1. Nature Energy：一種用于水性多硫化物基氧化還原液流電池的活性耐用分子催化劑
水性氧化還原液流電池（RFB）是極具應用前景的儲能技術之一，多硫化物由于其低成本和高容量而成為極具潛力的活性材料，但其低能量效率和低工作電流密度限制了其實際應用。在這里，香港中文大學盧怡君報道了一種活性和持久的分子催化劑（核黃素磷酸鈉，FMN-Na），其通過均相催化將緩慢的多硫化物還原反應轉化為FMN-Na的快速氧化還原反應。1) FMN-Na催化劑大大降低了多硫化物-亞鐵氰化物RFB（S-Fe-RFB）的過電位，即在30 mA cm-2下的過電位從800?mV降低至241?mV?。相應的S-Fe液流電池在40?mA?cm?2下進行了2000次循環，并且每個循環的衰減率為0.00004%。2) 作者發現，催化的多硫化物-碘化物RFB在40 mA cm-2下運行1300次循環后沒有容量衰減。該工作解決了多硫化物基RFB在長時間儲能應用中的瓶頸問題。
Jiafeng Lei, et al. An active and durable molecular catalyst for aqueous polysulfide-based redox flow batteries. Nature Energy 2023DOI: 10.1038/s41560-023-01370-0https://doi.org/10.1038/s41560-023-01370-0
2. Nature Catalysis：未活化烯烴的對映選擇性C–C交叉偶聯
金屬催化的交叉偶聯在現代化學合成中發揮著關鍵作用，包括輕質烯烴在內的未活化烯烴在石油工業中的大規模生產，其是制備藥物、農用化學品和材料的理想原料。然而，未活化烯烴的對映選擇性交叉偶聯仍極具挑戰性。在這里，中國科學院Shi Shiliang、新加坡國立大學Ming Joo Koh報道了未活化的烯烴與三氟甲磺酸芳基（或烯基）和有機金屬（或還原劑）的高度對映和區域選擇性三組分交叉偶聯，并通過鎳催化構建不同的C sp3立體中心。1) 具體而言，作者用親核試劑的選擇性碳封合和原位捕獲能夠以無導向基團的方式對未活化的烯烴進行有效的加氫官能化和二碳官能化。含有C2對稱手性N-雜環卡賓配體的鎳催化劑對于獲得高反應性和選擇性至關重要。2) 該策略為快速將烯烴原料轉換為各種增值分子提供了一個通用、模塊化和多樣化的平臺，并有望促進其他具有挑戰性的對映選擇性烯烴交叉偶聯的發展。
Zi-Chao Wang, et al. Enantioselective C–C cross-coupling of unactivated alkenes. Nature Catalysis 2023DOI: 10.1038/s41929-023-01037-9https://doi.org/10.1038/s41929-023-01037-9
3. Nature Catalysis：耦合催化態和金屬配位在Cas9中的作用
控制CRISPR–Cas9系統的活性對其臨床應用至關重要，盡管Cas9的構象動力學可以控制其酶活性，但Cas9如何影響兩個核酸酶結構域的催化過程仍不明確。在這里，佛羅里達州立大學Li Hong報道了活性溶纖酸桿菌Cas9復合物在反應路徑上的五種冷凍電子顯微鏡結構?，相應的分辨率為2.2–2.9?。1) 作者觀察到，由同源DNA觸發的一個核酸酶結構域的大移動會導致金屬配位和催化所需的另一個結構域的活性位點發生顯著變化。此外，構象使反應中間體同步，從而實現兩條DNA鏈的偶聯切割。2) 與構象在組織活性位點中的作用一致，對金屬配位殘基的調整會導致細胞中溶纖曲霉Cas9和常用化膿性鏈球菌Cas9的金屬特異性改變。
Anuska Das, et al. Coupled catalytic states and the role of metal coordination in Cas9. Nature Catalysis 2023DOI: 10.1038/s41929-023-01031-1https://doi.org/10.1038/s41929-023-01031-1
4. Chem. Soc. Rev.：理解和控制金屬-有機框架的成核和生長
金屬-有機框架是一種多樣化的構建塊，其可以設計出各種高性能材料。由于其具有這種多樣性，從而產生了具有各種途徑和中間體的復雜結晶機制。而結晶研究一直是各種生物和合成系統進步的關鍵，MOFs也不例外。近日，加利福尼亞大學Joseph P. Patterson概述了目前用于闡明MOF結晶的理論和基礎化學研究。1) 作者討論了如何使用本征和非本征合成參數作為工具來調節結晶途徑，以生產具有精細調節的物理和化學性質的MOF晶體。而在分子尺度上，作者通過實驗和計算方法來指導MOF晶體的形成。2) 最后，作者總結了該領域的最新進展，并對MOF結晶領域的未來研究進行了展望。此外，該綜述在很大程度上依賴成核和生長的基本原理來開發新的設計空間，從而設計出具有增強性能的MOF。
Brooke P. Carpenter, et al. Understanding and controlling the nucleation and growth of metal–organic frameworks. Chem. Soc. Rev. 2023https://doi.org/10.1039/D3CS00312D
5. Chem. Soc. Rev.：通過iπ–iπ相互作用構建超分子納米結構
帶電π-電子系統的配對及其有序排列是通過iπ–iπ相互作用實現的，這些相互作用源于協同作用的靜電力和色散力。通過在核心π電子系統中引入電荷的各種策略，科研工作者已經制備了利用離子對作為構建塊的帶電π電子系統。近日，立命館大學Hiromitsu Maeda對通過iπ–iπ相互作用構建超分子納米結構進行了綜述研究。1) 帶電的π-電子系統可提供各種離子對，包括陽離子和陰離子π-系統，這取決于它們的組合。π-電子離子對中組分的幾何結構和電子態影響光物理性質和組裝模式。π-電子離子對的最新進展揭示了其具有的獨特特征，包括通過電子轉移轉化為自由基對，以及反陽離子影響的磁性。2) 此外，在晶體和包括液晶中間相在內的軟材料中觀察到的組裝態呈現多樣性。雖然離子對的化學研究已經非常成熟，但π-電子離子對領域的研究相對較少，并且它在新型材料和器件中的應用前景廣闊。
Yohei Haketa, et al. π-Electronic ion pairs: building blocks for supramolecular nanoarchitectonics viaiπ–iπ interactions. Chem. Soc. Rev. 2023https://doi.org/10.1039/D3CS00581JN2活化是工業合成氨以及其他高附加值含氮化合物的關鍵，通常活化氮氣需要過渡金屬作為催化活性位點，降低切斷N2分子需要的能壘。有鑒于此，東京工業大學Hideo Hosono、Masaaki Kitano、Zhujun Zhang等報道在溫和條件使用不含過渡金屬的二維電子材料Ba2N活化N2。1）Ba2N材料層間電子能夠以較小的活化能（35 kJ mol-1）活化N2，通過同位素標記進行驗證。2）陰離子的電子能夠與N2分子反應并穩定稱之為diazenide的(N2)2-物種，具有較大層間距（4.5 ?）的Ba2N是主要的中間體。
Zhujun Zhang, et al, A 2D Ba2N Electride for Transition Metal-Free N2 Dissociation under Mild Conditions, J. Am. Chem. Soc. 2023DOI: 10.1021/jacs.3c09362https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c09362
7. Chem：用于水蒸氣吸附的金屬有機框架
由于工業生產和工藝中對高效水蒸氣捕獲的需求，開發用于水吸附應用的穩定物理吸附劑受到了極大關注。近日，美國西北大學Omar K. Farha、浙江大學Zhijie Chen對用于水蒸氣吸附的金屬有機框架進行了綜述研究。1) 金屬有機框架（MOFs）具有高孔隙率和可調多孔結構和拓撲結構，有望成為高效的水吸附劑，并在大氣集水、吸附熱轉化、自主室內濕度控制和天然氣干燥等應用中極具應用前景。2) 作者綜述了用于水吸附應用的MOF材料的最新進展，包括通過網狀化學合理設計和合成具有改善水吸附性能的MOFs。作者強調了用于水吸附應用裝置的MOFs的一些最新進展。最后，作者展望了這一新興領域的未來方向，包括化學和材料科學、工藝工程以及基于MOF的水吸附裝置的潛在商業化。
Le Shi, et al. Metal-organic frameworks for water vapor adsorption. Chem 2023DOI: 10.1016/j.chempr.2023.09.005https://doi.org/10.1016/j.chempr.2023.09.005
8. Chem：利用二維MXenes和MBenes治理污染物CO2
目前，近85%的人為二氧化碳排放源于化石燃料的燃燒，包括煤炭、石油和天然氣。碳污染使地球變暖，并產生了極端的氣象情況，如熱浪、干旱、野火、強降雨和洪水。因此，工業和發電廠的脫碳是非常必要的。為此，碳捕獲技術及其有效性對于成功遏制環境二氧化碳至關重要。近日，加利福尼亞大學Mihrimah Ozkan對利用二維MXenes和MBenes治理污染物CO2進行了綜述研究。1) 作者回顧了兩種最近開發的材料，MXenes和MBenes，并討論了它們在碳捕獲方面的潛力。作者介紹并比較了材料特性，包括物理、熱力學、電學、化學、機械、電催化和光催化性能。2) 此外，作者還關注了這些材料的成本效益和環境友好合成。通過對該領域進行全面的總結可以促進關鍵研究的發展，并促進MXenes和MBenes在捕獲、傳感、減少和/或儲存二氧化碳方面的大規模應用。
Mihrimah Ozkan, et al. Curbing pollutant CO2 by using two-dimensional MXenes and MBenes. Chem 2023DOI: 10.1016/j.chempr.2023.09.001https://doi.org/10.1016/j.chempr.2023.09.0019. Chem：酮的金屬電荷定向對映收斂不對稱轉移氫化由于大多數具有藥理學活性的受體本質上是不對稱的，將不對稱引入能夠與這些受體結合的分子中是現代有機和生物有機化學的中心主題。近日，東華大學左偉偉報道了酮的金屬電荷定向對映收斂不對稱轉移氫化。1) 作者通過闡明催化劑金屬電荷在決定不對稱產生過程中的作用，并在第一行過渡金屬（鐵、鈷和鎳）脒-烯（脒）二膦配合物催化的酮不對稱轉移氫化中開發了一種金屬電荷導向的立體誘導過程。2) 對于手性配體的固定對映體，氨基（氫化物）催化中間體中的金屬電荷可用于確定產物的構型和對映選擇性。通過利用第一行過渡金屬的氧化還原性質，作者實現了一種新的對映體催化，其中產物的兩種對映體都可以用衍生自單一手性來源和相同金屬的催化劑產生。
Minhao Li, et al. Metal charge-directed enantiodivergent asymmetric transfer hydrogenation of ketones. Chem 2023DOI: 10.1016/j.chempr.2023.09.004https://doi.org/10.1016/j.chempr.2023.09.00410. Chem：鹵化物鈣鈦礦光伏穩定性的基本理解：界面的重要性鈣鈦礦太陽能電池（PSC）在過去十年中取得了巨大進展，其中單結器件的效率接近硅光伏。然而，它們的長期穩定性仍落后于硅，這減緩了它們的商業化進程。近日，香港城市大學Zonglong Zhu展望研究了鹵化物鈣鈦礦光伏穩定性中的界面調控策略1) 面對這一挑戰，科研工作者已經做出了重大努力來解開不穩定機制，制定長期性能跟蹤策略，并探索提高PSC穩定性的方法。在這些策略中，界面調控可以同時鈍化鈣鈦礦表面缺陷，并作為屏障保護大部分鈣鈦礦免受外部環境的影響。2) 近年來，界面分子和調控策略的發展對PSC穩定性的提高做出了巨大貢獻。作者旨在闡明影響PSC穩定性的因素，并利用先進技術深入了解器件退化機理。此外，作者還討論了界面調控的熱門領域，包括低維（LD）覆蓋層、界面改性和反應以及電荷傳輸層設計。最后，作者闡明了與PSC穩定性的未來發展相關的核心領域。
Bo Li, et al. Fundamental understanding of stability for halide perovskite photovoltaics: The importance of interfaces. Chem 2023DOI: 10.1016/j.chempr.2023.09.002https://doi.org/10.1016/j.chempr.2023.09.002
