1. Nature Chemistry：熵驅(qū)動(dòng)的電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合產(chǎn)生熱激活延遲熒光和高效OLED
顯示熱激活延遲熒光的形成系統(tǒng)廣泛用于制造有機(jī)發(fā)光二極管。然而，由于缺乏結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)特征，它們的進(jìn)一步發(fā)展會(huì)受到阻礙。在這里，臺(tái)灣大學(xué)Pi-Tai Chou、Ken-Tsung Wong報(bào)道了籠狀、大環(huán)、接受電子的宿主（A）和各種N-甲基-吲哚并噻唑基給電子客體（D）之間絡(luò)合物的產(chǎn)生，其通過(guò)空間電子轉(zhuǎn)移過(guò)程表現(xiàn)出熱激活延遲熒光。1) D/A共晶通過(guò)X射線分析完全解析，紫外-可見光滴定數(shù)據(jù)表明它們的形成是一個(gè)吸熱和熵驅(qū)動(dòng)的過(guò)程。此外，它們的發(fā)射可以通過(guò)供體的分子軌道進(jìn)行微調(diào)。2) 作者使用其中一種D/A系統(tǒng)制造了有機(jī)發(fā)光二極管，測(cè)得的最大外量子效率為15.2%。在1000 cd?m–2的亮度下，外量子效率保持在10.3%?。該工作可以更好地理解復(fù)合物的結(jié)構(gòu)、形成熱力學(xué)和性質(zhì)之間的關(guān)系。
Chun-Yen Lin, et al. Entropy-driven charge-transfer complexation yields thermally activated delayed fluorescence and highly efficient OLEDs. Nature Chemistry 2023DOI: 10.1038/s41557-023-01357-0https://doi.org/10.1038/s41557-023-01357-0
2. Nature Materials：彈性微相分離產(chǎn)生堅(jiān)固的雙連續(xù)材料
連續(xù)的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)不同合成系統(tǒng)的功能至關(guān)重要，而它們的合成基于兩種方法：阻滯相分離或嵌段共聚物的自組裝。前者因其化學(xué)簡(jiǎn)單而極具吸引力，而后者因其熱力學(xué)穩(wěn)定性而極具吸引力。在這里，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院Eric R. Dufresne介紹了彈性微相分離（EMPS）作為制備雙連續(xù)微結(jié)構(gòu)的替代方法。1)該過(guò)程具有連續(xù)的相變，可逆且無(wú)磁滯。實(shí)際上，EMPS是通過(guò)使用液體使彈性體基體過(guò)飽和來(lái)觸發(fā)的，從而產(chǎn)生均勻的雙連續(xù)材料，該材料具有由基體剛度調(diào)節(jié)的微觀長(zhǎng)度尺度。2) 作者通過(guò)制造具有優(yōu)異機(jī)械性能和可控各向異性和微觀結(jié)構(gòu)梯度的雙連續(xù)材料，進(jìn)一步證明了EMPS的多功能性。總體而言，EMPS為均勻雙連續(xù)材料的批量制造提供了一種可靠的替代方案。
Carla Fernández-Rico, et al. Elastic microphase separation produces robust bicontinuous materials. Nature Materials 2023DOI: 10.1038/s41563-023-01703-0https://doi.org/10.1038/s41563-023-01703-0
3. Nature Materials：納米約束聚合限制了無(wú)磁滯凝膠中的裂紋擴(kuò)展
連續(xù)的機(jī)械加載循環(huán)會(huì)導(dǎo)致凝膠發(fā)生不可逆的疲勞損傷和殘余應(yīng)變，影響其使用壽命和應(yīng)用范圍。雖然在有限變形范圍內(nèi)的無(wú)磁滯水凝膠已經(jīng)通過(guò)各種策略合成，但是大變形和高彈性本質(zhì)上是矛盾的。在這里，蘇州大學(xué)Yan Feng提出了一種納米限制聚合策略，用于在大范圍變形下生產(chǎn)堅(jiān)韌且接近零滯后的凝膠。1) 該凝膠是通過(guò)共價(jià)有機(jī)框架或分子篩納米通道內(nèi)的原位聚合制備的。納米通道限制和與聚合物鏈段的強(qiáng)氫鍵相互作用對(duì)于實(shí)現(xiàn)快速自增強(qiáng)至關(guān)重要。2) 剛性納米結(jié)構(gòu)減輕了裂紋尖端的應(yīng)力集中，防止了裂紋擴(kuò)展，增強(qiáng)了極限斷裂應(yīng)變（17580?±?308%）、韌性（87.7?±?2.3?MJ?m?3）和裂紋擴(kuò)展應(yīng)變（5800%）。
Weizheng Li, et al. Nanoconfined polymerization limits crack propagation in hysteresis-free gels. Nature Materials 2023DOI: 10.1038/s41563-023-01697-9https://doi.org/10.1038/s41563-023-01697-9
4. Nature Materials：用于電化學(xué)氨合成的鈣介導(dǎo)氮還原
氨（NH3）是農(nóng)業(yè)、紡織和制藥行業(yè)的一種關(guān)鍵化學(xué)品，但其通過(guò)Haber–Bosch工藝的生產(chǎn)是碳密集型的，而電化學(xué)方法可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好的NH3生產(chǎn)。在有機(jī)電解質(zhì)中，首次驗(yàn)證的電化學(xué)NH3合成方法是由鋰（Li）介導(dǎo)的過(guò)程。然而，除了Li之外的元素在效率、反應(yīng)速率、裝置設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性方面的潛在優(yōu)勢(shì)仍待探索。近日，丹麥技術(shù)大學(xué)Ib Chorkendorff、Jens K. N?rskov、斯坦福大學(xué)Thomas F. Jaramillo發(fā)現(xiàn)鈣可以介導(dǎo)NH3合成中的氮還原。1) 作者使用嚴(yán)格的方案驗(yàn)證了鈣介導(dǎo)的氮還原過(guò)程，并實(shí)現(xiàn)了40±?2%的NH3法拉第效率?，其中使用四（六氟異丙氧基）硼酸鈣（Ca[B（hfip）4]2）作為電解質(zhì)。2) 該研究結(jié)果為使用含量豐富的材料進(jìn)行電化學(xué)合成NH3提供了可能，并且NH3是一種關(guān)鍵的化學(xué)前體和極具應(yīng)用前景的能量載體。
Xianbiao Fu, et al. Calcium-mediated nitrogen reduction for electrochemical ammonia synthesis. Nature Materials 2023DOI: 10.1038/s41563-023-01702-1https://doi.org/10.1038/s41563-023-01702-1
5. Nature Commun.：富邊緣二硫化鉬調(diào)整碳鏈增長(zhǎng)，用于一氧化碳選擇性加氫生成高級(jí)醇
一氧化碳(CO)選擇性加氫生成高級(jí)醇(C2+OH)是生產(chǎn)高價(jià)值化學(xué)品的一種有前景的非石油途徑，其中對(duì)C-O裂解和C-C偶聯(lián)的精確調(diào)控非常重要，但仍然面臨巨大挑戰(zhàn)。在此，中科院大連化物所鄧德會(huì)研究員，Liang Yu，廈門大學(xué)王野教授報(bào)道了通過(guò)鉀改性的富邊緣二硫化鉬(MoS2)催化劑實(shí)現(xiàn)了高選擇性CO加氫為C2-4OH，該催化劑可實(shí)現(xiàn)17%的高CO轉(zhuǎn)化率和45.2%的優(yōu)異C2-4OH選擇性。 1）實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在240 °C和50 bar下氫化產(chǎn)物的性能優(yōu)于之前報(bào)道的類似條件下的非貴金屬基催化劑。通過(guò)調(diào)節(jié)邊緣與基面的相對(duì)豐度，C2-4OH與甲醇的選擇性比可以從0.4翻轉(zhuǎn)到2.2。2）機(jī)理研究表明，MoS2邊緣的硫空位不僅促進(jìn)C-O裂解，而且促進(jìn)C-C偶聯(lián)，從而促進(jìn)碳鏈生長(zhǎng)，而鉀通過(guò)與羥基的靜電相互作用促進(jìn)醇的解吸，從而優(yōu)先形成C2-4OH。
Hu, J., Wei, Z., Zhang, Y. et al. Edge-rich molybdenum disulfide tailors carbon-chain growth for selective hydrogenation of carbon monoxide to higher alcohols. Nat Commun 14, 6808 (2023).DOI：10.1038/s41467-023-42325-z https://doi.org/10.1038/s41467-023-42325-z
6. Nature Commun.：將碳點(diǎn)可重鑄成機(jī)械堅(jiān)固的宏觀材料
將納米顆粒組裝成具有機(jī)械魯棒性、綠色加工性和可重鑄能力的宏觀材料是材料科學(xué)和納米技術(shù)中一項(xiàng)重要且具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。作為一種新興的具有優(yōu)異性能的納米顆粒，由碳點(diǎn)組裝而成的宏觀材料將繼承其性能并進(jìn)一步提供集體性能；然而，由碳點(diǎn)組裝而成的宏觀材料仍未被探索。在這里，吉林大學(xué)Yunfeng Li報(bào)道了由脲基嘧啶酮修飾的碳點(diǎn)組裝而成的宏觀薄膜。1）這些薄膜顯示出繼承自碳點(diǎn)的可調(diào)熒光。更重要的是，這些薄膜表現(xiàn)出集體性能，包括自修復(fù)性、可重鑄性和優(yōu)異的機(jī)械性能，楊氏模量超過(guò) 490 MPa，斷裂強(qiáng)度超過(guò) 30 MPa。2）經(jīng)過(guò)多次重鑄循環(huán)后，宏觀薄膜仍保持原有的機(jī)械性能。通過(guò)劃痕愈合和焊接實(shí)驗(yàn)，這些薄膜在溫和條件下表現(xiàn)出良好的自修復(fù)性能。此外，分子動(dòng)力學(xué)模擬表明，顆粒間和顆粒內(nèi)氫鍵的相互作用控制著宏觀薄膜的機(jī)械性能。3）值得注意的是，這些薄膜通過(guò)環(huán)保的水固化方法加工成各種形狀。這項(xiàng)工作的方法和結(jié)果揭示了納米粒子組裝的功能性宏觀材料的探索，并將加速納米材料在實(shí)際應(yīng)用中的創(chuàng)新發(fā)展。
Sui, B., Zhu, Y., Jiang, X. et al. Recastable assemblies of carbon dots into mechanically robust macroscopic materials. Nat Commun 14, 6782 (2023).DOI：10.1038/s41467-023-42516-8https://doi.org/10.1038/s41467-023-42516-8
7. Nature Commun.：通過(guò)鉀離子取代陽(yáng)離子簇提高反鈣鈦礦固體電解質(zhì)的鋰離子電導(dǎo)率
具有高離子電導(dǎo)率的固態(tài)電解質(zhì)對(duì)于全固態(tài)鋰電池的發(fā)展至關(guān)重要，并且固態(tài)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率和底層晶格結(jié)構(gòu)之間存在很強(qiáng)的相關(guān)性。在這里，北京大學(xué)鄒如強(qiáng)教授，南方科技大學(xué)Songbai Han報(bào)道了一種在反鈣鈦礦固態(tài)電解質(zhì)（Li2OH）0.99K0.01Cl中用鉀離子取代[Li2OH]+簇的晶格操縱方法，這導(dǎo)致離子電導(dǎo)率顯著增加（4.5×10?3 mScm?1、25℃）。1）機(jī)理分析表明，晶格操縱方法導(dǎo)致反鈣鈦礦立方相的穩(wěn)定和晶格收縮，并引起鋰離子傳輸軌跡和遷移勢(shì)壘的顯著變化。2）此外，采用(Li2OH)0.99K0.01Cl電解質(zhì)的Li||LiFePO4全固態(tài)電池（LiFePO4過(guò)量Li且負(fù)載量為1.78 mg cm?2）在第150次循環(huán)時(shí)的比容量為116.4 mAh g?1，在80 mA g-1和120°C下容量保持率為96.1%，表明反鈣鈦礦電解質(zhì)在全固態(tài)鋰電池中的潛在應(yīng)用前景。
Gao, L., Zhang, X., Zhu, J. et al. Boosting lithium ion conductivity of antiperovskite solid electrolyte by potassium ions substitution for cation clusters. Nat Commun 14, 6807 (2023).DOI：10.1038/s41467-023-42385-1https://doi.org/10.1038/s41467-023-42385-1
8. Nature Commun.：類囊體-CdTe生物-非生物復(fù)合人工光合成細(xì)胞
構(gòu)筑可編程人工光合成細(xì)胞是模擬生物光合體系的終極目標(biāo)，可編程人工光合成細(xì)胞能夠通過(guò)還原酶結(jié)合，實(shí)現(xiàn)調(diào)控產(chǎn)物。但是，通常可編程人工光合成細(xì)胞受到還原酶匹配的輔酶面臨再生能力不足的局限。有鑒于此，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)熊宇杰、高超等報(bào)道構(gòu)筑了類囊體和CdTe的生物-非生物復(fù)合體系（biotic–abiotic），通過(guò)CdTe量子點(diǎn)和類囊體之間的組裝，提高在沒(méi)有其他質(zhì)子耦合電子轉(zhuǎn)移過(guò)程的生物活性NADPH, NADH, ATP輔酶的再生能力。1）這種類囊體-CdTe復(fù)合體能夠調(diào)節(jié)類囊體產(chǎn)生較高的NADH重生活性，構(gòu)筑了一個(gè)非常有效的人工光合成細(xì)胞體系。2）這個(gè)人工光合成細(xì)胞通過(guò)和各種還原酶結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)光合成細(xì)胞的工程化。比如與甲酸還原酶結(jié)合制備甲酸，和改性固氮酶結(jié)合制備甲烷。這項(xiàng)工作為構(gòu)筑人工光合成細(xì)胞用于CO2催化轉(zhuǎn)化提供廣闊的機(jī)會(huì)。
Feng Gao, et al, Artificial photosynthetic cells with biotic–abiotic hybrid energy modules for customized CO2 conversion. Nat Commun 14, 6783 (2023)DOI: 10.1038/s41467-023-42591-xhttps://www.nature.com/articles/s41467-023-42591-x
9. Nature Commun.：高壓水基銅氯電池配位環(huán)境的操控
水基銅基電池具有許多良好的性能，因此受到了廣泛的關(guān)注，但由于銅負(fù)極的高電位(0.34V比標(biāo)準(zhǔn)氫電極)，其工作電壓較低，限制了其應(yīng)用。在這里，深圳大學(xué)Zhuoxin Liu，南方科技大學(xué)Hongfei Li，香港城市大學(xué)支春義教授提出了一種協(xié)調(diào)策略，以降低水基銅基電池的本征負(fù)極氧化還原電位，從而提高其工作電壓。 1）研究人員通過(guò)Cl?離子對(duì)電解液進(jìn)行裁剪來(lái)建立適當(dāng)?shù)呐湮画h(huán)境來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)與氯配位時(shí)，電解液中的中間Cu2+離子被成功地穩(wěn)定下來(lái)，電化學(xué)過(guò)程解耦為Cu2+/Cu2+和Cu2+/Cu0兩個(gè)獨(dú)立的氧化還原反應(yīng)，Cu2+/Cu0的氧化還原電位比Cu2+/Cu0低約0.3V。2）與水的配位相比，與氯的配位也導(dǎo)致了更高的銅利用率、更快的氧化還原動(dòng)力學(xué)和更好的循環(huán)穩(wěn)定性。利用正極上的Cl-/Cl0氧化還原反應(yīng)制成的水基銅氯電池，放電電壓高達(dá)1.3V，10,000次循環(huán)后仍保持初始容量的77.4%。這項(xiàng)工作可能會(huì)為提高水基銅電池的電壓和能量開辟一條途徑。Zhang, X., Wei, H., Li, S. et al. Manipulating coordination environment for a high-voltage aqueous copper-chlorine battery. Nat Commun 14, 6738 (2023).DOI：10.1038/s41467-023-42549-zhttps://doi.org/10.1038/s41467-023-42549-z
10. Angew：通過(guò)環(huán)戊二烯基銥-樺木醇免疫激動(dòng)劑誘導(dǎo)鐵死亡
鐵死亡是一種由鐵依賴性脂質(zhì)過(guò)氧化(LPO)驅(qū)動(dòng)的程序性細(xì)胞死亡形式，具有激活抗腫瘤免疫的潛力。有鑒于此，南京師范大學(xué)劉紅科教授、薛旭玲博士、中山大學(xué)毛宗萬(wàn)教授和吳超教授設(shè)計(jì)了一種金屬-配體協(xié)同增效(MLSE)策略，即利用天然產(chǎn)物樺木苷與[Ir(Cp*)Cl]2進(jìn)行反應(yīng)，構(gòu)建了一種不含鐵的環(huán)戊二烯金屬基鐵死亡誘導(dǎo)劑[Ir(Cp*)(Bet)Cl]Cl(Ir-Bet)。1）樺木醇與環(huán)戊二烯銥(Ir-Cp*)的融合(Ir-Bet)不僅能顯著增強(qiáng)抗腫瘤細(xì)胞增殖的活性，還能在低劑量樺木醇的條件下通過(guò)抑制PI3k/Akt/mTOR級(jí)聯(lián)激活鐵自噬以調(diào)節(jié)鐵穩(wěn)態(tài)，進(jìn)而激活核因子-kappaB以誘導(dǎo)產(chǎn)生免疫應(yīng)答。2）此外，鐵死亡也可通過(guò)消耗谷胱甘肽(GSH)、誘導(dǎo)谷胱甘肽過(guò)氧化物酶4(GPX4)失活和鐵自噬來(lái)增強(qiáng)免疫原性細(xì)胞死亡(ICD)。體內(nèi)免疫實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Ir-Bet能夠提高細(xì)胞毒性T細(xì)胞(CTL)/調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)的比例，從而實(shí)現(xiàn)良好的抗腫瘤和免疫效果。綜上所述，該研究為利用MLSE策略以從金屬和天然產(chǎn)物中開發(fā)有效的金屬基免疫化療藥物提供了一條新的途徑。
Mengdi Lv. et al. Evoking Ferroptosis by Synergistic Enhancement of a Cyclopentadienyl Iridium-Betulin Immune Agonist. Angewandte Chemie International Edition. 2023DOI: 10.1002/anie.202312897https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202312897
11. AEM：邊緣氮摻雜準(zhǔn)石墨具有高K+嵌入能力和優(yōu)異的倍率性能
碳基陽(yáng)極在低電位下的嵌入能力對(duì)開發(fā)高能量密度的鉀離子電池（PIBs）起著重要作用。然而，由于K+的重復(fù)插入/提取而導(dǎo)致的較差速率和循環(huán)性能極大地限制了PIB的實(shí)際應(yīng)用。中國(guó)石油大學(xué)（華東）范壯軍、Liu Zheng提出了一種準(zhǔn)石墨結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有豐富的邊緣氮摻雜、微孔結(jié)構(gòu)和通過(guò)氧化石墨烯嵌段之間的低聚苯胺原位聚合和隨后的碳化增強(qiáng)的石墨納米疇。 1) 具有微觀有序石墨納米疇的宏觀有序多層結(jié)構(gòu)可以提供有效的K+插入/提取通道，從而大大提高了低電位下的嵌入能力。此外，高邊緣氮摻雜（97%）對(duì)于改善K+轉(zhuǎn)移動(dòng)力學(xué)非常重要，特別是在高電流密度下。2) 因此，陽(yáng)極具有高放電容量、優(yōu)異的倍率性能和長(zhǎng)期循環(huán)穩(wěn)定性。通過(guò)原位拉曼光譜、X射線衍射（XRD）光譜和理論計(jì)算，作者系統(tǒng)研究了K+嵌入機(jī)理和增強(qiáng)的轉(zhuǎn)移動(dòng)力學(xué)。Chunlei Chi, et al. Graphene Oxide Block Derived Edge-Nitrogen Doped Quasi-Graphite for High K+ Intercalation Capacity and Excellent Rate Performance. Adv. Energy Mater. 2023DOI: 10.1002/aenm.202302055
