1. Chem. Rev.：從溶液到薄膜：π-共軛體系的分子組裝及其對（光電子）性質的影響
共軛有機分子從溶液到固態的組裝在決定溶液處理有機電子和光伏的薄膜形態和光電性能方面起著關鍵作用。在蒸發溶液處理過程中，π-共軛體系可以通過各種形式的分子間相互作用組裝，形成不同的聚集體結構，可以極大地調整固態中的電荷傳輸性質。近日，伊利諾伊大學Diao Ying綜述研究了π-共軛體系的分子組裝及其對（光電子）性質的影響。
本文要點：
1) 在由供體聚合物和受體分子組成的共混體系中，純材料的組裝與相分離和結晶過程相結合，導致復雜的相變途徑，從而控制共混膜的形態。作者對純共軛聚合物和非富勒烯小分子受體中的分子組裝過程進行了深入的綜述，并討論了它們對薄膜形態和光電性能的影響。
2) 然后，作者將重點轉移到與有機太陽能電池相關的混合系統上，討論相變的基本原理，并強調純材料的組裝和加工條件如何影響混合形態和器件性能。
Azzaya Khasbaatar, et al. From Solution to Thin Film: Molecular Assembly of π-Conjugated Systems and Impact on (Opto)electronic Properties. Chem. Rev. 2023
DOI: 10.1021/acs.chemrev.2c00905
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.2c00905
2. Chem. Soc. Rev.：金屬催化通過氫原子轉移（HAT）實現sp3 C–H功能化
近年來，將光催化氫原子轉移（HAT）與過渡金屬催化相結合已成為構建C（sp3）-碳和C（sp3）-雜鍵的一種強大策略。這兩種方法的融合在有機合成中得到了廣泛的應用，并導致了化學合成的新轉變。近日，阿卜杜拉國王科技大學Magnus Rueping、濟寧醫學院Zhang Jingchang對金屬催化通過氫原子轉移（HAT）實現sp3 C–H功能化進行了綜述研究。
本文要點：
1) 作者總結通過光催化HAT和過渡金屬催化進行sp3 C–H功能化的最新進展。除了這些反應涉及的詳細機制外，作者將重點放在不同的策略及其合成應用上。
2) 此外，深入了解這些機理對于合理設計新的催化劑和反應條件以進一步提高這些轉化的效率至關重要。該篇綜述將為金屬催化領域的研究人員提供寶貴的資源，并將激勵這一應用在綠色化學、藥物合成、材料科學等相關領域的進一步發展。
Jingchang Zhang and Magnus Rueping. Metallaphotoredox catalysis for sp3 C–H functionalizations through hydrogen atom transfer (HAT). Chem. Soc. Rev. 2023
DOI: 10.1039/D3CS00023K
https://doi.org/10.1039/D3CS00023K
3. Nature Commun.: 鑭系摻雜MoS2具有增強的氧還原活性和雙周期化學趨勢
二硫化鉬在催化、光電子和固體潤滑方面有著廣泛的應用，其中鑭系（Ln）摻雜可用于調整其物理化學特性。氧還原是決定燃料電池效率的一個重要的電化學過程，也是由Ln摻雜的MoS2組成的納米設備和涂層可能的環境降解機制。鑒于此，中國科學院寧波材料技術與工程研究所的黃良鋒、Liping Wang通過結合密度函數理論計算和電流-電位極化曲線模擬，表明在Ln-MoS2/水界面，摻雜劑誘導的高氧還原活性是Ln類型的雙周期函數。
本文要點：
1）提出了一種缺陷態配對機制，該機制選擇性地穩定了Ln-MoS2上的羥基和過氧化氫吸附物。
2）發現活性的雙周期化學趨勢源于原子內4f-5d6s軌道雜化和原子間Ln-S鍵的類似趨勢。
3）描述了一種通用的軌道化學機制，以解釋在許多電子、熱力學和動力學特性中同時觀察到的雙周期趨勢。
Hao, Y., Wang, L. & Huang, LF. Lanthanide-doped MoS2 with enhanced oxygen reduction activity and biperiodic chemical trends. Nat Commun 14, 3256 (2023).
DOI: 10.1038/s41467-023-39100-5
https://doi.org/10.1038/s41467-023-39100-5
4. Nature Commun.：乙酰解處理回收PET塑料
為緩解環境污染以及對化石燃料的依賴，對聚對苯二甲酸乙二醇酯進行解聚回收利用是個非常重要的目標。但是現有的循環回收技術通常無法對有色或者混雜對苯二甲酸乙二醇酯處理。
有鑒于此，中國科學技術大學傅堯、鄧晉、烏德勒支大學Li Shen等報道一種新型有效方法將對苯二甲酸乙二醇酯廢品通過乙酰解處理（Acetolysis），在乙酸中將其轉變為對苯二甲酸（Terephthalic acid）和乙二醇二乙酸酯（ethylene glycol diacetate）。
本文要點：
1）其中，乙酸能夠溶解或者分解染料、添加劑、混合物，對苯二甲酸能夠晶化生成高純產物，乙二醇二乙酸酯能夠水解生成乙二醇或者與對苯二甲酸聚合生成聚對苯二甲酸乙二醇酯，從而實現閉環回收。
2）周期評估結果顯示（Life cycle assessment）這種丙酮處理方法能夠與商業化的化學循環處理方法互補，提供一種將對苯二甲酸乙二醇酯回收處理的低碳處理方法。
Yuantao Peng, et al, Acetolysis of waste polyethylene terephthalate for upcycling and life-cycle assessment study, Nat Commun 14, 3249 (2023).
DOI: 10.1038/s41467-023-38998-1
https://www.nature.com/articles/s41467-023-38998-1
5. Joule：用于中溫氨合成的高效電化學質子傳導膜反應器
氨是一種普遍存在的化學原料和氫載體，具有廣泛的工業應用，其主要來源于能源密集型的Haber Bosch工藝。在此，清華大學王海輝、華南理工大學Xue Jian報道了用于中溫氨合成的高效電化學質子傳導膜反應器。
本文要點：
1) 作者利用優異的耐CO2 La5.5WO11.25?δ（LWO）膜反應器開發了一種高效氨合成技術，并通過在中間溫度下與氫氣純化相結合來提高電催化氮還原反應性能，由分子氫產生的質子可以通過氮氫化原位提供用于氨合成。
2) 因此，在350°C和2500μA cm?2下，該反應器獲得了優異的氨合成性能，最高法拉第效率（FE）為43.8%，相應的氨速率為231.1μg h?1 cm?2。這種用于中溫氨合成的電化學膜反應器為促進氨合成工業的發展提供了可行的方向。
Guowei Weng, et al. A high-efficiency electrochemical proton-conducting membrane reactor for ammonia production at intermediate temperatures. Joule 2023
DOI: 10.1016/j.joule.2023.05.013
https://doi.org/10.1016/j.joule.2023.05.013
6. Nano Letters：超速成核逆轉過渡金屬離子的溶解以獲得穩定的水系電池
過渡金屬離子的溶解導致活性物質的剝落并削弱了電化學容量。希臘神話中的西西弗斯因無休止地推巨石上山而感到沮喪，他渴望能挖掘出一個能支持他努力的寶藏。受此啟發，吉林大學鄭偉濤和Wei Zhang，香港城巿大學支春義等通過使用電解液中的鐵氰化物離子（Fe(CN)63-）作為驅動力，并利用六氰酸銅（CuHCF）的快速成核率，成功地扭轉了通常在循環過程中發生的鐵和銅離子的溶解現象。
本文要點：
1）在10,000次循環后，在0.5 A g-1的情況下，容量保持率從5.7%增加到99.4%，在40,000次循環后，在1 A g-1的情況下達到了99.8%的極端穩定性。
2）Fe(CN)63-在電化學過程中實現了逐個原子的替換，提高了導電性并減少了體積變化。此外證明這種方法適用于各種水系電池（即NH4+、Li+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+和Al3+）。
Zhenzhen Zhao, et al. Ultrafast Nucleation Reverses Dissolution of Transition Metal Ions for Robust Aqueous Batteries. Nano Letters.
DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c01435
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c01435
7. Nano Letters：促進量子點光伏中多硫化物氧化還原的鐵單原子催化劑
對于先進的量子點（QD）光伏來說，開發具有成本效益和高效的多硫化物氧化還原的光電陰極是非常可取的。鑒于此，北京化工大學汪樂余，北京化工大學Lipeng Zhang和Xiong Yin，中國科學院高能物理研究所Chenyan Ma等首次展示了氮摻碳（N-C）外殼負載的鐵單原子催化劑（Fe-SACs）能夠催化QD光伏中的多硫化物還原。
本文要點：
1）具有FeN4活性位點的Fe-SACs在ZnCuInSe-QD光伏中的功率轉換效率為13.7%（AM1.5 G，100 mW/cm2），這是基于ZnCuInSe QD的光伏的最高值，超過了Cu-SACs和N-C催化劑的效率。
2）與N-C相比，Fe-SACs表現出與多硫化物氧化還原對合適的能級匹配，這一點在開爾文探針力顯微鏡中得到了揭示，它加速了催化劑/多硫化物氧化還原對界面的電荷轉移。密度函數理論計算表明，Fe-SACs出色的催化活性源于S42-在FeN4活性位點上的優先吸附以及由FeN4活性位點引發的S-S鍵的高活化程度。
Linna Li, et al. Fe Single Atom Catalysts Promoting Polysulfide Redox Reduction in Quantum Dot Photovoltaics. Nano Letters.
DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c01064
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c01064
8. Nano Letters：水在亞納米直徑垂直排列碳納米管膜中的快速傳輸
小直徑碳納米管（CNTs）具有優異的質量傳輸性能，尤其是增強了水的流動性。鑒于此，美國羅格斯大學Jerry W. Shan等報道了水通過第一個具有垂直取向的亞納米級（0.8 nm）CNT孔的宏觀膜的傳輸，該膜是通過可擴展的、基于溶液的方法對大塊生長的單壁CNTs（SWCNTs）進行電場排列制成的。
本文要點：
1）在等離子體蝕刻以打開孔之后，垂直排列的CNT充當液態水傳輸的主要途徑。CNT膜顯示出快速的壓力驅動水傳輸，與無滑移Hagen–Poiseuille流相比，水傳輸增強了105倍。
2）比較0.8 nm和3 nm的CNTs，發現流體動力學滑移長度隨著納米管直徑的減小而增加，對于較小直徑的CNTs達到8.5 μm。壓力驅動的水在小直徑碳納米管中的傳輸越來越受入口阻力的支配，從而變得與納米管長度無關。結合垂直排列的亞納米CNT孔的可規模制造的膜可以應用于水過濾、脫鹽和能量收集。
Da-Chi Yang, et al. Fast Water Transport through Subnanometer Diameter Vertically Aligned Carbon Nanotube Membranes. Nano Letters.
DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c00797
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c00797
9. ACS Nano: 具有超彈性和生物粘附力的柔性生物活性玻璃納米纖維自膨脹低溫凝膠可促進止血和傷口愈合
自膨脹型低溫凝膠在治療無法控制的出血方面有著獨特的前景。然而，開發一種機械堅固、具有組織粘性和生物活性的自膨脹冷凍凝膠，使其能夠有效止血和組織修復，仍然是一個巨大的挑戰。鑒于此，東華大學的丁彬、李曉然和蘇州大學醫學部的Qi Zhang等報告了一種超彈性的細胞結構的生物活性玻璃納米纖維冷凍凝膠（BGNC），由高度靈活的BG納米纖維和檸檬酸交聯的聚（乙烯醇）組成。
本文要點：
1）這些BGNCs表現出高吸收能力（3169%）、快速的自膨脹能力、接近零的泊松比、可注射性、在80%的應變下有高的壓縮恢復能力、強大的抗疲勞性（在60%的應變下800次循環后幾乎沒有塑性變形），以及與各種組織的良好粘附性。
2）BGNCs能持續釋放Ca、Si和P離子。此外，與商業明膠止血海綿相比，BGNCs在兔子肝臟和股動脈出血模型中呈現出更好的凝血和血細胞粘附能力，以及更出色的止血能力。
3）BGNCs能夠在大約1分鐘內為大鼠心臟穿刺損傷止血。此外，BGNCs能夠促進大鼠全層皮膚的傷口愈合。
4）開發具有超彈性和生物粘附性的自膨脹BGNCs為探索多功能止血和傷口修復材料提供了一個很好的策略。
Xuyan Lu, et al. Flexible Bioactive Glass Nanofiber-Based Self-Expanding Cryogels with Superelasticity and Bioadhesion Enabling Hemostasis and Wound Healing. ACS Nano.
DOI: 10.1021/acsnano.3c01370
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c01370
10. ACS Nano: 石墨烯的穩定性及AlN表面凹坑對GaN遠程異質外延剝離的影響
遠程外延是一種很有前途的技術，最近引起了相當大的關注，它能夠生長出通過二維材料夾層復制襯底晶體特性的薄膜。生長的薄膜可以剝離以形成獨立的膜，盡管如果襯底材料在苛刻的外延條件下容易損壞，應用這種技術通常是具有挑戰性的。例如，由于這種損傷，石墨烯/GaN模板上的GaN薄膜的遠程外延尚未通過標準的金屬-有機化學氣相沉積（MOCVD）方法實現。鑒于此，韓國光州科技院的Dong-Seon Lee、Hoe-Min Kwak和Je-Sung Lee等報道了通過MOCVD在石墨烯/AlN模板上進行GaN遠程異質外延，并研究了AlN中的表面凹坑對GaN薄膜生長和剝離的影響。
本文要點：
1）首先展示了石墨烯在生長GaN之前的熱穩定性，在此基礎上開發了GaN在石墨烯/AlN上的兩步生長。GaN樣品在750°C的第一步生長后成功剝離，而在1050°C的第二步生長后剝離失敗。
2）深入分析證實，AlN模板中的凹坑導致該區域附近石墨烯的降解，從而導致生長模式的改變和剝離失敗。
3）這些結果舉例說明了生長模板的化學和地形特性對于成功的遠程外延的重要性。這是III族氮化物基遠程外延的關鍵因素之一，這些結果有望對僅使用MOCVD實現完全遠程外延有很大幫助。
Hoe-Min Kwak, et al. Stability of Graphene and Influence of AlN Surface Pits on GaN Remote Heteroepitaxy for Exfoliation. ACS Nano.
DOI:10.1021/acsnano.3c02565
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c02565
11. ACS Nano: 基于錳橋鈷酞菁和Ti3C2Tx納米片的肖特基結納米酶促進I型和II型一體化光敏化用于多模式癌癥治療
癌癥光熱療法具有顯著提高治療效果的潛力，因為它可以準確診斷和治療癌癥。然而，目前的光合療法平臺仍有很多不足之處，并且往往受到腫瘤缺氧的限制。鑒于此，鄭州輕工業學院的張治紅、Miao Du和Lihong Jing等在錳橋鈷酞菁配合物和Ti3C2Tx MXene納米片（CoPc-Mn/Ti3C2Tx）之間建立了肖特基結納米酶，通過近紅外（808 nm）光照射下的光聲成像引導的多模式化學動力學/光熱/光動力治療策略，可作為一種I型和II型一體化光敏劑，以提高癌癥的治療效果。
本文要點：
1）肖特基結不僅具有窄的帶隙、增強的電子-空穴分離能力和強大的氧化還原電位，而且能夠改善體外H2O2和O2的供應性能。
2）AS1411適體固定的CoPc-Mn/Ti3C2Tx納米酶在體外和體內實驗中通過多模式治療策略顯示出高準確性和優異的抗癌效率。
3）這項工作為設計和構建多功能納米催化藥物平臺以協同治療實體腫瘤癌癥提供了一種有價值的方法。
Fenghe Duan, et al. Schottky Junction Nanozyme Based on Mn-Bridged Co-Phthalocyanines and Ti3C2Tx Nanosheets Boosts Integrative Type I and II Photosensitization for Multimodal Cancer Therapy. ACS Nano.
DOI: 10.1021/acsnano.2c12270
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c12270
12. ACS Nano: 二維材料在非歐幾里得表面的生長不穩定性
具有可控形態的二維（2D）材料的化學生長對于實現其誘人的特性至關重要。然而，生長必須在基底上進行，這涉及到內在的或有意引入的起伏，其規模明顯大于材料厚度。最近的理論和實驗表明，在基底上的彎曲特征上生長的二維材料會產生各種拓撲缺陷和晶界。鑒于此，南京航空航天大學的張助華教授和萊斯大學的Boris I. Yakobson教授等利用蒙特卡洛方法，表明了在具有實際意義的非零高斯曲率的周期性起伏的基底上生長的二維材料遵循三種不同的模式：無缺陷共形、無缺陷懸浮和有缺陷共形模式。
本文要點：
1）在非歐幾里得表面上的生長可以積累拉應力，使材料逐漸脫離基底，并隨著起伏幅度的增加逐漸將保形模式變成懸浮模式。
2）進一步增強起伏會引發材料的Asaro-Tiller-Grinfield生長不穩定，表現為強應力集中導致的離散分布的拓撲缺陷。
3）通過模型分析使這些結果合理化，并建立了一個 "相位 "圖，用于指導通過襯底圖案化控制生長形態。起伏引起的二維材料的懸浮可以幫助理解實驗中經常發現的重疊晶界的形成，并指導如何避免它們。
Zhili Hu, et al. Growth Instability of 2D Materials on Non-Euclidean Surfaces. ACS Nano.
DOI: 10.1021/acsnano.3c00661
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c00661
