1. Joule：克服鈣鈦礦太陽能電池中離子通過堿金屬的遷移
堿金屬作為鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）中的添加劑，因其對性能增強的影響而被廣泛研究。這種性能對離子驅動的界面復合過程很敏感，這些過程會導致電壓損失，并在阻抗譜（IS）中具有負電容特征。近日，斯圖加特大學Michael Saliba、Clara A. Aranda利用負電容作為工具，系統研究了Li、Na和K對寬帶隙材料MAPbBr3的光電壓影響。1) 作者發現鈉陽離子可以緩解不利的界面復合途徑，產生1.65V的穩定開路電位。阻抗測量表明，鈉對材料體積有顯著影響，飛秒時間二次離子質譜和X射線光電子能譜證實了這一點。2) 這些技術證實了Na具有減少鈣鈦礦材料中離子遷移的能力。作者通過X射線光電子能譜（XPS）分析發現，Na通過與有機化合物的靜電相互作用實現這一功能。
Clara A. Aranda, et al. Overcoming ionic migration in perovskite solar cells through alkali metals. Joule. 2023DOI: 10.1016/j.joule.2023.11.011https://doi.org/10.1016/j.joule.2023.11.0112. Chem：一種具有兩層化學可回收性的丁二烯衍生半結晶聚烯烴塑料垃圾的大部分為聚烯烴，但由于碳氫化合物聚合物主鏈的高熱穩定性和化學穩定性，其解聚仍極具挑戰性。在這里，普林斯頓大學Emily C. Davidson、Paul J. Chirik報道了一類聚烯烴，它在低聚和聚合階段都可進行化學回收。1) 鐵催化單體丁二烯的[2+2]環加成形成（1，n′-二乙烯基）-低聚環丁烷（DVOCB），其經歷脫聚反應返回丁二烯。在DVOCB中，作者使用無環二烯復分解（ADMET）對其進行鏈延伸，得到聚烯烴pDVOCB。pDVOCB的反向ADMET使低聚物能夠完全回收。2) pDVOCB聚合物是具有高熔融溫度（Tm>230°C）的半結晶碳氫化合物聚合物，并具有優異的化學和水解穩定性，以及機械性能與聚丙烯和聚乙烯等商品聚烯烴相當。
Cherish Nie, et al. A butadiene-derived semicrystalline polyolefin with two-tiered chemical recyclability. Chem 2023DOI: 10.1016/j.chempr.2023.11.006https://doi.org/10.1016/j.chempr.2023.11.006 3. EES：用空間阻礙效應調節穩定鋅金屬陽極的電化學還原動力學鋅金屬陽極的寄生副反應和枝晶生長是制約鋅離子電池實際應用的兩個主要問題。快速電化學動力學和緩慢傳質之間的矛盾在電極表面上產生顯著的濃度梯度，這反過來又導致金屬Zn的不均勻生長和電池短路。近日，香港城市大學支春義、中國石油勘探開發研究院Wang Xiaoqi通過將大分子（磷酸三丁酯）引入電解質中，引入了具有空間位阻效應的改性溶劑化結構。1) 空間位阻可以有效減緩電荷從陽極向溶劑化Zn2+的轉移，并緩和快速的電化學還原動力學，從而防止Zn2+在尖端區域的優先電鍍。此外，在電極表面形成均勻且堅固的固體電解質界面（SEI）層，減輕了原位電化學腐蝕和析氫反應。2) 即使在10mAh cm-2和10mAh cm-2的苛刻循環條件下，Zn||Cu半電池也表現出穩定的Zn電鍍/剝離性能，平均庫侖效率約為99.5%，累積容量為3000mAh cm-2。當與Mn2+膨脹的水合V2O5陰極偶聯時，全電池表現出高面積容量（3.97mAh cm-2），并在650次循環后保持91.4%的高容量保持率。
Shuo Yang, et al. Regulating the Electrochemical Reduction Kinetics by Steric Hindrance Effect for Robust Zn Metal Anode. EES 2023https://doi.org/10.1039/D3EE02164E4. EES：鈉金屬負極固態電池的3D雙摻雜NASICON結構中的高速率循環鈉金屬基固態電池是極具潛力的下一代電池技術，然而，制造能夠在高電流密度下循環的獨立固體電解質一直是開發室溫固態鈉電池的主要挑戰。近日，馬里蘭大學Eric D. Wachsman報道了鈉金屬負極固態電池的3D雙摻雜NASICON結構中的高速率循環。1) 作者通過開發高導電性Zn2+和Mg2+雙摻雜Na3Zr2SiPO12（NASICON）固體電解質，并制備涂有納米ZnO層的3D多孔致密多孔結構（具有超薄、25μm的致密隔膜），實現了3.5 Ω cm2的極低負極界面電阻。這使其在室溫下能夠達到30mA/cm2的高臨界電流密度，并且實現了10.8Ah/cm2的鈉循環容量。2) 此外，作為概念驗證，作者將軟包電池與Na3V2（PO4）3正極組裝在具有鈉金屬負極的致密多孔雙層電解質上，并在室溫下實現高達2C的速率循環。
Prem Wicram Jaschin, et al. High-rate cycling in 3D dual-doped NASICON architectures toward room-temperature sodium-metal-anode solid-state batteries. EES 2023https://doi.org/10.1039/D3EE03879C5. EES：通過中空纖維銅滲透電極在強酸中選擇性CO2電還原為多碳產物在酸性介質中的CO2電還原對于避免碳酸化損失具有重要意義，但由于析氫反應（HER）的存在，導致對CO2的選擇性還原仍然是一個挑戰。在此，中國科學院大學Chen Wei、Wei Wei通過中空纖維銅滲透電極在強酸中選擇性CO2電還原為多碳產物。1) 作者報道了一種中空纖維銅滲透電極，它可以有效抑制HER，同時促進CO2還原動力學，甚至在強酸中形成多碳（C2+）產物的C?C偶聯。在pH＝0.71的H2SO4和KCl溶液中經過100小時的電解，C2+生產的法拉第效率為73.4%，電流密度為2.2A cm-2，單程碳效率為51.8%。2) 中空纖維滲透結構誘導的CO2進料大大提高了強酸中Cu活性位點上的CO2覆蓋率，有利于CO2活化、*CHO和*CO的形成，以及它們與C2+產物的偶聯。
Chang Zhu, et al. Selective CO2 Electroreduction to Multicarbon Products Exceeding 2 A cm-2 in Strong Acid via a Hollow-Fiber Cu Penetration Electrode. EES 2023https://doi.org/10.1039/D3EE02867D
6. AM綜述：作為先進材料平臺和遞送系統的蛋白質納米管
中國農業大學李媛教授和蘇黎世聯邦理工學院Raffaele Mezzenga對作為先進材料平臺和遞送系統的蛋白質納米管相關研究進行了綜述。1）蛋白質納米管是最先進的納米載體之一，其在食品和制藥工業等領域中具有廣闊的應用前景。來源于可食用的α-乳白蛋白、溶菌酶或卵清蛋白的PNTs具有良好的生物相容性和生物降解性，其大的比表面積和疏水核心也有利于生物活性物質的化學修飾和負載。此外，PNTs也具有增強的滲透性和穿透能力，可跨越腸道黏液、細胞外基質和血栓凝塊等生物屏障，使其有望成為健康相關領域中的應用平臺。最重要的是，PNTs的制備過程較為簡單，這使其能夠被大規模生產，以支持其在生物醫學和納米技術領域中的應用。理解PNTs的自組裝原理對于控制其形態、大小和形狀而言至關重要，這也是進一步拓展PNTs應用的重要理論基礎。 2）作者在文中對PNTs的構建材料、理化性質和自組裝機制等方面的研究進展進行了綜述，并討論了它們的優勢和局限性以及在生物材料和制藥等領域中面臨的挑戰；此外，作者也介紹了PNTs的細胞毒性以及實現其體內應用所需要的考慮的關鍵因素；最后，作者對作為先進平臺和遞送系統的PNTs相關研究進行了簡要的總結和展望。
Bin Liu. et al. Protein Nanotubes as Advanced Material Platforms and Delivery Systems. Advanced Materials. 2023DOI: 10.1002/adma.202307627https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202307627 在電動汽車行業和電網儲能等廣泛應用的推動下，具有更高能量密度和可持續性的可充電電池在過去幾十年中得到了大力發展。近日，上海交通大學Sun Hao對用于低成本和高性能儲能的氯基電池進行了綜述研究。1) 作為一種誕生于140年前的古老電池系統，氯（Cl）基電池近年來收到越來越多的關注，因為它們具有優異的電化學性能、低成本和可持續性，使其在儲能應用中極具應用前景。2) 作者首先回顧了Cl基電池的歷史發展，重點介紹了各種Cl基電解質在新型電池化學方面的進展。然后作者將重點放在通過合理調節Cl基電解質實現的獨特陰極和陽極化學。最后，作者介紹了目前的挑戰和前景，特別是Cl基電池在現實應用中的障礙。
Bin Yuan, et al. Revitalizing Chlorine–Based Batteries for Low–Cost and High–Performance Energy Storage. Adv. Energy Mater. 2023DOI: 10.1002/aenm.202303127https://doi.org/10.1002/aenm.2023031278. AEM：二維g-C3N4人工界面層對鋰金屬沉積的厚度依賴性使用具有可調物理化學性質的二維材料構建人工界面層是制備高性能鋰（Li）金屬陽極的一種有效策略。然而，它們在固體電解質界面（SEI）形成過程中的結構演變以及厚度對電荷傳輸的影響仍不明確。在此，北京航空航天大學Gong Yongji、西北工業大學Wang Tianshuai、天目山實驗室Zhai Pengbo在銅箔表面合成不同厚度的2D g-C3N4層，以評估人工SEI對Li金屬沉積的厚度影響。 1) 結果表明，薄的g-C3N4層（≈2nm）在鋰離子通量的影響下迅速分解和斷裂，而厚的g-C3N3層（約50nm）阻礙了鋰離子和電子的同時傳輸，阻礙了鋰金屬沉積。此外，具有中等厚度（≈10nm）的g-C3N4層促進了g-C3N4/Li3N雜化人工SEI的原位生成，并實現了快速的鋰離子傳輸，從而誘導了均勻的鋰沉積。2) 由中等厚度的g-C3N4層保護的鋰電極表現出優異的循環穩定性，在超過380次循環中具有≈98.92%的高平均庫侖效率，并且能夠在50%過量鋰和貧電解質的情況下實現全電池的穩定循環。
Pengbo Zhai, et al. Thickness-Dependence of 2D g-C3N4 Artificial Interface Layers on Lithium Metal Deposition. Adv. Energy Mater. 2023DOI: 10.1002/aenm.202302730 https://doi.org/10.1002/aenm.202302730
9. Nano Letters：定制CaO2納米結構的工程結晶度梯度以最小化Ca2+/H2O2的生成和實現增強的抗癌活性
CaO2納米顆粒(CNPs)在酸性pH下可產生有毒的Ca2+和H2O2，因此其具有內在的抗癌活性，但同時也存在發生系統性暴露的安全性問題。同時實現Ca2+/H2O2的最小化生成和增強的抗癌活性是一個兩難的問題。有鑒于此，復旦大學楊雁南研究員和華東師范大學余承忠教授介紹了一種“基于結晶度梯度的選擇性蝕刻”(CGSE)策略，該策略可通過在CNP中產生結晶度梯度來實現。1）研究發現，分布在外層的納米晶體具有較高的結晶度，因此其在化學上比分布在內層、能夠發生選擇性蝕刻的內層納米晶體更加穩健。2）實驗結果表明，CGSE策略不僅會導致CNP具有定制的單殼和雙殼中空結構以及金屬摻雜的組成成分，而且能夠在有限的Ca2+/H2O2生成情況下，通過堿度增強的溶酶體依賴性細胞死亡途徑實現顯著增強的抗癌活性和腫瘤生長抑制作用。
Yiru Shi. et al. Engineering Crystallinity Gradients for Tailored CaO2 Nanostructures: Enabling Alkalinity-Reinforced Anticancer Activity with Minimized Ca2+/H2O2 Production. Nano Letters. 2023DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c01963https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.3c01963
