1. Nature Reviews Materials：鈉離子電池的回收利用
鈉離子電池（SIBs）是鋰離子電池（LIBs）的補充電源，在未來的電動汽車和儲能系統中至關重要。近日，清華大學深圳國際研究生院李寶華綜述研究了鈉離子電池的回收利用。1) 廢LIB和SIB在回收過程中都面臨著許多環境和經濟挑戰，但SIB回收具有更高的經濟障礙。盡管鋰離子電池回收可以通過回收高價值的鋰和鈷金屬來盈利，但廢舊鋰離子電池的材料估值較低會降低盈利能力，并阻礙工業回收。應在早期商業化階段制定可靠的回收戰略，促進廢舊系統的回收，以確保系統易于回收、運營成本低和效率佳。2) 作者總結了SIB的材料成分，討論了其回收策略，并概述了SIB回收的相關挑戰和未來前景。該綜述有助于科學家和工程師為SIB行業創造循環經濟。
Yun Zhao, et al. Recycling of sodium-ion batteries. Nature Reviews Materials 2023DOI: 10.1038/s41578-023-00574-whttps://doi.org/10.1038/s41578-023-00574-w
2. Nature Reviews Chemistry：為高效穩定的鈣鈦礦太陽能電池量身定制鈍化劑
科研工作者正在努力推進新興的鈣鈦礦太陽能電池（PSC），其中許多努力都集中在開發新的成分、加工方法和鈍化策略上。特別是，使用鈍化劑來減少鈣鈦礦材料中的缺陷是提高PSC光伏性能和長期穩定性的有效方法。自2010年代末以來，有機鈍化劑因其結構和性能易于改性而受到越來越多的關注。近日，洛桑聯邦理工學院Michael Gr?tzel、Lukas Pfeifer、復旦大學Zhang Hong對高效穩定鈣鈦礦太陽能電池的鈍化劑進行了綜述研究。1) 首先，作者討論了鈣鈦礦材料中的主要缺陷類型，并綜述了它們的性質。作者研究了缺陷對器件效率和穩定性的有害影響，并強調了缺陷如何促進外在降解途徑。2) 其次，作者討論了使用不同鈍化劑設計來減輕這些負面影響，并提出了缺陷鈍化機制。最后，作者提出了未來研究的四個具體方向，這對利用缺陷鈍化的概念來釋放PSC的全部性能至關重要。
Zhang Hong, et al. Tailoring passivators for highly efficient and stable perovskite solar cells. Nature Reviews Chemistry 2023DOI: 10.1038/s41570-023-00510-0https://doi.org/10.1038/s41570-023-00510-0
3. Nature Communications：利用金納米顆粒構建腫瘤血管滲漏性
向腫瘤提供癌癥治療藥物需要藥物從腫瘤周圍血管中逃逸來發揮作用。然而，腫瘤脈管系統的滲漏并不總是足夠藥物進行逃逸。通過體內癌癥模型的活體成像顯示，新加坡國立大學David Tai Leong、Magdiel Inggrid Setyawati和中科大王育才可以在幾乎沒有可察覺血管滲漏的原發性腫瘤中有效誘導內皮滲漏。1）金納米顆粒（NanoEL），激活了內皮粘附物連接的損失，同時對內皮細胞沒有產生任何可察覺的毒性。通過實時活體動物活體成像，研究發現NanoEL誘導了腫瘤血管壁的滲漏，并改善了對腫瘤間質空間的滲透。進一步結果還表明，滲漏的增加可以使原發性腫瘤消退，同時也不會增加轉移的幾率。2）考慮到轉移性腫瘤是大多數癌癥死亡的原因，作者還將NanoEL應用于最近轉移的次級腫瘤，即微轉移。實驗顯示，NanoEL可治療微轉移，成功地攻擊了處于微轉移階段的繼發性轉移瘤。3）研究認為，NanoEL提供了一種可工程化的策略，可增加腫瘤的治療途徑，并有望適用于與脈管系統密切相關的其他疾病。
Magdiel Inggrid Setyawati, et al. Engineering tumoral vascular leakiness with gold nanoparticles. Nature Communications. 2023DOI：10.1038/s41467-023-40015-4https://www.nature.com/articles/s41467-023-40015-4
4. Nature Commun.：以種子金納米粒子為主的原子精密納米團簇的合成
種子介導的合成策略，其中將小的金納米顆粒前體添加到生長溶液中以引發異質成核，是生成明確的膠體各向異性納米結構的最流行、簡單和高效的方法之一。然而，人們對種子的尺寸、結構和化學性質仍然知之甚少，這部分解釋了對許多顆粒生長反應缺乏機械理解。在這里，萊斯大學Matthew R. Jones將種子溶液中的主要成分確定為原子級精確的金納米團簇，由32個原子的Au核心和8個鹵化物配體和12個中性配體組成，構成鹵化物和陽離子表面活性劑之間的結合離子對：Au32X8[AQA+?X-]12（X=Cl，Br；AQA=烷基季銨）。1）配體交換是動態且通用的，發生在幾分鐘的時間內，并允許與AQAX（烷基季銨鹵化物）配體形成48個不同的Au32簇。2）用富含Au32X8[AQA+?X-]12的溶液接種的各向異性納米顆粒合成顯示出更窄的尺寸分布和更少的雜質顆粒形狀，表明該簇作為明確納米結構生長的前體的重要性。
Qiao, L., Pollard, N., Senanayake, R.D. et al. Atomically precise nanoclusters predominantly seed gold nanoparticle syntheses. Nat Commun 14, 4408 (2023).DOI：10.1038/s41467-023-40016-3https://doi.org/10.1038/s41467-023-40016-3
5. Nature Commun.：自下而上生長的準一維纖維狀紅磷片的偏振轉換
纖維狀紅磷（RP）作為一種新興的準一維（準一維）范德華晶體最近引起了越來越多的關注。不幸的是，由于其固有的準一維結構，難以實現高質量纖維狀RP薄片的基底生長，這阻礙了其基本性能探索和設備集成。在此，清華大學Qingfeng Yan展示了一種自下而上的方法，通過P/Sn/I2系統中的化學氣相傳輸(CVT)反應生長具有(001)優先取向的纖維RP薄片。1）纖維狀RP薄片的形成可歸因于Sn介導的P4分壓和SnI2覆蓋層定向生長的協同效應。2）此外，研究了生長薄片的光學各向異性，證明了它們作為偏振轉換中微相位延遲器的潛在應用。3）所開發的自下而上的方法為研究纖維狀紅磷的各向異性和器件集成奠定了基礎，為準一維范德華材料的二維生長開辟了可能性。
Sun, Z., Chen, W., Zhang, B. et al. Polarization conversion in bottom-up grown quasi-1D fibrous red phosphorus flakes. Nat Commun 14, 4398 (2023).DOI：10.1038/s41467-023-40122-2https://doi.org/10.1038/s41467-023-40122-2
6. JACS：IrMo納米簇摻雜多孔碳電催化劑可大幅提升堿性析氫的效率
貴金屬的電催化劑已被證明是生產高純度氫氣的有效方法。然而，由高水離解能引起的堿性介質析氫反應（HER）的緩慢動力學在很大程度上阻礙了這一電化學過程。為了提高電催化活性，吉林大學楊英威和遼寧大學Ying Xiong使用無模板法制備了一種來源于葫蘆[6]脲的多孔碳基質，以支持銥-鉬（IrMo）納米團簇。1）研究發現所得的IrMo摻雜的碳電催化劑（IrMo-CBC）顯著提高了堿性HER。2）由于獨特的平面內空穴結構和葫蘆[6]脲的富氮骨架以及超細IrMo納米團簇，IrMo-CBC表現出顯著的堿性HER活性，在10 mA cm–2時具有12 mV的極低過電位，并且Tafel斜率可小至28.06 mV dec–1，法拉第效率也高達98%，而且在50 mV的過電位下具有11.6 H2 s–1的TOF，優于大多數銥基電催化劑和商業Pt/C。
Xin Xiao, et al. IrMo Nanocluster-Doped Porous Carbon Electrocatalysts Derived from Cucurbit[6]uril Boost Efficient Alkaline Hydrogen Evolution. JACS. 2023https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c03489
7. Angew：解鎖高性能氯電池的可逆硅氧化還原
氯(Cl)基電池，如Li/Cl2電池，被認為是低成本、高性能的儲能材料。然而，目前鋰金屬陽極在氯基電池中的使用引起了人們對安全性、成本和生產復雜性的嚴重擔憂。更重要的是，鋰金屬和氯基電解液之間的寄生反應需要大量過剩的鋰金屬，這不可避免地會犧牲整個電池的電化學性能。因此，為氯基電池建立新的負極化學，特別是具有電化學可逆性的負極化學是至關重要但也是具有挑戰性的。近日，上海交通大學Hao Sun，復旦大學彭慧勝教授首次以1，2-二氯乙烷和環化聚丙烯腈為關鍵介質，通過有效的電解液稀釋和陽極/電解液界面鈍化，實現了氯基電池中可逆硅的氧化還原。1）與傳統的鋰金屬陽極相比，硅陽極化學性能顯著提高了循環穩定性和保質期。它還避免了大量過剩的負極材料的使用，從而使第一個可充電的Cl2全電池具有顯著的能量和功率密度，分別為809 WH kg-1和4277 W kg-1。2）硅陽極化學具有快速的動力學特性，具有顯著的倍率性能和低溫電化學性能，具有很大的實際應用潛力。
Bin Yuan, et al, Unlocking Reversible Silicon Redox for High-Performing Chlorine Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202306789DOI: 10.1002/anie.202306789https://doi.org/10.1002/anie.202306789
8. Angew：氮化碳納米片光催化全解水
聚（三嗪酰亞胺）（PTI/Li+Cl-）是一種晶體氮化碳材料，具有顯著的光催化全分解水前景。理論上PTI/Li+Cl-的光催化性能與形貌密切相關，這能夠調控聚合反應過程實現。有鑒于此，福州大學王心晨、張貴剛等報道通過從二元熔鹽（LiCl/KCl或NaCl/LiCl）變為三元熔鹽（LiCl/KCl/NaCl），六方棱柱PTI/Li+Cl-能夠轉變為六方納米片。1）研究結果發現三元熔鹽中的共軛反應傾向于面內共軛反應。由于六方納米片的缺陷密度更低，并且載沿著三嗪堆疊方向的載流子躍遷距離更小，因此生成的六方納米片比六方納米棱柱具有更久的載流子壽命。2）通過修飾Pt-CrOx和CoOx作為產氫、產氧助催化劑，在一步全分解水反應的制氫反應，優化六方納米片在波長為365 nm的光催化制氫表觀量子效率達到創紀錄的25 %，光催化的太陽能利用效率STH達到0.33 %。
Qian Wang, et al, Bottom-up Synthesis of Single-Crystalline Poly (Triazine Imide) Nanosheets for Photocatalytic Overall Water Splitting, Angew. Chem. Int. Ed. 2023DOI: 10.1002/anie.202307930https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202307930
9. Angew：鋰金屬無陽極鋰硫電池中單陰極改性劑的快速多硫化物轉化催化和可逆陽極操作
可充電鋰硫（Li-S）電池商業化面臨的兩個主要問題是陰極上硫電化學反應的動力學緩慢和陽極上鋰沉積/剝離可逆性不足。它們通常可以通過專門為陽極和陰極設計的添加劑來緩解。在這里，新加坡國立大學Jim Yang Lee，Dan Zhao，Limin Huang報道了使用單一陰極改性劑In2Se3，它可以有效地催化陰極上的多硫化物反應，并且還可以通過溶解在電解質中的Se和In離子原位形成的含有LiInS2/LiInSe2的固體電解質界面來提高陽極上Li沉積和脫除的可逆性。1）溶解的Se和In的量相對于In2Se3的施用量而言較小。使用這種單一改性方法的好處在鋰金屬無陽極鋰硫電池中得到了驗證，其中Li2S負載量為4 mg cm-2，電解質/Li2S比率為7.5 μL mg-1。2）由此產生的電池在0.2 C倍率下循環160次后容量保持率為60%，平均庫侖效率為98.27%，與最近使用單獨電極改性劑的研究相比非常好。
Yun Zhao, et al, Fast Polysulfide Conversion Catalysis and Reversible Anode Operation by A Single Cathode Modifier in Li-Metal Anode-Free Lithium-Sulfur Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202308976DOI: 10.1002/anie.202308976https://doi.org/10.1002/anie.202308976
10. Angew：用于固態鋰電池的固有微孔固體離子導體聚合物
具有高離子電導率和優異穩定性的固態電解質（SSE）被認為是固態鋰電池安全運行的關鍵技術。然而，目前的SSE無法滿足實用固態鋰電池的要求。在這里，吉林大學徐吉靜教授報道了通過工程固有微孔性（PIM）聚合物來實現高性能SSE的總體策略。1）利用可電離基團產生的互連離子路徑，基于PIM的SSE實現了高離子電導率（25 °C時為1.06×10?3 S cm?1）。2）機械強度高（50.0MPa）且不易燃的SSE結合了出色的Li+電導率和電化學穩定性的兩大優勢，即使在循環超過2200小時后也能抑制枝晶生長并防止鋰對稱電池短路。3）受益于SSE的合理設計，基于PIM的SSE鋰金屬電池在彎曲、切割和穿透等一系列耐受濫用測試中能夠實現良好的循環性能和優異的可行性。此外，基于PIM的SSE賦予固態Li-O2電池高比容量（11307 mAh g?1）和長期放電/充電穩定性（247個循環）。因此，基于PIM的SSE實現了一種實現高能固態電池安全運行的強大策略。
Xiao-Xue Wang, et al, Polymers of Intrinsic Microporosity Solid Ion Conductors for SolidState Lithium Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202308837DOI: 10.1002/anie.202308837https://doi.org/10.1002/anie.202308837
11. Angew：模板導向的聚苯胺負載的鈀納米團簇用于糠醛衍生物的還原均質偶聯
通過控制多孔有機聚合物（POP）負載催化劑的組成、尺寸和形貌來開發其明確的結構和所需的性能具有重要意義。在此，華南理工大學Biaolin Yin，Yingwei Li，Jinxing Long報道了一種具有可控結構和形貌的聚苯胺（PANI）負載的鈀納米顆粒（NP）的制備方法。1）該方案涉及引入具有不同晶體結構（α、β、γ、δ、ε）的 MnO2 作為反應模板和氧化劑。不同形式的 MnO2 均可將苯胺轉化為含有獨特規則分布的苯和醌的 PANI。這導致 Pd/PANI 催化劑在 Pd 和 PANI 之間具有不同的電荷轉移特性，以及金屬納米粒子的不同分散性。2）在這種情況下，在糠醛衍生物與潛在的生物基增塑劑的還原偶聯中，Pd/ε-PANI催化劑極大地提高了周轉頻率（TOF）（至88.3 h-1）。3）系統表征揭示了 Pd/ε-PANI 催化劑中載體獨特的氧化態以及驅動高度分散的 Pd 納米團簇形成的 Pd 配位模式。密度泛函理論（DFT）計算表明，電子越豐富的Pd/PANI催化劑在氧化加成步驟中具有較低的能壘，這有利于C-C偶聯反應。
Dongwen Guo, et al, Template-Oriented Polyaniline-Supported Palladium Nanoclusters for Reductive Homocoupling of Furfural Derivatives, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202304662DOI: 10.1002/anie.202304662https://doi.org/10.1002/anie.202304662
12. AM：體內自組裝雙特異性納米阻斷劑可強化腫瘤免疫療法
細胞外基質（ECM）成分的過度積累會顯著削弱T細胞浸潤和抗體藥物對腫瘤的滲透能力，因此實現有效的腫瘤免疫治療仍具有挑戰性。國家納米科學中心王浩和哈爾濱醫科大學徐萬海設計提出了肽基雙特異性納米阻斷劑（BNB），其可在腫瘤細胞表面原位構建CXCR4/PD-L1靶向納米簇。該納米簇能夠通過CXCR4阻斷促進T細胞浸潤，并利用PD-L1占據增強T細胞激活，最終實現高性能的腫瘤免疫治療。1）BNB是一種具有雙特異性納米阻斷功能的肽（AMD070-DPGLGYLKLVFFGCVRARTR），其由配體CXCR4（AMD070）、間隔分子DPGLGYL、自組裝基序KLVFFG和PD-L1靶向肽CVRARTR等四個功能模塊組成。2）BNB可選擇性識別結合CXCR4/PD-L1，，從而實現腫瘤深層穿透作用，并在腫瘤細胞表面快速自組裝成納米簇。BNB具有較高的腫瘤積聚（腫瘤中的消除半衰期為69.3小時）和快速的全身清除能力（血漿中的半衰期為1.4小時）。3）利用BNB策略處理腫瘤后發現，由過量細胞外基質成分產生的應激顯著降低到44%，這促進了T細胞的活化和對腫瘤的浸潤，從而可達到免疫治療的效果。
Xing-Jie Hu, et al. In Vivo Self-Assembled Bispecific Nano-Blocker for Enhancing Tumor Immunotherapy. Advanced Materials. 2023DOI：10.1002/adma.202303831https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202303831
