1. Science Advances：用于傷口愈合的活性微生態水凝膠
慢性難以愈合的傷口引起了全世界的極大關注，因為它們的治療受到感染和缺氧的限制。受藻類天然產氧能力和有益細菌相對于其他微生物的競爭優勢的啟發，南京大學醫學院附屬鼓樓醫院Yuanjin Zhao提出了一種活的微生態水凝膠 (LMH)，其具有功能化的小球藻和枯草芽孢桿菌封裝，可實現持續供氧和抗感染，以促進慢性傷口愈合。1）由于水凝膠由熱敏性 Pluronic F-127 和濕粘合劑聚多巴胺組成，因此 LMH 可以在低溫下保持液態，同時快速凝固并緊密粘附在傷口床上。2）結果表明，通過優化包封微生物的比例，小球藻可以持續產氧以緩解缺氧并支持枯草芽孢桿菌的增殖，而枯草芽孢桿菌可以消除定植的病原菌。因此，LMH 大大促進了感染糖尿病傷口的愈合。這些特性使 LMH 對實際臨床應用很有價值。
Guopu Chen, et al, Living microecological hydrogels for wound healing, Sci. Adv. 9, eadg3478 (2023)DOI: 10.1126/sciadv.adg3478https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adg3478
2. Chem: 調控金屬有機框架中的手性和孔隙率實現有效的對映選擇性識別
手性金屬有機框架（CMOFs）的孔隙率和穩定性對于對映選擇性應用至關重要。然而，通過直接組裝金屬節點和手性連接體來耦合這些性質仍極具挑戰性。而合成后手性化為構建CMOFs提供了一種簡單的方法，并且它可以減小孔徑，但它阻礙了手性分子調節。在此，南開大學Shi Wei通過調控金屬有機框架中的手性和孔隙率實現有效的對映選擇性識別。1) 作者開發了一種缺陷工程方法來引入手性中心和擴大孔隙。與合成含有大孔CMOF的其他策略相比，該方法在沒有額外模板的情況下保持了框架穩定性，并且手性UiO-66、MIL-125-NH2和MIL-53的成功制備證明了這一點。2) 值得注意的是，CMOFs具有高選擇性、高效率和廣泛的對映選擇性識別底物范圍。該研究為構建具有擴大孔和高穩定性CMOF提供了一種簡單且可擴展的合成方法。
Zongsu Han, et al. Tailoring chirality and porosity in metal-organic frameworks for efficient enantioselective recognition. Chem 2023DOI: 10.1016/j.chempr.2023.05.004https://doi.org/10.1016/j.chempr.2023.05.004
3. Chem: 可再生資源的共價適應性網絡中的交聯聚合物
共價適應性網絡（CAN）是具有動態共價鍵的交聯聚合物，并且這些網絡能夠表現出熱固性材料的耐久性和熱塑性塑料的可回收性。由于它們的穩定性和刺激驅動的可再加工性，使得這些聚合物作為環境問題的潛在解決方案已經引起了人們的極大興趣。近日，新加坡科技研究局Shermin S. Goh綜述研究了可再生資源的共價適應性網絡中的交聯聚合物。1) 這些聚合物具有獨特特性，包括刺激反應和自我修復，也使它們能夠在許多新興應用中發揮作用，如可回收粘合劑和智能致動器。然而，與大多數塑料一樣，CAN通常由石油資源制成。因此，人們一直在推動使用可再生原料：生物質，如纖維素、天然橡膠及其衍生物，以及二氧化碳，以提高CANs的可持續性。2) 作者對可再生原料轉化為CANs進行了全面分類，并討論了它們的應用。作者進一步強調了產生高性能可再生CAN的設計策略，并討論了這些材料面臨的挑戰和機遇。
Sirin Kamarulzaman, et al. Covalent adaptable networks from renewable resources: Crosslinked polymers for a sustainable future. Chem 2023DOI: 10.1016/j.chempr.2023.04.024https://doi.org/10.1016/j.chempr.2023.04.024
4. PNAS: 用于高效仿生氧化還原催化的光激發Ru單原子位點
納米酶由于其低效的電子轉移（ET）導致其催化活性低下，這是仿生催化相關生物醫學應用中的主要挑戰。近日，北京大學郭少軍、華中師范大學朱成周報道了用于高效仿生氧化還原催化的光激發Ru單原子位點。1) 受天然光酶中光電子轉移的啟發，作者報道了一種錨定在金屬-有機框架上的單原子Ru光納米酶（UiO-67–Ru），用于實現光增強過氧化物酶（POD）活性。作者證明，原子分散的Ru位點可以實現高的光電轉換效率、優異的POD活性（相對于UiO-67的光活性提高了7.0倍）和良好的催化特異性。2) 原位實驗和理論計算都表明，光電子遵循輔因子介導的酶ET過程，進而促進活性中間體的產生和產物的釋放，在H2O2還原中具有更高的熱力學和動力學。利用Zr–O–P鍵的獨特相互作用，作者建立了一個基于UiO-67–Ru的免疫測定平臺，用于有機磷農藥的光增強檢測。
Weiqing Xu, et al. Photoexcited Ru single-atomic sites for efficient biomimetic redox catalysis. PNAS 2023DOI: 10.1073/pnas.2220315120https://doi.org/10.1073/pnas.2220315120
5. PNAS: 動態軌道雜化引發自旋無序重整化的析氧反應
析氧反應（OER）是現代工業和技術中能量儲存和轉換的基礎，但它們仍然面臨反應動力學緩慢和電化學性能差的困境。與納米結構的觀點不同，河海大學周鋼、王沛芳、南京大學劉力哲側重于一種動態軌道雜交方法，以重整多孔貴金屬-游離金屬-有機框架（MOFs）中的無序自旋構型，從而加速OER中的自旋依賴反應動力學。1) 作者提出了一種獨特的超交換相互作用，通過在交變電磁場刺激下與電解質中的動態磁離子臨時結合，并重新配置多孔MOFs中自旋網的疇方向，其中從無序低自旋態到高自旋態的自旋重整化促進了水的快速離解和最佳載流子遷移，導致了自旋依賴的反應途徑。2) 因此，自旋重整化MOFs在0.33 V的過電勢下具有2095.1 A gmetal?1的質量活性，這大約是原始MOFs的5.9倍。該發現為重新配置具有有序結構域方向的自旋相關催化劑以加速氧反應動力學提供了見解。
Peilin Huang, et al. Dynamic orbital hybridization triggered spin-disorder renormalization via super-exchange interaction for oxygen evolution reaction. PNAS 2023DOI: 10.1073/pnas.2219661120https://doi.org/10.1073/pnas.2219661120
6. EES: 以雙電子吩噻嗪氧化還原聚合物為正極的大容量鋁電池
鋁是地殼中含量最豐富的金屬，而可充電鋁電池作為下一代儲能設備具有巨大應用前景。然而，到目前為止，為復雜的鋁離子確定合適的正極材料一直是一個挑戰。在這里，弗賴堡大學Ingo Krossing、Birgit Esser提出了一種使用具有兩個氧化還原過程的有機氧化還原聚合物正極材料的策略。1) 作者發現，以吩噻嗪為雙電子氧化還原中心的交聯聚（3-乙烯基-N-甲基吩噻津）在0.81和1.65 V（vs. Al|Al3+）的電位下可逆地插入[AlCl4]?離子，可提供高達167 mAh g?1的比容量，其超過石墨正極材料。2) 吩噻嗪聚合物電極在10 C速率下具有5000次循環的優異循環性能，同時具有88%的容量保持率和優異的倍率性能。這是可充電鋁電池開發的一個重大進展，并將開啟有機氧化還原聚合物作為正極材料的進一步探索，為更可持續的儲能解決方案鋪平道路。
Gauthier Studer, et al. On a high-capacity aluminium battery with a two-electron phenothiazine redox polymer as positive electrode. EES 2023https://doi.org/10.1039/D3EE00235G
7. EES: 調控鈣鈦礦表面陽離子性質以實現可控水氧化性能
盡管催化材料的本征性質可以很容易地通過摻雜來調節，但它們發生電催化的表面往往偏離本征性質，并且很難控制。由于多種組成元素的存在，使得這種現象在過渡金屬復合氧化物中尤為明顯，這對電催化劑的精確設計提出了巨大挑戰。近日，南京工業大學邵宗平、Zhou Wei通過調控鈣鈦礦表面陽離子性質來實現可控水氧化性能。1) 以鈣鈦礦La2NiO4為例，作者提出了一種簡單的表面剪裁策略來精細操縱表面陽離子性質，即去除表面富集的非活性La元素，同時形成活性Ni-Fe對。得益于優化的表面陽離子性質，表面調控的催化劑在旋轉圓盤電極測試中具有優異催化性能。2) 此外，作者發現其在膜電極組件測試中也具有優異的水氧化性能。該工作表明，由等量的Ni和Fe元素組成的動態重建薄層表面，與穩定的La封端的亞表面相結合，是實現高OER活性和耐久性的關鍵。
Li Yu, et al. Tailoring surface cation configuration of Ruddlesden-Popper perovskites for controllable water oxidation performance. EES 2023https://doi.org/10.1039/D3EE00380A
8. EES: 用于CO2光電化學還原為乙烯的集成金屬-絕緣體-半導體光電陰極的協同設計
光電化學二氧化碳還原（PEC CO2R）是利用陽光、水和二氧化碳生產化學品和燃料的一種有效手段；然而，這項技術還處于起步階段。迄今為止，大多數PEC CO2R的研究報道只含有一個碳原子產物（C1產物），但很少證明生產含有兩個或多個碳的產物（C2+產物），如乙烯、乙醇等。而金屬半導體絕緣體（MIS）光電陰極/催化劑結構為這一目的提供了一種有效方法，因為它們集成了光吸收、電荷分離和催化的功能。近日，加利福尼亞大學Alexis T. Bell報道了用于CO2光電化學還原為乙烯的集成金屬-絕緣體-半導體光電陰極的協同設計。1) 作者研究了Cu/TiO2/p-Si光電陰極/催化劑結構，目的是確定半導體-絕緣體相互作用對光電陰極性能的影響，以及MIS結構的照射方向對總電流密度和Cu催化劑上形成產物分布的影響。作者還研究了沉積在Cu表面的離聚物涂層對總電流密度和形成產物分布的影響。2) 作者發現，對于固定電勢的Cu，由PEC CO2R形成的產物分布是相同的，而與照射方向無關，并且與通過CO2電化學還原（EC CO2R）獲得的產物分布也相同。另一個重要發現是，通過在Cu表面上沉積Sustainion/Nafion雙層膜，顯著提高了總電流密度和對乙烯的法拉第效率。
Chanyeon Kim, et al. Codesign of an Integrated Metal-Insulator-Semiconductor Photocathode for Photoelectrochemical Reduction of CO2 to Ethylene. EES 2023https://doi.org/10.1039/D2EE03525A
9. Angew：用于光驅動超快鈉離子存儲的雙功能 Z 型 TiO2@MoS2@NC 多異質結構
利用雙功能光電極來收集和儲存太陽能是實現可再生能源利用的一種具有挑戰性但有效的方法。在此，哈工程Yujin Chen，Chunling Zhu，溫州大學侴術雷設計了由管狀TiO2支撐的N摻雜碳涂層MoS2納米片組成的多異質結構，具有光電轉換和電子傳輸界面。1）當基于異質結構組裝光鈉離子電池(photo-SIB)時，其容量增加到399.3 mAh g-1，在2.0 A g-1時從暗光到可見光的光轉換效率高達0.71%。值得注意的是，photo-SIB僅可通過光充電，容量高達231.4 mAh g?1。2）實驗和理論結果表明，所提出的多異質結構可以增強電荷轉移動力學，保持結構穩定性，并促進光激發載流子的分離。這項工作提出了一種設計雙功能光電極以有效利用太陽能的新策略。
Jinhang Li, et al, Dual-Functional Z-Scheme TiO2@MoS2@NC Multi-Heterostructures for Photo-Driving Ultrafast Sodium Ion Storage, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202303056DOI: 10.1002/anie.202303056https://doi.org/10.1002/anie.202303056
10. Angew：可激活的半導體聚合物前納米調節劑用于原位胰腺癌的超聲-免疫治療
免疫療法是一種極具發展前景的癌癥治療方式，但其在臨床實踐中往往存在反應率有限和潛在的脫靶副作用等問題。有鑒于此，東華大學李靜超教授和南洋理工大學浦侃裔教授構建了基于半導體聚合物的前納米調節劑(SPpMs)，其具有超聲介導的可激活藥理作用，能夠用于對原位胰腺癌的超聲-免疫治療。1）SPpMs由聲動力半導體聚合物骨架所組成，該骨架上接枝有聚乙二醇鏈，并通過由單線態氧(1O2)切割的片段與兩種免疫調節劑(程序性死亡配體1阻斷劑和吲哚胺2,3-雙加氧酶抑制劑)相連接。由于半導體聚合物內核具有優異的聲動力性能，因此SPpMs能夠在US處理下有效地產生1O2（即使在深度達12 cm的深層組織中）。生成的1O2不僅能夠通過聲動力效應消融腫瘤，誘導免疫原性細胞死亡，而且會破壞由1O2切割的片段，實現免疫調節劑的原位釋放。2）實驗結果表明，免疫調節劑所產生的協同作用可通過逆轉兩種腫瘤免疫抑制通路來增強抗腫瘤免疫反應。因此，SPpMs介導的深部組織超聲-免疫治療可以徹底根除原位胰腺癌，有效防止腫瘤轉移。此外，這種免疫激活也能夠顯著降低發生免疫相關不良事件的可能性。綜上所述，該研究能夠為實現對深部腫瘤的精準免疫治療提供一個可激活的智能納米平臺。
Jingchao Li. et al. Activatable Semiconducting Polymer Pro-nanomodulators for Deep-Tissue Sono-immunotherapy of Orthotopic Pancreatic Cancer. Angewandte Chemie International Edition. 2023DOI: 10.1002/anie.202305200https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202305200
11. AEM：由硬碳預沉淀實現的高性能全固態鈉離子電池
全固態鈉離子電池(AS3iB)因其在寬溫度范圍內的適當安全性和穩定性而備受追捧，用于固定式儲能系統。低成本、低氧化還原電位和高容量的硬碳(HC)是實現實用的大型鈉離子電池不可或缺的組成部分。然而，利用這種負極材料的電池的能量密度受到其較低的初始庫侖效率(ICE)的限制。在此，加州大學圣地亞哥分校孟穎教授提出了兩種策略，即i）額外的熱解和ii）通過NaBH4的熱分解進行預沉淀，以改善原始HC的ICE。1）拉曼光譜、X射線光電子能譜和電化學表征表明，熱處理增加了HC結構中的Csp2含量，而預鈉化提供鈉以占據固有的不可逆位點。因此，與半電池配置中的熱處理(90%)或原始HC(83%)相比，預鈉化HC表現出出色的ICE(>99%)。2）更重要的是，分別使用預鈉化HC和NaCrO2作為負極和正極的AS3iB表現出92%的高ICE和294 Wh kg-1cathode的初始放電能量密度。
Jin An Sam Oh, et al, High-Performing All-Solid-State Sodium-Ion Batteries Enabled by the Presodiation of Hard Carbon, Adv. Energy Mater. 2023, 2300776DOI: 10.1002/aenm.202300776https://doi.org/10.1002/aenm.202300776
12. AEM：深入了解影響電極壓延對電池性能的影響
隨著對鋰離子電池 (LIB) 的需求不斷增長，提高其效率/性能的必要性也在增長。因此，優化各個生產步驟至關重要。壓延是一個關鍵的生產步驟，可將電極涂層壓實至目標密度。這個過程會影響電極的孔隙率、附著力、厚度、潤濕性和電荷傳輸特性，以及涂層的均勻性。最佳壓延電極可提高電池的體積能量密度、循環穩定性和倍率性能，并增強活性材料的結構穩定性，從而影響電極安全性和極化。近日，布倫瑞克工業大學Mozaffar Abdollahifar旨在概述壓延工藝的基本原理，并展示該工藝如何成為 LIB 制造中性能增強的步驟。1）作者概述了基本過程和機制，以及如何使用建模、仿真和層析成像來優化這些過程。2）此外，還討論了壓延對各種陽極和陰極活性材料的影響。本綜述有助于更深入地了解壓延工藝-結構-性能關系，以及如何優化它們以提高 LIB 的性能。
Mozaffar Abdollahifar, et al, Insights into Influencing Electrode Calendering on the Battery Performance, Adv. Energy Mater. 2023, 2300973DOI: 10.1002/aenm.202300973https://doi.org/10.1002/aenm.202300973
