1. Chem. Rev.：離子液體作為先進工藝介質的計算機輔助分子設計離子液體（IL）獨特的物理化學性質、靈活的結構可調性和巨大的化學空間為其應用提供了獨特機會，其可以匹配不同的目標性質，從而作為先進的工藝介質。如何有效且可靠地針對特定應用定制合適的IL成為其應用的關鍵。近日，華東理工大學Qi Zhiwen、Song Zhen綜述研究了離子液體作為先進工藝介質的計算機輔助分子（CAILD）設計。1) 作者討論了CAILD技術的發(fā)展現(xiàn)狀，并就未來的工作如何加快ILs的實際應用提供了獨特見解。在CAILD的大背景下，作者概述了與離子液體的正向結構-性質建模和反向分子設計相關的關鍵因素。2) 對于前一項任務，作者介紹了不同的離子液體分子表示、建模算法，以及關于離子液體物理性質、熱力學性質等的代表性模型。而對于后一個反向任務，作者總結了制定不同分子設計場景的代表性工作。除了取得的實質性進展外，作者還進行了未來展望，以推動CAILD的發(fā)展。
Zhen Song, et al. Computer-Aided Molecular Design of Ionic Liquids as Advanced Process Media: A Review from Fundamentals to Applications. Chem. Rev. 2023DOI: 10.1021/acs.chemrev.3c00223https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.3c002232. Chem：用于染料敏化太陽能電池的低成本、高效和穩(wěn)定光敏劑的分子工程光敏劑的成本、穩(wěn)定性和光伏性能在染料敏化太陽能電池（DSC）的商業(yè)化中起著關鍵作用。近日，洛桑聯(lián)邦理工學院Michael Gr?tzel、Zhongjin Shen基于高壓染料MS5的簡單化學結構，通過分別用2-氰基苯甲酸、苯基氰基丙烯酸和乙炔基苯基氰基丙烯酸酯錨定基團取代苯甲酸錨定基團，描述了三種稱為ZS10、ZS11和ZS12的新型敏化劑。 1) 通過染料結構的工程設計，ZS12基器件在標準AM1.5 G條件下顯示出10.7%的能量轉換效率，光電流提高了12.26 mA cm?2，光電壓提高了1.18 V。此外，ZS12敏化太陽能電池具有優(yōu)異的穩(wěn)定性，其在全陽光下連續(xù)運行800小時仍能保持其初始PCE的95%。2) 此外，該工作中開發(fā)的染料ZS12具有較低的合成成本，約為100 $g?1，這是一個極具應用潛力的特點，從而促進了基于高效穩(wěn)定敏化劑的DSC市場發(fā)展。
Zhongjin Shen, et al. Molecular engineering of low-cost, efficient, and stable photosensitizers for dye-sensitized solar cells. Chem 2023DOI: 10.1016/j.chempr.2023.08.013https://doi.org/10.1016/j.chempr.2023.08.0133. Chem：1,4,7-三氮雜環(huán)壬烷和乙腈用于探測NiIII和NiI中心在交叉偶聯(lián)催化中作用在涉及烷基底物的鎳催化交叉偶聯(lián)反應中，由N-供體配體負載的催化劑涉及順磁性Ni（I）和Ni（III）物種。在此，伊利諾伊大學Liviu M. Mirica報道了一種配體1，4，7-三異丙基-1，4，7--三氮雜環(huán)壬烷（iPr3TACN），它有助于檢測或分離有機金屬Ni（I）和Ni（III）復合物，這些復合物涉及氧化加成、跨催化和還原消除步驟。1) （iPr3TACN）Ni（II）配合物是烷基-烷基交叉偶聯(lián)的有效催化劑。作者發(fā)現(xiàn)乙腈和其他烷基腈的存在導致交叉偶聯(lián)產物的產率增加，并研究了腈添加劑在催化過程中的多方面作用。2) 該研究為Ni（III）和Ni（I）有機金屬物種參與Ni催化的烷基-烷基交叉偶聯(lián)反應提供了重要證據(jù)，并表明配位溶劑和弱π-受體（如乙腈）的存在對一系列Ni介導的有機金屬轉化具有有益影響。
Leonel Griego, et al. A bulky 1,4,7-triazacyclononane and acetonitrile, a Goldilocks system for probing the role of NiIII and NiI centers in cross-coupling catalysis. Chem 2023DOI: 10.1016/j.chempr.2023.11.008https://doi.org/10.1016/j.chempr.2023.11.0084. EES：超高性能固態(tài)電池中自發(fā)Li-Si合金化實現(xiàn)的全電化學活性硅陽極鋰硅合金由于其高的離子/電子導電性而被認為是先進硅基固態(tài)電池的關鍵陽極材料。然而，鋰硅合金中鋰的高含量增加了電池充電過程中鋰枝晶生長和軟短路的風險。近日，廈門大學Wang Mingsheng、Chen Songyan、Huang Wei開發(fā)了一種結構合理、純硅比例優(yōu)化的全電化學活性Si/Li21Si5復合陽極。 1) 作者利用微米硅氧化層中的缺陷，首先通過快速自發(fā)的Li-Si合金化反應合成了Li21Si5合金，然后通過冷壓將其與硅顆粒混合。在這種復合陽極中，Li21Si5晶粒均勻分布在Si顆粒之間，并作為Si的軟緩沖。由于Li21Si5晶粒和Si顆粒之間的自放電限制，Li21Si5合金保持鋰飽和狀態(tài)，并起到鋰補充的作用。2) 同時，它在陽極中構建了一個導電網絡，可以促進鋰離子的傳輸并誘導其在Si顆粒中的儲存，從而避免枝晶的形成。因此，Si/Li21Si5-ASSB在25℃時可以實現(xiàn)97.8%的超高初始庫侖效率，以及在17.9mAh cm?2的大面積容量下具有18.9%的低膨脹率。
Zhi Yong Zhang, et al. All-electrochem-active silicon anode enabled by spontaneous Li-Si alloying for ultra-high performance solid-state batteries. EES 2023https://doi.org/10.1039/D3EE03877G 5. AEM：基于壓電催化和MoS2/Pd陰極能帶彎曲的力輔助鋰電池氧還原（ORR）和析氧（OER）動力學緩慢導致的高過電位極大限制了鋰氧（Li?O2）電池的實際應用。近日，吉林大學Xu Jijing、鄭州工程技術學院Wang Huanfeng、長春理工大學Liu Wanqiang報道了基于壓電催化和MoS2/Pd陰極能帶彎曲的力輔助鋰電池。1) 作者首先通過采用MoS2/Pd納米復合陰極建立了力輔助鋰電池，其中在超聲活化下，在MoS2壓電催化劑中形成壓電極化和內置電場，導致電子和空穴連續(xù)分離，以增強ORR和OER動力學。此外，鈀的引入可以促進電子轉移，并進一步抑制電子-空穴對的復合，有助于增強放電產物分解/產生的催化活性，從而降低放電/充電過電位。2) 因此，力輔助MoS2/Pd基Li?O2電池能夠通過輔助超聲波調節(jié)輸出和輸入能量，并實現(xiàn)了2.86V的超低充電電位和2.77V的高放電電位。該力輔助策略也可以通過有效減少和分離CO2和CO32-來應用于鋰二氧化碳電池系統(tǒng)，為實現(xiàn)金屬-空氣電池的高效能量轉換提供重要見解。
Song-Lin Tian, et al. A Force-Assisted Li?O2 Battery Based on Piezoelectric Catalysis and Band Bending of MoS2/Pd. Cathode Adv. Energy Mater. 2023DOI: 10.1002/aenm.202303215https://doi.org/10.1002/aenm.2023032156. AEM：海水電解中Ni3N納米陣列與NiFe-Phytate復合物的耐腐蝕多層電極促進析氧設計具有高活性、高選擇性和強抗氯化物腐蝕性的高性能析氧反應（OER）陽極材料，對于推進大規(guī)模生產H2的海水電解至關重要，但這是一個艱巨的挑戰(zhàn)。近日，中山大學Li Ping、山東大學Xiong Shenglin報道了由泡沫鎳支撐的Ni3N多孔納米片陣列組成的多層電極，該陣列用NiFe-植酸酶配位復合物覆蓋層（NF/Ni3N@NiFe-PA)通過簡單的界面配位在堿性海水電解中實現(xiàn)顯著提高和持續(xù)的OER。1) 得益于Ni和Fe物種之間協(xié)同作用調節(jié)的電子態(tài)，在摻入的植酸作為質子傳遞中繼的幫助下，通過加速質子運動來促進質子耦合電子傳遞，并通過獨特的超親水和超疏水特性來促進質子傳遞，得到的NF/Ni3N@NiFe-PA在海水中表現(xiàn)出優(yōu)異的OER活性。2) 此外，將耐腐蝕的Ni3N與NiFe-PA復合物和原位生成的NiFeOOH結合起來，可以共同促進氯化物的排斥，從而使電極具有優(yōu)異的耐腐蝕性。該工作為通過同時進行幾何和電子結構操作來設計海水電解中高OER活性和耐腐蝕陽極提供了一種新途徑。
Li Ping, et al. Corrosion Resistant Multilayered Electrode Comprising Ni3N Nanoarray Overcoated with NiFe-Phytate Complex for Boosted Oxygen Evolution in Seawater Electrolysis. Adv. Energy Mater. 2023DOI: 10.1002/aenm.202303360https://doi.org/10.1002/aenm.2023033607. AEM：光穩(wěn)定性鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽能電池在強光下的凍結鹵化物偏析寬帶隙（WBG）鈣鈦礦中的光致鹵化物偏析導致其穩(wěn)定性差，并限制了其在高效串聯(lián)太陽能電池中的應用。近日，上海交通大學Yang Xudong報道了一種簡單的解決方案，通過離子耦合山梨酸鉀與掩埋鈣鈦礦界面的缺陷，實現(xiàn)帶隙≈1.67eV的光穩(wěn)定WBG鈣鈦礦太陽能電池（PSC）。 1) 離子偶聯(lián)的山梨酸鉀（ICPS）能夠控制N-甲基甲脒離子的形成，該離子可以選擇性地鈍化晶界處的鈣鈦礦缺陷，從而使鈣鈦礦膜中的光致鹵化物偏析在強光下被凍結。單結WBG PSC實現(xiàn)了22.00%的能量轉化效率，開路電壓（VOC）為1.272V，在2000小時的操作中光穩(wěn)定性衰減小于2%。2) 此外，作者還制造了鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽能電池，其效率達到30.72%（認證為30.09%@1.087cm2）。封裝的串聯(lián)器件在運行1000小時后可以保持其初始效率的97%。
Liang Qiao, et al. Freezing Halide Segregation Under Intense Light for Photostable Perovskite/Silicon Tandem Solar Cells. Adv. Energy Mater. 2023 DOI: 10.1002/aenm.202302983https://doi.org/10.1002/aenm.2023029838. AEM：鋰離子和鈉離子電池中的水溶性無機粘結劑無機材料是一類用于電池應用的水溶性粘合劑，它們有利的物理化學性質，如固有離子導電性、高熱穩(wěn)定性（>1000°C）以及與各種電極材料的相容性，使其成為鋰離子和鈉離子電池的有用粘合劑。近日，亥姆霍茲烏爾姆研究所Shivam Trivedi、Maximilian Fichtner綜述研究了鋰離子和鈉離子電池中的水溶性無機粘結劑。1) 含Li和Na的磷酸鹽和硅酸鹽是極具潛力的多功能無機水性粘合劑（IABs），作者討論了這些粘合劑的結構、熱和離子性質，然后將其離子導電性質用于全固態(tài)電池。2) 隨后，作者討論了這些化合物在鋰離子和鈉離子電池中作為不同陽極和陰極粘合劑和表面涂層劑的應用。最后，作者還對其環(huán)境影響和經濟方面進行了評估。
Shivam Trivedi, et al. Water-Soluble Inorganic Binders for Lithium-Ion and Sodium-Ion Batteries. Adv. Energy Mater. 2023DOI: 10.1002/aenm.202303338https://doi.org/10.1002/aenm.202303338
9. ACS Nano：原位重編程腫瘤固有的脂滴生物發(fā)生以實現(xiàn)低劑量輻射激活的鐵死亡免疫治療
低劑量放療(LDR)對于實現(xiàn)免疫抑制性腫瘤微環(huán)境(TME)的炎癥化而言具有重要意義。重慶大學羅忠教授、李孟桓教授、Yingqi Liu和重慶金鳳實驗室田甘教授發(fā)現(xiàn)在腫瘤細胞中，對FABP依賴的脂滴生物生成是LDR誘發(fā)細胞毒性和免疫刺激效應的關鍵決定因素，并基于此開發(fā)了一種納米整合策略，以通過協(xié)同鐵死亡免疫治療來促進LDR的抗腫瘤療效。1）實驗合成了具有自組裝能力的納米級多組分功能聚合物TCPP-TK-PEGPAMAM-FA，以用于協(xié)同包封鉿離子(Hf4+)和抑制HIF-1α的siRNA(siHIF-1α)。TCPP@Hf-TK-PEG-PAMAM-FA@siHIF-1α納米組裝體會被過度表達葉酸受體的腫瘤細胞特異性攝取，并被升高的細胞ROS應激所激活。研究發(fā)現(xiàn)，siHIF-1α可以通過HIF-1α-FABP3/7信號通路抑制腫瘤細胞中FABP3/7的表達，并通過抑制脂滴的生物發(fā)生來增強膜脂的過氧化敏感性，從而在Hf4+增強輻射暴露的背景下協(xié)同升高ROS應激，并在重要的膜結構中誘導鐵死亡損傷。2）實驗結果表明，TCPP@Hf-TK-PEG-PAMAM-FA@siHIF-1α增強的鐵死亡生物膜損傷能夠促進腫瘤相關抗原(TAAs)的暴露，以增強LDR后的免疫治療效果，實現(xiàn)腫瘤的有效消退。綜上所述，該研究開發(fā)了一種利用腫瘤固有的脂質代謝來增強LDR的抗腫瘤作用的新方法。
Qiqi Zhang. et al. Nanointegrative In Situ Reprogramming of Tumor-Intrinsic Lipid Droplet Biogenesis for Low-Dose Radiation-Activated Ferroptosis Immunotherapy. ACS Nano. 2023 DOI: 10.1021/acsnano.3c08907https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c08907
