1. Nature Commun.：通過共價點擊反應設計機械穩定的磷光材料
對于同時具有機械強度和室溫磷光效率的材料來說，設計具有強而穩定的相互作用的材料仍然是一個巨大的挑戰。在這項工作中，北京化工大學Chao Lu，Rui Tian展示了一種共價交聯策略，通過生色團、聚乙烯醇基質和無機層狀雙氫氧化物納米片之間的B-O點擊反應，設計出機械強度高的室溫磷光材料。
本文要點：
1）通過有機聚乙烯醇與無機層狀雙氫氧化物的共價交聯，抑制了生色團的非輻射躍遷，得到了超長壽命可達1.45 S的聚合物復合材料。
2）通過共價鍵調節的界面相互作用分散了載荷應力，使復合材料獲得了較好的力學強度97.9 Mpa。
3）這些交聯型復合材料還表現出對機械變形的柔韌性、加工性、可伸縮性和磷光響應。
預計所提出的共價點擊反應可以為設計和調節具有多功能和長期耐用性的復合材料提供一個平臺。
Tian, R., Gao, S., Li, K. et al. Design of mechanical-robust phosphorescence materials through covalent click reaction. Nat Commun 14, 4720 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41467-023-40451-2
2. Science Advances：金屬-聚DNA納米顆粒可通過重建骨質疏松微環境來增強骨質疏松治療
目前骨質疏松癥的臨床方法主要針對破骨細胞生物學，忽略了骨細胞、免疫細胞、細胞因子和無機成分在創造異常骨質疏松微環境中的協同作用。有鑒于此，上海交通大學醫學院楊宇、劉莊、同濟大學醫學院Jie Xiao和蘇州大學Zhanchun Li開發了由Ca2+和超長單鏈CpG序列組成的金屬聚DNA納米顆粒（Ca-polyCpG-MDNs），以重建骨質疏松微環境并抑制骨質疏松。
本文要點：
1）Ca-polyCpG MDNs可以中和破骨細胞分泌的氫離子，提供鈣源，促進再礦化，修復骨缺損。此外，MDNs中的免疫佐劑polyCpG可誘導破骨細胞生成抑制劑白細胞介素-12的分泌，并降低破骨細胞功能效應蛋白的表達，抑制破骨細胞分化，進一步減少破骨細胞介導的骨吸收。
2）在滾圈擴增反應中產生的PPi4?可作為雙磷酸鹽類似物，增強Ca-polyCpG MDNs的骨靶向性。在去卵巢的小鼠和兔模型中，Ca-polyCpG MDNs可通過恢復骨質疏松微環境來防止骨吸收和促進骨修復，為骨質疏松癥治療提供了有價值的見解。
Xueliang Liu, et al. Metal-polyDNA nanoparticles reconstruct osteoporotic microenvironment for enhanced osteoporosis treatment. Science Advances. 2023
DOI：10.1126/sciadv.adf3329
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adf3329
3. JACS：合理設計用于動脈粥樣硬化斑塊組織蛋白酶B體內精確成像的雙鎖光聲探針
動脈粥樣硬化斑塊破裂是心臟病發作和中風等急性心血管事件的重要原因，其由半胱氨酸組織蛋白酶誘導的纖維帽分解引發。然而，準確測量斑塊中組織蛋白酶B（CTB）活性極具挑戰性，因為可用的動脈粥樣硬化相關組織蛋白酶熒光探針的特異性較低且穿透深度不足，阻礙了斑塊脆弱性的可靠評估。為了解決這些限制，湖南大學張曉兵和宋國勝在半花青素支架中添加了親脂性烷基鏈和親水性CTB底物，以開發一種脂質解鎖CTB響應探針（L-CPR），該探針使用脂質和CTB作為兩個鍵來解鎖光聲（PA）信號，可測量親脂性環境中的CTB活性。
本文要點：
1）這樣的特性允許L-CRP對泡沫細胞和動脈粥樣硬化斑塊中的特異性CTB活性進行可靠的成像，同時在脂質缺乏的環境中對CTB保持沉默，例如M1型巨噬細胞和LPS誘導的炎癥損傷。
2）此外，與目前基于近紅外熒光成像的CTB探針（～0.3 cm）相比，L-CRP的可激活PA信號表現出更深的組織穿透能力（>1.0 cm），適用于活體小鼠的動脈粥樣硬化成像。
3）在動脈粥樣硬化小鼠中，L-CRP動態報告斑塊內CTB水平，這與斑塊脆弱性特征（如纖維帽厚度、巨噬細胞募集和壞死核心大小）密切相關，從而實現動脈粥樣硬化小鼠并發肺炎的風險分類。此外，L-CRP成功識別了切除的人類動脈組織中的動脈粥樣硬化斑塊，有望在臨床應用中輔助診斷斑塊易損性。
Yuan Ma, et al. Rational Design of a Double-Locked Photoacoustic Probe for Precise In Vivo Imaging of Cathepsin B in Atherosclerotic Plaques. JACS. 2023
DOI：10.1021/jacs.3c04981
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c04981
4. Angew：具有抗鉤效應的納米PROTACs用于腫瘤治療
蛋白水解靶向嵌合體(PROTAC)是一種有翻譯后蛋白質降解能力的新型藥理學模式。然而，脫靶誘導的非預期組織效應和其內在的“鉤效應”也嚴重阻礙了PROTAC生物技術的發展。有鑒于此，國家納米科學中心王浩研究員、安紅維副研究員和哈爾濱醫科大學徐萬海教授開發了一種在細胞內制備、具有中心輻狀降解網絡的Nano-PROTACs，其可在腫瘤中實現有效的劑量依賴性蛋白質降解。
本文要點：
1）該PROTAC前體可由腫瘤細胞內較高的GSH濃度所觸發，并隨后通過分子間氫鍵相互作用以原位自組裝成Nano-PROTACs。纖維狀Nano-PROTACs可形成有效的多元配合物和具有多結合位點的E3連接酶降解網絡，從而實現具有“反鉤效應”的劑量依賴性蛋白質降解。
2）在體外，該Nano-PROTACs能夠通過劑量依賴性方式降解感興趣的可變蛋白(POI)，如表皮生長因子受體(EGFR)和雄激素受體(AR)等，降解率為95%，效力長達72小時。實驗結果表明，Nano-PROTACs可在A549和LNCap異種移植小鼠模型中實現高達79%的體內劑量依賴性蛋白質降解，并顯著抑制腫瘤的生長。綜上所述，該研究通過原位自組裝策略構建了一種Nano-PROTACs平臺，有望進一步促進PROTAC技術實現精準的臨床轉化應用。
Ni-Yuan Zhang. et al. Nano Proteolysis Targeting Chimeras (PROTACs) with Anti-Hook Effect for Tumor Therapy. Angewandte Chemie International Edition. 2023
DOI: 10.1002/anie.202308049
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202308049
5. Angew：具有樹形鈀枝晶陣列的鈀膜可利用原子篩分效應實現丁二烯的無H2半加氫反應
室溫下無H2半加氫作用在工業上取代熱催化的過程中顯示出了巨大的優勢，因為它可以節省大量的能源和資源。然而，這一作用目前仍然面臨著巨大的挑戰。武漢理工大學蘇寶連和王朝構建了一種樹狀Pd枝狀陣列修飾的Pd膜作為丁二烯半加氫電化學輔助氣相膜反應器的核心裝置。
本文要點：
1）結果表明，這種鈀基膜在電化學條件下的氫原子篩分作用是半加氫的關鍵。鈀納米結構膜的結構研究表明，氫原子通過鈀膜從電化學側向化學側的滲透受到半加氫步驟中氫原子消耗的影響。
2）納米結構Pd膜的這種原子篩性能使催化活性表面積增加了5.1倍，使丁二烯轉化率比裸Pd箔高出14倍以上，在15mA cm-2的無H2反應300h內，丁二烯轉化率約為90%，丁烯選擇性約為98%。
Yong-Qin Yan, et al. H2-free Semi-hydrogenation of Butadiene by the Atomic Sieving Effect of Pd Membrane with Tree-like Pd Dendrites Array. Angew. 2023
DOI：10.1002/anie.202309013
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202309013
6. Angew：重建氫鍵網絡使高壓水系鋅離子超級電容器成為可能
安全、高比能量的高壓水基可充電儲能裝置是未來儲能系統的候選材料。然而，電解液的電化學穩定窗口是一個巨大的挑戰。在這里，中南大學Guoqiang Zou受密度泛函理論(DFT)的啟發，聚乙二醇能與水分子發生強烈的相互作用，有效地重構氫鍵網絡。
本文要點：
1）N，N-二甲基甲酰胺(DMF)能與鋅離子配位，有助于鋅離子的快速解溶和穩定的電鍍/剝離過程。值得注意的是，通過在電解液中引入PEG400和DMF作為共溶劑，可以獲得4.27 V的寬電化學窗口。
2）光譜的移動表明氫鍵的數目和強度發生了變化，驗證了氫鍵網絡的重建，這在很大程度上抑制了水分子的活性，與分子動力學模擬(MD)和在線電化學質譜分析(OEM)相一致。
3）在此電解液的基礎上，對稱鋅電池在1 mA cm?2下的循環時間可達5000h，由鋅負極和活性碳陰極組成的高壓水溶液鋅離子超級電容器在0.1 A g-1下可循環800次。
本工作為采用氫鍵網絡重構策略構建高壓堿金屬離子超級電容器提供了一條可行的途徑。
Zhiyu Hu, et al, Reconstructing Hydrogen Bond Network Enables High Voltage Aqueous Zinc-Ion Supercapacitors, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202309601
DOI: 10.1002/anie.202309601
https://doi.org/10.1002/anie.202309601
7. Angew：導熱液晶聚酰亞胺復合膜內功能化碳納米管的電場誘導排列
正性液晶，4'-庚基-4-聯苯甲腈（7CB），用于功能化碳納米管（LC-CNT），它可以在交變電場下在液晶聚酰亞胺（LC-PI）基質中排列，從而制備導熱LC-CNT/LC-PI復合薄膜。近日，西北工業大學Junwei Gu通過在LC-PI基質內定向排列LC-CNT，可以在具有少量LC-CNT的導熱LC-CNT/LC-PI復合薄膜中有效建立導熱路徑。
本文要點：
1）當LC-CNT質量分數為15 wt%時,LC-CNT/LC-PI復合薄膜的面內導熱系數(λ∥)和穿面導熱系數(λ⊥)達到4.02 W/(m·K)和0.55 W/(m·K)，分別比本征導熱LC-PI薄膜高90.5%和71.9%，比CNT/高28.8%和5.8%LC-PI復合薄膜分別。
2）同時，導熱LCCNT/LC-PI復合薄膜還具有優異的機械性能和耐熱性能。楊氏模量和耐熱指數分別為2.3 GPa和297.7 °C，高于同等CNT含量下的本征導熱LC-PI薄膜和導熱CNT/LC-PI復合薄膜。
Kunpeng Ruan, et al, Electric-Field-Induced Alignment of Functionalized Carbon Nanotubes Inside Thermally Conductive Liquid Crystalline Polyimide Composite Films, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202309010
DOI: 10.1002/anie.202309010
https://doi.org/10.1002/anie.202309010
8. Angew：通過紫外線誘導自由基聚合的陰離子束縛單鋰離子導電聚電解質可提高鋰金屬陽極的形態穩定性
單鋰離子導電聚電解質(SIC)的主鏈上具有共價束縛的抗衡陰離子，有可能通過減少濃差極化和防止鹽消耗來減少枝晶的形成。然而，由于其離子電導率低且合成過程復雜，鋰金屬（Li0）負極電池所聲稱的這些優點的成功驗證仍然有限。在這項研究中，加州大學歐文分校忻獲麟使用一步紫外聚合方法制造了SIC電解質。
本文要點：
1）所得電解質表現出0.85的高Li+遷移數(t+)，并表現出良好的Li+電導率（室溫下6.3×10-5 S/cm），這與基準雙離子導體（DIC，9.1×10-5秒/厘米）。
2）得益于SIC的高遷移數，它通過成功抑制濃差極化引起的短路，顯示出比DIC(0.8 mA/cm2)高三倍的臨界電流密度(2.4 mA/cm2)。此外，t+顯著影響Li0的沉積行為，SIC產生均勻、致密、馬賽克狀的形態，而低t+DIC則產生具有Li0晶須的多孔形態。
3）使用SIC電解質，Li0||LiFePO4電池在22 °C下可穩定運行4500次，容量保持率為70.5%。
Yubin He, et al, Anion-tethered Single Lithium-ion Conducting Polyelectrolytes through UV-induced Free Radical Polymerization for Improved Morphological Stability of Lithium Metal Anodes, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202308309
DOI: 10.1002/anie.202308309
https://doi.org/10.1002/anie.202308309
9. Angew：通過引入乙烯作為 C?C 鍵裂解前驅體加速乙醇完全電氧化
限制直接乙醇燃料電池（DEFC）應用的關鍵問題是由于其化學穩定的C-C鍵導致乙醇的電氧化不完全且緩慢。在此，南京大學Weiping Ding和Teng Chen，空軍后勤學院Jianqiang Hu，中南大學Min Liu基于具有級聯活性位點的結構良好的Pt/Al2O3@TiAl催化劑，首次提出了一種具有100%C1選擇性的獨特乙烯介導的乙醇氧化反應（EOR）途徑。
本文要點：
1）電化學原位傅里葉變換紅外光譜（FTIR）和差示電化學質譜（DEMS）分析表明，乙醇在Al2O3@TiAl表面主要脫水，衍生的乙烯在納米結構Pt上進一步完全氧化。
2）X射線吸收和密度泛函理論（DFT）研究表明，Pt納米晶體中摻雜的Al組分可以通過降低反應能壘和消除有毒物質來促進EOR動力學。引人注目的是，Pt/Al2O3@TiAl的比活度為3.83 mA cm-2Pt，比商業Pt/C高7.4倍，并且具有優異的長期耐久性。
Teng Chen, et al, Accelerating Ethanol Complete Electrooxidation via Introducing Ethylene as the Precursor for the C?C Bond Splitting, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202308057
DOI: 10.1002/anie.202308057
https://doi.org/10.1002/anie.202308057
10. AM：用于滲出液管理和慢性傷口按需治療的無線閉環智能敷料
慢性創傷已成為對人們身心健康的重大威脅，并增加了社會醫療保健的負擔。智能創面敷料(IWD)具有傷口狀況監測和按需藥物治療的閉環，可以縮短愈合過程，減輕患者的痛苦。然而，單一功能的創面敷料已不能滿足當前慢性創面治療的需要。在這里，哈工大Yukun Ren，Yu Li，Ye Tao報道了一種可穿戴的IWD，它由傷口滲出液管理、傳感器監控、閉環治療和靈活的電路模塊組成，可以實現傷口滲出液管理和按需傷口治療的有效協同。
本文要點：
1）敷料附著在傷口處，傷口滲出液自發泵入微流通道儲存。同時，IWD可以通過溫濕度傳感器檢測傷口狀態，并以此為反饋通過智能手機控制液態金屬(LM)加熱器，從而實現水凝膠的按需藥物釋放。
2）在感染傷口的小鼠模型中，IWD通過減少炎癥反應、促進血管生成和膠原沉積來加速傷口愈合。
Zhenyou Ge, et al, Wireless and Closed-loop Smart Dressing for Exudate Management and On-demand Treatment of Chronic Wounds, Adv. Mater. 2023
DOI: 10.1002/adma.202304005
https://doi.org/10.1002/adma.202304005
11. AM：深入了解高性能質子交換膜燃料電池原子分散鐵電催化劑的缺陷工程
原子分散氮配位鐵催化劑(Fe-NCs)在氧還原反應(ORR)中具有替代鉑族金屬(PGM)催化劑的潛力。然而，在質子交換膜燃料電池(PEMFC)的實際應用背景下，Fe-NCS的膜電極組件(MEA)性能仍然不盡如人意。其中，通過缺陷工程對Fe-NC催化劑的局部環境進行調節，從而實現了MEA性能的改善。近日，韓國科學技術院Jinwoo Lee，韓國國民大學Segeun Jang，西江大學Seoin Back利用分子篩咪唑骨架(ZIF)衍生的氮摻雜碳和額外的CO2活化來構建具有可控缺陷數的原子分散的鐵中心。
本文要點：
1）具有最佳缺陷位數目的Fe-NC物種在0.5M的H2SO4中表現出優異的ORR性能，其半波電位高達0.83V。缺陷數目的變化允許通過改變Fe d-軌道的貢獻來微調反應中間結合能，從而優化ORR活性。
2）基于缺陷設計的Fe-NC催化劑制備的催化劑在H2/O2燃料電池中的峰值功率密度為1.1W cm?2，在H2/空氣燃料電池中的峰值功率密度為0.67 W cm?2，使其成為質子交換膜水平上最具活性的原子分散催化劑材料之一。
Seung Yeop Yi, et al, Insight into Defect Engineering of Atomically Dispersed Iron Electrocatalysts for High-Performance Proton Exchange Membrane Fuel Cell, Adv. Mater. 2023
DOI: 10.1002/adma.202302666.
https://doi.org/10.1002/adma.202302666
12. AM：使用高度還原的氧化石墨烯增強光電化學析氫的瓜類帶隙工程
未縮合形式的聚碳氮化物(PCN)，通常被稱為甜瓜，是聚(氨基亞氨基)七嗪的堆積二維結構。甜瓜在太陽能轉換應用中被用作光催化劑，但由于可見光吸收弱，激活能高，光激發載流子分離效率低，導致其光轉換效率較低。近日，阿卜杜拉國王科技大學Muhammad Nawaz Tahir，Udo Schwingenschl?gl，美茵茨大學Wolfgang Tremel報道了利用高度還原的氧化石墨烯(HRG)來設計甜瓜帶隙的實驗和理論研究。
本文要點：
1）研究人員制備了三種不同比例(0.5%、1%、2%)的HRG@甜瓜納米復合材料。在堿性條件下，1%HRG@甜瓜納米復合材料的光電流密度(71μA cm-2)高于甜瓜(24 μA cm-2)。
2）加入空穴清除劑后，相對于可逆氫電極，光電流密度進一步提高到630 μA cm-2。
3）這些實驗結果通過密度泛函理論(DFT)的計算得到了驗證，表明HRG導致了顯著的電荷重新分布和改進的光催化析氫反應(HER)。
Muhammad Ashraf, et al, Bandgap Engineering of Melon using Highly Reduced Graphene Oxide for Enhanced Photoelectrochemical Hydrogen Evolution, Adv. Mater. 2023
DOI: 10.1002/adma.202301342
https://doi.org/10.1002/adma.202301342
