具有空間組成的結構。
本文要點：
1）每種前驅體達到穩定狀態的時間對確定具有均勻合金和核殼特征的HEA納米晶的結構起著關鍵作用。
2）與商用的鉑/碳納米晶和相分離納米晶相比，具有豐富缺陷表面的樹枝狀HEA納米晶在催化析氫和氧化方面表現出顯著的催化活性和耐久性。
這項定量研究將導致HEA納米晶體設計的范式轉變，遠離試錯法。
Yi-Hong Liu, et al, Toward controllable and predictable synthesis of highentropy alloy nanocrystals, Sci. Adv. 9, eadf9931 (2023)
DOI: 10.1126/sciadv.adf9931
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adf9931
5. Science Advances：通過光學共振揭示聚合物微球中的分子擴散動力學
了解小分子在聚合物微系統中的擴散在各種基礎和工業研究中具有重要意義。盡管光學成像和光譜技術迅速進步，但被研究的實體通常僅限于平板薄膜或大塊樣品。近日，哈工大（深圳）Jiawei Wang，Engui Zhao，中科院化學所Yong Sheng Zhao展示了一種通過光學回聲-走廊模式共振來原位檢測聚合物微物體中擴散動力學的方法。
本文要點：
1）通過模式跟蹤，可以定量分析溶劑分子與聚合物微球之間的相互作用，包括吸附、擴散和溶脹。觀察到模式響應的轉折點，當擴散超過亞波長厚度的最外層時，作為共振徑向范圍，開始穿透內芯。
2）估算的聚合物在玻璃中的溶解度與Flory-Huggins理論的預測值一致。此外，還分析了這種玻璃化聚合物滲透體系中的非費克貢獻。
研究工作代表了一種高精度和無標簽的方法來描述擴散動力學中的特征。
Jiawei Wang, et al, Revealing molecular diffusion dynamics in polymer microspheres by optical resonances., Sci. Adv. 9, eadf1725 (2023)
DOI: 10.1126/sciadv.adf1725
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adf1725
6. Angew：配位聚合物中改變其電子和質子行為的重要二維結構轉變
二維(2D)納米結構材料在不同的研究領域引起了極大的關注，特別是在2004年發現石墨烯之后。這種興趣主要是因為它們在納米尺度上具有獨特的化學和物理性質，如極高的比表面積和受限的電子態。近日，京都大學Hiroshi Kitagawa，Yukihiro Yoshida首次發現由銅(II)離子和鄰苯二甲酸酯(BDC2-)配體組成的配位聚合物(CP)發生了從2D到2D(2D：2D)的結構轉變，并伴隨著顯著的鍵重排和配位環境變化。
本文要點：
1）在水中，二維銅(BDC)(DMF)(Cu-1；DMF：N，N-二甲基甲酰胺)的自支撐膜在保持其高度取向的層狀結構的同時，轉變為二維銅(BDC)(H2O)2(Cu-2)。
2）在2D片層中，與四個雙齒BDC配體以正方形平面陣列配位的槳輪型二聚體在Cu-1中被釋放，形成均勻的水橋接的銅(II)鏈，這些鏈通過單齒BDC配體相互交聯。
3）目前實現2D到2D轉換的簡便方法伴隨著鍵重排，這是CPS的特征，導致平面磁化率和質子電導率顯著增加。此外，支持理論計算的現場實驗揭示了支配這一獨特結構轉變的能量圖。
Yao Jing, et al, A Significant Two-Dimensional Structural Transformation in a Coordination Polymer that Changes Its Electronic and Protonic Behavior, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202303778
DOI: 10.1002/anie.202303778
https://doi.org/10.1002/anie.202303778
7. Angew：用于增強顏色可調超長室溫磷光的手性氫鍵合無金屬超分子玻璃的宏觀組裝
玻璃材料具有機械剛性好、成型能力強、透明度高等優點，在各個領域都引起了人們的極大興趣。然而，光學大塊分子基玻璃仍然很少見，主要是由于單體種類有限和制備條件苛刻。在這里，北京師范大學Dongpeng Yan報道了一種簡單的自下而上的溶液制備工藝，以獲得宏觀尺度上的無金屬超分子玻璃(SMGs)，其中包括L組氨酸和六亞甲基四胺。
本文要點：
1）手性SMG具有顏色可調的超長室溫磷光(衰減壽命高達141.2 ms)和圓偏振發光(g因子高達8.7×10-3)。
2）強烈的氫鍵有效地驅動了SMG的形成，并為促進三重態激子的產生提供了一個剛性的微環境。
3）借助于SMGs的激發和溫度相關的超長磷光，研究人員展示了其在多色顯示、可視紫外光檢測和持久發光溫度計等方面的應用。
Fei Nie, et al, Macroscopic Assembly of Chiral Hydrogen-bonded Metal-free Supramolecular Glasses for Enhanced Color-tunable Ultralong Room Temperature Phosphorescence, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202302751
DOI: 10.1002/anie.202302751
https://doi.org/10.1002/anie.202302751
8. AEM：高壓水儲能中氫鍵重構和界面調控的協同效應
水系電池以其低成本和安全性得到了廣泛的關注。然而，1.23 V的水熱力學穩定窗嚴重限制了它的發展和應用。為了解決這一問題，中科院金屬所李峰，鄭州大學Qun Xu，華東理工大學Cheng Lian提出并證明了調節劑可以通過氫鍵重建來增強和保護水分子，并有助于固體電解質界面的產生。
本文要點：
1）擴展的電化學窗口使構建水基對稱電容器和Nb18W16O93||LiMn2O4水系鋰離子電池的電壓都達到2.6 V，同時表現出相當大的庫侖效率和高循環穩定性。
2）結果表明，僅靠一個調節器也可以實現對相互作用和電化學窗口的有效調節，而不依賴于鹽本身的影響或水分的極大降低。這不僅為發展水中細胞提供了一種簡單有效的途徑，而且為水中氫鍵和分子間相互作用的研究和利用提供了新的認識。
Tianzhao Hu, et al, Synergistic Effect of H-bond Reconstruction and Interface Regulation for High-Voltage Aqueous Energy Storage, Adv. Energy Mater. 2023,
DOI: 10.1002/aenm.202300567
https://doi.org/10.1002/aenm.202300567
9. Nano Letters：菌群共培養形成的組裝活性膠囊可強化腸炎治療
微生物介導的活制劑在疾病治療中具有很大的前景。武漢張先正和趙發瓊通過在含有益生元的發酵液中共同培養益生菌（EcN）和木糖醋桿菌（G.xylinus），構建了益生元-益生菌活膠囊（PPLC）。
本文要點：
1）通過搖動培養物，木糖精分泌纖維素原纖維，這些纖維素原纖維可以在剪切力下自發包裹EcN形成微膠囊。此外，發酵液中存在的益生元通過范德華力和氫鍵結合到細菌纖維素網絡中，最終形成定植致密的益生菌菌落。
2）體內研究表明，含有密集EcN集落的PPLC在治療腸炎小鼠方面表現出優異的治療性能，可以拮抗腸道病原體并恢復微生物群穩態。
Ji-Yan Qiao, et al. Autonomously Assembled Living Capsules by Microbial Coculture for Enhanced Bacteriotherapy of Inflammatory Bowel Disease. Nano Letters. 2023
DOI：10.1021/acs.nanolett.3c00657
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.3c00657
10. Nano letters：利用單一快速重離子在WO3納米片上直接制造出10納米以下的納米孔洞
在各種材料中擴展固態納米孔的制造方法在單分子檢測、納米流體設備和納濾膜領域具有重要意義。鑒于此，中國科學院近代物理研究所的翟鵬飛和劉杰等展示了一種新的方法，在沒有任何化學蝕刻工藝的情況下，使用單個快速重離子（SHI）在WO3納米片中直接制備尺寸和密度可控的亞10 nm納米孔。
本文要點：
1）通過選擇不同電子能量損失（Se）的離子，可以在WO3納米片中產生尺寸為1.8-7.4 nm的納米孔。
2）當Se>20 keV/nm時，納米孔的產生效率達到～100%，并且存在一個臨界厚度，低于該厚度可以產生納米孔。
3）結合分子動力學模擬，我們提出由SHIs引起的瞬態熔融相的粘度和表面張力是形成納米孔的關鍵因素。這種方法為在低粘度和表面張力的材料中制造固態納米孔鋪平了道路。
Lijun Xu, et al, Direct Fabrication of Sub-10 nm Nanopores in WO3 Nanosheets Using Single Swift Heavy Ions, Nano Letters Article ASAP
DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c00884
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.3c00884
11. Nano letters：采用Ag納米棒的高階等離子體模式路由WS2單層的激子發射
在納米光子界面沿著不同方向局部路由二維（2D）過渡金屬二硫族化合物中的激子發射對于開發用于功能性納米光學元件的2D激子系統具有很大的意義。然而，這種控制仍然難以捉摸。鑒于此，香港中文大學的王建方和Lei Shao等報道了一種簡單的等離子體方法，用于WS2單層中激子發射的電控空間調制。
本文要點：
1）發射路由是通過放置在WS2單層上的單個銀納米棒中的WS2激子和多極等離子體激元模式之間的共振耦合實現的。
2）與先前的演示不同，路由效應可以通過WS2單層的摻雜水平來調節，從而實現電氣控制。
3）利用了由簡單的棒狀金屬納米晶體支持的高質量等離子體模式，對2D激子發射進行角度分辨操作。實現了主動控制，這為納米級光源和納米光子器件的發展提供了巨大的機會。
Shasha Li, et al, Routing the Exciton Emissions of WS2 Monolayer with the High-Order Plasmon Modes of Ag Nanorods, Nano Letters Article ASAP
DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c00054
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c00054
12. ACS Nano：過渡金屬對金屬-八氨基酞菁基二維金屬-有機框架的影響
基于金屬-八氨基酞菁（MOAPc）的二維導電金屬-有機框架（cMOFs）由于其雙金屬特性，在傳感、儲能和電催化等多種應用中顯示出巨大的潛力。鑒于此，斯坦福大學的鮑哲南教授課題組報道了一個以Co2+、Ni2+和Cu2+作為MOAPc配體中的金屬節點和金屬中心的同構cMOFs家族的詳細金屬取代研究。
本文要點：
1）不同的金屬節點在反應動力學、顆粒尺寸和結晶度方面存在差異。重要的是，發現2D cMOFs中的電子結構和導電性取決于這兩種類型的金屬位點。
2）在九種可能的組合中，Ni NiOAPc被發現是導電性最強的一種，導電率為54±4.8 mS/cm。
3）DFT計算表明，單層Ni-NiOAPc既沒有最小的帶隙，也沒有最高的載流子遷移率。因此，它的最高電導率源于它的高結晶度。總之，這些結果提供了具有氨基配位單元的基于MOAPc的cMOFs的結構-性質關系。
Gan Chen, et al, Effects of Transition Metals on Metal–Octaaminophthalocyanine-Based 2D Metal–Organic Frameworks, ACS Nano Article ASAP
DOI: 10.1021/acsnano.3c03143
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c03143
