1. Nature Communications：可被過(guò)高熱觸發(fā)的仿生氣泡納米機(jī)器
由于腫瘤微環(huán)境的生物屏障，納米藥物對(duì)腫瘤的有限滲透仍然是有效治療腫瘤的一個(gè)重要障礙。南方醫(yī)科大學(xué)涂盈鋒和中山大學(xué)彭飛報(bào)道了一種仿生納米器件，該器件能夠在近紅外（NIR）激光照射下原位分泌相對(duì)更小尺寸的細(xì)胞膜衍生納米囊泡，促進(jìn)藥物在腫瘤區(qū)域的滲透并實(shí)現(xiàn)協(xié)同性光熱/光動(dòng)力治療。
本文要點(diǎn)：
1）作者先后利用晶種介導(dǎo)的生長(zhǎng)、電流置換反應(yīng)，形成Ag-Au納米籠（NC）。該納米籠的Ag/Au合金組成的部分也會(huì)逐漸引發(fā)中空納米結(jié)構(gòu)，最終形成壁中具有孔結(jié)構(gòu)的AuNC。該具有中空和多孔結(jié)構(gòu)的光熱AuNC可進(jìn)一步負(fù)載可相變?nèi)和椋≒FO）和血紅蛋白（Hb），并且所得納米顆粒被氧預(yù)飽和處理，繼而被ICG錨定的4T1腫瘤細(xì)胞膜覆蓋形成最終的仿生氣泡納米機(jī)器。
2）在輕微的激光處理后，負(fù)載的PFO由于AuNC框架產(chǎn)生的表面等離子體共振效應(yīng)而發(fā)生相變，從而誘導(dǎo)外細(xì)胞膜涂層出芽為基于AuNC孔徑的小規(guī)模納米囊泡。因此，高溫引發(fā)的納米囊泡可導(dǎo)致腫瘤穿透力增強(qiáng)，可用于進(jìn)一步自給自足的增氧光動(dòng)力治療和光熱治療。
3）該研究表明，上述開(kāi)發(fā)的具有溫度響應(yīng)性的仿生氣泡納米機(jī)器展現(xiàn)出了作為癌癥治療納米平臺(tái)的巨大前景。
Junbin Gao, et al. Hyperthermia-triggered biomimetic bubble nanomachines. Nature Communications. 2023
DOI：10.1038/s41467-023-40474-9
https://www.nature.com/articles/s41467-023-40474-9
2. Nature Commun.：用于選擇性CO電轉(zhuǎn)化為正丙醇的富Pb-Cu晶界位點(diǎn)
電化學(xué)一氧化碳（CO）還原為高能量密度燃料為化學(xué)生產(chǎn)和間歇性能量存儲(chǔ)提供了潛在的途徑。正丙醇作為一種有價(jià)值的C3物種，仍然存在法拉第效率（FE）較低、轉(zhuǎn)化率慢、穩(wěn)定性差等問(wèn)題。在此，復(fù)旦大學(xué)Bo Zhang，Xin Xu引入了一種“原子尺寸失配”策略來(lái)調(diào)節(jié)活性位點(diǎn)，并報(bào)告了一種具有大量原子Pb濃集晶界的Pb摻雜Cu催化劑的簡(jiǎn)便合成方法。
本文要點(diǎn)：
1）原位光譜研究表明，這些富含Pb的Cu晶界位點(diǎn)表現(xiàn)出穩(wěn)定的低配位，并且可以實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的CO吸附，從而獲得更高的表面CO覆蓋率。
2）使用這種Pb-Cu催化劑，在流通池中實(shí)現(xiàn)了47±3%的CO到正丙醇的FE(FEpropanol)和25%的半電池能量轉(zhuǎn)換效率(EE)。當(dāng)應(yīng)用于膜電極組件（MEA）裝置時(shí)，在正丙醇部分電流高于300 mA（5 cm2電極）的情況下，穩(wěn)定的FE丙醇在30%以上，相應(yīng)的全電池EE在16%以上，可維持100小時(shí)以上。
3）此外，原位X射線吸收光譜和理論研究表明，結(jié)構(gòu)靈活的Pb-Cu表面可以自適應(yīng)地穩(wěn)定關(guān)鍵中間體，從而在保持C-C偶聯(lián)能力的同時(shí)增強(qiáng)*CO結(jié)合，從而促進(jìn)CO到-正丙醇轉(zhuǎn)化率。
Niu, W., Chen, Z., Guo, W. et al. Pb-rich Cu grain boundary sites for selective CO-to-n-propanol electroconversion. Nat Commun 14, 4882 (2023).
DOI：10.1038/s41467-023-40689-w
https://doi.org/10.1038/s41467-023-40689-w
3. AM：用高韌性高離子電導(dǎo)率自致雙層固體電解質(zhì)界面可實(shí)現(xiàn)超穩(wěn)定鋰金屬電池
金屬鋰被認(rèn)為是高比能電池最有前途的陽(yáng)極材料之一，但鋰表面總是發(fā)生不可逆的化學(xué)反應(yīng)，不斷消耗活性鋰電解質(zhì)。固體電解質(zhì)界面層一直被認(rèn)為是保護(hù)鋰金屬陽(yáng)極的關(guān)鍵部件。北京理工大學(xué)陳人杰和錢(qián)驥以可擴(kuò)展、低損耗的方式構(gòu)建了一種用于鋰金屬陽(yáng)極的可控雙層SEI。
本文要點(diǎn)：
1）在初始循環(huán)期間，SEI由預(yù)沉積的LiAlO2（LAO）層自誘發(fā)而成，其中由于電子隧穿LAO而產(chǎn)生外部有機(jī)層，可導(dǎo)致電解質(zhì)還原。而穩(wěn)固的內(nèi)部LAO層由于其良好的機(jī)械強(qiáng)度、離子導(dǎo)電性可以促進(jìn)均勻的Li沉積，外部有機(jī)層則可以進(jìn)一步提高SEI的穩(wěn)定性。
2）得益于這種雙層SEI的顯著效果，LAO-Li陽(yáng)極的電化學(xué)性能得到有效改善。此外，由于可以容易地獲得大尺寸的LAO-Li樣品，因此改性Li金屬陽(yáng)極的制備顯示出大規(guī)模生產(chǎn)的巨大潛力。這項(xiàng)工作突出了這種自誘導(dǎo)雙層SEI在鋰金屬陽(yáng)極商業(yè)化方面的巨大潛力。
Xin Hu, et al. Self-Induced Dual-Layered Solid Electrolyte Interphase with High Toughness and High Ionic Conductivity for Ultra-Stable Lithium Metal Batteries. Advanced Materials. 2023
DOI：10.1002/adma.202303710
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202303710
4. AM：陰離子約束電噴霧生長(zhǎng)均勻混合鹵化物鈣鈦礦薄膜
寬帶隙鈣鈦礦是先進(jìn)的串聯(lián)太陽(yáng)能電池的理想吸收劑之一，其可以以低成本超越Shockley-Quisser極限。然而，常用的混合鹵化物鈣鈦礦的穩(wěn)定性較差，特別是會(huì)產(chǎn)生光誘導(dǎo)的相分離。北京理工大學(xué)Qi Chen提出了新型的電噴霧沉積策略，可在膜生長(zhǎng)過(guò)程中通過(guò)空間限制陰離子擴(kuò)散和消除動(dòng)力學(xué)差異來(lái)彌合碘化物和溴化物組分之間的生長(zhǎng)速率差距，因此無(wú)論器件結(jié)構(gòu)如何，這種方法都能普遍提高鈣鈦礦膜的初始均勻性。
本文要點(diǎn)：
1）由此，研究成功提高了基于寬帶間隙（1.68eV）吸收器的相應(yīng)太陽(yáng)能電池的效率和穩(wěn)定性，在0.08cm2和1.0cm2的器件中分別獲得了21.44%和20.77%的顯著功率轉(zhuǎn)換效率。
2）在室溫下1次太陽(yáng)照射（LED）后，這些設(shè)備在1550小時(shí)的穩(wěn)定功率輸出（SPO）跟蹤后保持了90%的初始PCE。
Xiuxiu Niu, et al. Anion Confinement for Homogenous Mixed Halide Perovskite Film Growth by Electrospray. Advanced Materials. 2023
DOI：10.1002/adma.202305822
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202305822
5. Nano Letters：界面溶劑化決定固體電解質(zhì)界面組成
固體電解質(zhì)界面（SEI）的組成在控制鋰電解質(zhì)反應(yīng)中起著重要作用，但電解質(zhì)之間SEI組成差異的根本原因仍不清楚。許多研究將 SEI 組成與電解質(zhì)中鋰離子的本體溶劑化相關(guān)聯(lián)，但這種相關(guān)性并沒(méi)有完全捕捉到 SEI 形成的界面現(xiàn)象。近日，斯坦福大學(xué)崔屹教授，Stacey F. Bent報(bào)道了在SEI形成過(guò)程中，鄰近性很重要，因?yàn)榭拷€原電極的電解質(zhì)物質(zhì)很可能在電解質(zhì)分解過(guò)程中并入SEI中。
本文要點(diǎn)：
1）通過(guò)使用Cu和Al2O3改性的Cu，研究發(fā)現(xiàn)電解質(zhì)物質(zhì)的界面溶劑化隨基底化學(xué)和極性的變化而變化。具體而言，Al2O3改性基材表面附近陰離子密度的增加與電解質(zhì)分解過(guò)程中陰離子摻入SEI的增加相關(guān)。
2）研究人員還揭示了Cu和Al2O3改性Cu之間類(lèi)似的SEI形成機(jī)制。這表明觀察到的SEI化學(xué)變化可能歸因于界面溶劑化的變化，而不是SEI形成機(jī)制的差異。SEI形成機(jī)制、基材附近的陰離子密度以及基材之間的SEI化學(xué)差異的綜合見(jiàn)解提供了界面溶劑化和SEI形態(tài)之間的第一個(gè)直接相關(guān)性。
3）研究人員將相關(guān)性擴(kuò)展到三種不同的電解質(zhì)，并一致表明Al2O3修飾的基質(zhì)增加了SEI中陰離子的摻入。最后證明，即使在鋰沉積后，在Al2O3頂部形成的富含陰離子的SEI也能提供電化學(xué)優(yōu)勢(shì)，這可以通過(guò)減少鋰腐蝕和提高電池效率來(lái)證明。
這項(xiàng)工作提供了電解質(zhì)溶劑化和SEI形成之間的重要關(guān)系，這與提高LMB的性能相關(guān)。
Solomon T. Oyakhire, et al, Proximity Matters: Interfacial Solvation Dictates Solid Electrolyte Interphase Composition, Nano Lett., 2023
DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c02037
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c02037
6. EES：氧化二鈦電極上帶負(fù)電荷的鉑納米粒子用于超耐久電催化氧還原
調(diào)節(jié)金屬-載體相互作用（MSI）是提高負(fù)載Pt基納米催化劑氧還原反應(yīng)（ORR）動(dòng)力學(xué)的合理方法。近日，成均館大學(xué)Sung Wng Kim、韓國(guó)建國(guó)大學(xué)Hyuksu Han將氧化二鈦電極上帶負(fù)電荷的鉑納米粒子用于超耐久電催化氧還原。
本文要點(diǎn)：
1) 該催化劑表現(xiàn)出比商業(yè)Pt/C催化劑高89和31倍的比活性和質(zhì)量活性。MSI誘導(dǎo)的從[Ti2O]2+·2e–到Pt NPs的電子自發(fā)電荷轉(zhuǎn)移形成了帶負(fù)電荷的Pt NPs。
2) 作者通過(guò)原子級(jí)顯微鏡和光譜測(cè)量發(fā)現(xiàn)，催化劑上的過(guò)量電子完全抑制了堿性介質(zhì)中Pt-O殼的形成。因此，該催化劑在連續(xù)350小時(shí)的操作過(guò)程中表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性，初始電流密度保持率接近95%。
Erbing Hua, et al. Negatively charged platinum nanoparticles on dititanium oxide electride for ultra-durable electrocatalytic oxygen reduction. EES 2023
DOI: 10.1039/D3EE01211E
https://doi.org/10.1039/D3EE01211E
7. EES：適用于寬溫度下高性能全固態(tài)電池的超保形化學(xué)機(jī)械穩(wěn)定陰極界面
基于富鎳層狀氧化物的全固態(tài)鋰電池（ASSLB）存在固-固界面問(wèn)題，尤其是在陰極側(cè)，從而導(dǎo)致界面?zhèn)鬏攼夯托阅芸焖偻嘶Ｔ谶@里，吉林大學(xué)杜菲、姚詩(shī)余報(bào)道了一種改進(jìn)的機(jī)械策略，以在富鎳層狀金屬氧化物和鹵化物固體電解質(zhì)（SE）之間建立超保形陰極界面。
本文要點(diǎn)：
1) 具有超保形界面的復(fù)合陰極具有優(yōu)異的機(jī)械性能，并且具有高的楊氏模量和維氏硬度，從而顯著抑制了化學(xué)機(jī)械變形，促進(jìn)了鋰離子和電子的界面?zhèn)鬏敗＿@種方法將0.1C時(shí)的容量提高到216.4mA h g-1，并且初始庫(kù)侖效率高達(dá)91.6%。
2) 此外，作者提出的ASSLB具有理想的低溫性能，在0和-20 OC下的容量分別為172.5和118.4 mA h g-1。該研究為在寬溫度范圍內(nèi)構(gòu)建高性能ASSLB的超保形化學(xué)-機(jī)械穩(wěn)定陰極界面提供了一種有效策略。
Zichen Zhang, et al. Ultraconformal chemo-mechanical stable cathode interface for high-performance all-solid-state batteries at wide temperatures. EES 2023
DOI: 10.1039/D3EE01551C
https://doi.org/10.1039/D3EE01551C
8. AM綜述：嚴(yán)重晶格畸變形成多功能高熵合金
自2004年以來(lái)，由于其特殊的結(jié)構(gòu)和功能特性，高熵合金（HEAs）的設(shè)計(jì)在材料科學(xué)界引起了極大的興趣。通過(guò)將多個(gè)主要元素合并到一個(gè)公共晶格中，可以產(chǎn)生具有高度畸變晶格的單相晶體。這種獨(dú)特的特性使HEA能夠提供傳統(tǒng)合金中通常觀察不到的機(jī)械和物理性能。香港城市大學(xué)機(jī)械系楊勇發(fā)表了關(guān)于具有度畸變晶格HEAs的最新綜述。
本文要點(diǎn)：
1）在這篇文章中，作者對(duì)表現(xiàn)出嚴(yán)重晶格畸變的多功能HEA進(jìn)行了廣泛的概述，涵蓋了為理解晶格畸變而開(kāi)發(fā)的理論模型、用于表征晶格畸變的實(shí)驗(yàn)和計(jì)算方法，最重要的是，描述了嚴(yán)重晶格畸變對(duì)機(jī)械、，HEAs的物理和電化學(xué)性質(zhì)的影響。
2）通過(guò)這篇綜述，作者希望能促進(jìn)對(duì)結(jié)晶固體中畸變晶格的進(jìn)一步研究。
Hang Wang, et al. Multifunctional High Entropy Alloy Enabled by Severe Lattice Distortion. Advanced Materials. 2023
DOI：10.1002/adma.202305453
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202305453
9. AM：液體模板化氣凝膠
現(xiàn)代材料科學(xué)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了通用的制造和增材制造方法，但為特定應(yīng)用設(shè)計(jì)材料的能力仍然有限。英屬哥倫比亞大學(xué)Mohammad Arjmand、滑鐵盧大學(xué)Milad Kamkar、馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校Thomas P. Russell和新加坡國(guó)立大學(xué)Seeram Ramakrishna介紹了一種新的策略，該策略能夠以目標(biāo)為導(dǎo)向制造具有按需特性的超輕氣凝膠。
本文要點(diǎn)：
1）該過(guò)程依賴于通過(guò)界面絡(luò)合的可控液體模板，以產(chǎn)生可調(diào)的、刺激響應(yīng)的3D結(jié)構(gòu)（多相）絲狀液體模板。該方法涉及納米級(jí)化學(xué)和納米顆粒在液-液界面的微觀組裝，可生產(chǎn)具有多尺度孔隙率、超低密度（3.05-3.41 mg cm?3）和高壓縮性（90%）以及彈性彈性和即時(shí)形狀恢復(fù)的分級(jí)宏觀氣凝膠。
2）研究克服了超輕氣凝膠面臨的挑戰(zhàn)，包括機(jī)械完整性差，以及無(wú)法為多種應(yīng)用形成具有按需功能的預(yù)定義3D結(jié)構(gòu)。該制造方法具有優(yōu)異的可控性，能夠獲得具有高比屏蔽效率（39893 dB cm2 g?1）和有史以來(lái)最高吸油率之一（氯仿為48728%）的可調(diào)諧電磁干擾屏蔽。
3）這些特性源于液體模板的工程性質(zhì)，這有望將輕質(zhì)材料的邊界推向系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)和應(yīng)用。
Seyyed Alireza Hashemi, et al. Liquid-Templating Aerogels. Advanced Materials. 2023
DOI：10.1002/adma.202302826
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202302826
10. AEM：利用碘氧化還原化學(xué)實(shí)現(xiàn)高容量、耐用的PEO基全固態(tài)LiFePO4/Li電池
聚環(huán)氧乙烷（PEO）基電解質(zhì)以其高安全性和良好的柔韌性被廣泛應(yīng)用于固態(tài)LiFePO4/Li電池。然而，其低能量密度和較差的壽命仍然阻礙了它們的大規(guī)模應(yīng)用。近日，華南理工大學(xué)王素清、浙江大學(xué)陸俊、清華大學(xué)王海輝將石墨氮化碳納米片（GCN）輔助堿金屬碘化物作為PEO基電解質(zhì)的多功能填料。
本文要點(diǎn)：
1) GCN通過(guò)吸附碘物種的固定位置，減少碘的遷移，促進(jìn)碘氧化還原反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)。除了降低PEO結(jié)晶度和提高電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率外，GCN輔助的堿金屬碘化物的加入促進(jìn)了鋰的遷移，從而在鋰陽(yáng)極上構(gòu)建了穩(wěn)定的界面，并使鋰能夠均勻沉積。
2) 使用GCN-LiI改性PEO電解質(zhì)（GCN-LiI-PEO）的全固態(tài)LiFePO4/Li電池在0.1 C下可提供228.4 mAh g?1的高放電容量。在10 C下可實(shí)現(xiàn)99.2 mAh g–1的優(yōu)異倍率性能，在0.5C下900次循環(huán)后可實(shí)現(xiàn)87.3%的高容量保持率。此外，使用GCN輔助的KI或NaI的LiFePO4/Li電池也實(shí)現(xiàn)了高容量和延長(zhǎng)的循環(huán)壽命。
Qingyue Han, et al. Exploiting Iodine Redox Chemistry for Achieving High-Capacity and Durable PEO-Based All-Solid-State LiFePO4/Li Batteries. Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202301462
https://doi.org/10.1002/aenm.202301462
11. AEM：多面體配位測(cè)定電化學(xué)氧化生物質(zhì)醇的Co-O活性
過(guò)渡金屬氧化物是一種極具潛力的生物質(zhì)醇氧化電催化劑。這里，山東大學(xué)于小雯、劉宏、桑元華選擇CoO和Co3O4作為代表性的氧化鈷催化劑，并在碳纖維紙（CFP）電極上生長(zhǎng)，以揭示甘油、二醇和一元醇氧化催化劑的電子結(jié)構(gòu)和催化活性之間的相互作用。
本文要點(diǎn)：
1) 原位電化學(xué)測(cè)試表明，與Co3O4/CFP電極相比，CoO/CFP電極具有更低的界面阻抗、更高的電荷轉(zhuǎn)移、更快的氧化速率，從而對(duì)醇氧化具有更高的催化活性。特別是對(duì)于甘油氧化，CoO/CFP電極只需要1.32V就可以達(dá)到10mA cm?2，電位比Co3O4/CFP電極低120mV。
2) CoO/CFP電極還可以通過(guò)生物質(zhì)醇的氧化以高選擇性和低能耗生產(chǎn)增值產(chǎn)品，如甲酸鹽、乙酸鹽和乙醇酸鹽。理論計(jì)算進(jìn)一步證實(shí)了八面體配位的Co-O位點(diǎn)在C3-C1醇的吸附、活化和氧化中的主導(dǎo)作用。該工作揭示了通過(guò)在晶體結(jié)構(gòu)中填充八面體位點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)用于醇氧化的高效過(guò)渡金屬氧化物催化劑。
Yanmei Zang, et al. Polyhedral Coordination Determined Co-O Activity for Electrochemical Oxidation of Biomass Alcohols. Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202301572
https://doi.org/10.1002/aenm.202301572
12. Chem. Sci：構(gòu)象受限的三臂超分子折疊用于增強(qiáng)近紅外生物成像
南開(kāi)大學(xué)劉育教授、張瀛溟教授和喻其林教授構(gòu)建了以4-(4-溴苯基)吡啶(PY)為受電子基，以具有大的雙光子吸收截面的三[p-(4-吡啶基乙烯基)苯基]胺(TPA)為給電子基的三苯胺衍生物(TP-3PY)，其在可見(jiàn)光區(qū)(λmax=509 nm)具有強(qiáng)吸收，在750 nm處具有弱的近紅外(NIR)熒光發(fā)射。
本文要點(diǎn)：
1）與葫蘆[8]脲(CB[8])絡(luò)合后，TP-3PY可在727 nm和800 nm處分別產(chǎn)生明亮的近紅外熒光發(fā)射和磷光發(fā)射。當(dāng)該超分子組裝體與十二烷基修飾的磺化杯[4]芳烴(SC4AD)進(jìn)一步相互作用時(shí)，其在710和734 nm處的熒光和磷光發(fā)射也會(huì)分別被進(jìn)一步地增強(qiáng)。然而，在有葫蘆[7]脲(CB[7])和SC4AD存在時(shí)，僅有TP-3PY的熒光發(fā)射會(huì)被增強(qiáng)。
2）更有趣的是，可見(jiàn)光(510 nm)和近紅外光(930 nm)都能夠激發(fā)TP-3PY3-CB[8]@SC4AD和TP-3PY3-CB[7]@SC4AD的光致發(fā)光。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這些具有明亮的近紅外光發(fā)射的三元超分子組裝體能夠應(yīng)用于腫瘤細(xì)胞的溶酶體成像和小鼠的實(shí)時(shí)生物成像。
Hui-Juan Wang. et al. Conformationally confined three-armed supramolecular folding for boosting near-infrared biological imaging. Chemical Science. 2023
DOI: 10.1039/d3sc02599c
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/sc/d3sc02599c
