1. Nature Commun：Pt摻雜Ru納米粒子構(gòu)筑空氣氣氛穩(wěn)定的催化劑
塔塔基礎(chǔ)研究學(xué)院Vivek Polshettiwar、東京大學(xué)Tatsuya Tsukuda等報(bào)道將Pt摻雜Ru納米粒子修飾在黑色Au基底上，構(gòu)筑空氣氣氛穩(wěn)定的plasmonic催化劑。黑色Au/RuPt催化劑在乙炔半加氫催化反應(yīng)中表現(xiàn)優(yōu)異的性能，乙烯的選擇性達(dá)到90 %，乙烯產(chǎn)率達(dá)到320 mmol g-1 h-1。1）由于金屬氧化物和金屬相能夠同時(shí)存在，因此在空氣氣氛連續(xù)工作100 h過程中，Au/RuPt催化劑仍表現(xiàn)穩(wěn)定。而且由于催化活性位點(diǎn)上因?yàn)閜lasmon參與氧化和還原過程，因此催化劑的穩(wěn)定性更加提高。通過有限時(shí)域差分模擬（Finite-difference time-domain simulations），說明RuPt納米粒子附近的電場強(qiáng)度提高5倍，這時(shí)活化乙炔分子和氫氣分子的關(guān)鍵。2）通過動(dòng)力學(xué)同位素分析結(jié)果說明plasmonic非熱催化效應(yīng)和光熱效應(yīng)都有助于催化反應(yīng)性能。通過光譜表征和原位紅外光譜表征以及量子化學(xué)理論計(jì)算，提出反應(yīng)的機(jī)理，而且說明催化劑中的Ru和Pt之間協(xié)同作用優(yōu)化乙烯產(chǎn)物和選擇性的關(guān)鍵作用。
Sharma, G., Verma, R., Masuda, S. et al. Pt-doped Ru nanoparticles loaded on ‘black gold’ plasmonic nanoreactors as air stable reduction catalysts. Nat Commun 15, 713 (2024)DOI: 10.1038/s41467-024-44954-4https://www.nature.com/articles/s41467-024-44954-42. Nature Commun.：通過空間位阻介導(dǎo)的精確親水-疏水微相分離在二維共價(jià)有機(jī)框架中產(chǎn)生兩親多孔性在共價(jià)有機(jī)框架（COF）內(nèi)創(chuàng)造不同的孔環(huán)境將導(dǎo)致有用的多室結(jié)構(gòu)和多種功能，然而這還很少實(shí)現(xiàn)。中國科學(xué)院上海有機(jī)所Xin Zhao和Jin Yao等報(bào)道了通過空間位阻介導(dǎo)的精確親水-疏水微相分離設(shè)計(jì)合成三種具有兩親性孔隙率的二維COFs。1）由引入單體的取代基的不同空間效應(yīng)決定，雙孔COFs已經(jīng)被構(gòu)建成完全分離的親水和疏水納米通道，其中所有羥基位于三角形微孔中，而疏水側(cè)鏈僅分布在六邊形中孔中。COFs中獨(dú)特的兩親性通道能夠通過界面生長形成Janus膜。2）這項(xiàng)工作實(shí)現(xiàn)了在一個(gè)COF中創(chuàng)建兩種性質(zhì)相反的通道，證明了在異孔COFs的不同孔中引入不同性質(zhì)/功能的可行性，這可能是開發(fā)多功能材料的有用策略。
Jiang, SY., Zhou, ZB., Gan, SX. et al. Creating amphiphilic porosity in two-dimensional covalent organic frameworks via steric-hindrance-mediated precision hydrophilic-hydrophobic microphase separation. Nat Commun 15, 698 (2024).DOI: 10.1038/s41467-024-44890-3https://doi.org/10.1038/s41467-024-44890-33. Nature Commun.：操縱層狀半導(dǎo)體中的雙曲瞬態(tài)等離子體激元具有相反符號(hào)介電張量的各向異性材料支持雙曲極化激元，顯示出增強(qiáng)的電磁局部化和定向能量流。然而，大多數(shù)報(bào)道的雙曲聲子極化激元難以應(yīng)用于有源電光調(diào)制和光電器件。中國科學(xué)院大學(xué)Jianing Chen、Qing Dai、Qian Liu和蘇州實(shí)驗(yàn)室Mengfei Xue等報(bào)告了黑磷中通過光誘導(dǎo)載流子注入的動(dòng)態(tài)拓?fù)涞入x子體色散躍遷，即從原始橢球體到非平衡雙曲面的等頻輪廓轉(zhuǎn)換。 1）作者的工作還展示了所研究的層狀半導(dǎo)體的特殊瞬態(tài)等離子體特性，如超快躍遷、低傳播損耗、黑磷邊緣的有效光發(fā)射以及不同瞬態(tài)等離子體模式的表征。對(duì)不同泵浦-探測延遲下非平衡態(tài)動(dòng)力學(xué)特征的分析表明，大約5 ps的傳播等離子體模式和大約40 ps的局域邊緣等離子體模式共存。2）作者的結(jié)果可能與未來光電應(yīng)用的發(fā)展有關(guān)。
Fu, R., Qu, Y., Xue, M. et al. Manipulating hyperbolic transient plasmons in a layered semiconductor. Nat Commun 15, 709 (2024).DOI: 10.1038/s41467-024-44971-3https://doi.org/10.1038/s41467-024-44971-34. EES：氧配位鈷單原子電催化劑促進(jìn)尿素和過氧化尿素生產(chǎn) 尿素和過氧化尿素在農(nóng)業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。近日，格里菲斯大學(xué)Zhao Huijun、中國科學(xué)院固體物理研究所Zhang Haimin、Shi Tongfei報(bào)道了一種氧配位的鈷單原子催化劑（Co-O-C），其可用于尿素和過氧化氫的電合成，然后獲得過氧化尿素。1) Co-O-C在CO2和NO3?合成尿素中具有優(yōu)異的電催化活性，并且具有2704.2±183.9μg h?1 mgcat-1的尿素產(chǎn)率，以及在?1.5 V時(shí)的法拉第效率為31.4±2.1%。2) Co-O-C具有優(yōu)異的雙電子氧還原反應(yīng)（2e?ORR）電催化活性，H2O2的產(chǎn)率為538.8±2.7 mmol h?1 gcat?1。此外，作者以合成的尿素和H2O2為反應(yīng)物，成功制備了過氧化尿素。理論計(jì)算表明，相鄰Co-（O-C2）4結(jié)構(gòu)之間的強(qiáng)相互作用促進(jìn)了尿素的C?N偶聯(lián)和*OOH中間體的形成。
Shengbo Zhang, et al. Oxygen-Coordinated Cobalt Single-Atom Electrocatalyst Boosting Urea and Urea Peroxide Production. EES 2024https://doi.org/10.1039/D3EE03399F
5. Angew綜述：納米催化抗腫瘤免疫調(diào)節(jié)
中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所施劍林院士和胡萍研究員對(duì)納米催化抗腫瘤免疫調(diào)節(jié)相關(guān)研究進(jìn)行了綜述。 1）免疫療法為人類戰(zhàn)勝癌癥帶來了新的曙光。盡管現(xiàn)有的免疫治療方案(如CAR-T等)在血液系統(tǒng)腫瘤和少數(shù)實(shí)體瘤(如黑色素瘤)的治療中取得了突破性進(jìn)展，但其對(duì)大多數(shù)實(shí)體瘤的治療效果仍不令人滿意。近年來，基于納米催化材料的腫瘤免疫治療研究發(fā)展迅速，并取得了一系列顯著的進(jìn)展。納米催化藥物已被證明能夠克服目前利用毒性化學(xué)藥物的臨床治療所存在的局限性，并表現(xiàn)出比傳統(tǒng)治療方法更加顯著的優(yōu)勢(shì)，如持久的催化活性可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)增強(qiáng)治療效果、無需使用傳統(tǒng)的毒性化學(xué)藥物以顯著降低有害的副作用等。近年來，納米催化藥物已被應(yīng)用于疾病的免疫調(diào)節(jié)治療，尤其是腫瘤的免疫激活治療。2）作者在文中介紹了利用納米催化藥物引發(fā)的化學(xué)反應(yīng)激活免疫應(yīng)答以實(shí)現(xiàn)腫瘤免疫治療的最新研究進(jìn)展，并闡明了納米催化藥物調(diào)節(jié)抗腫瘤免疫的機(jī)制。通過回顧當(dāng)前這一新興領(lǐng)域的研究進(jìn)展，作者也對(duì)基于納米催化的抗腫瘤免疫治療的潛力和廣闊的應(yīng)用前景進(jìn)行了討論。
Mingyuan Li. et al. Nanocatalytic Anti-Tumor Immune Regulation. Angewandte Chemie International Edition. 2024DOI: 10.1002/anie.202316606https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202316606
6. Angew：患者源性的免疫活性腫瘤類器官可作為T細(xì)胞識(shí)別背景下的化療評(píng)估平臺(tái)
目前，研究者主要是通過細(xì)胞水平實(shí)驗(yàn)來評(píng)價(jià)大多數(shù)化學(xué)合成的抗癌化合物的細(xì)胞毒性作用，而往往忽略了免疫系統(tǒng)的關(guān)鍵作用。有鑒于此，南京大學(xué)李劼教授、郭子建院士和楊榮教授開發(fā)了一種患者源性、保留T細(xì)胞的腫瘤類器官模型，其能夠在抗原特異性T細(xì)胞依賴性殺傷的協(xié)同范式下評(píng)估化學(xué)藥物的抗癌療效，從而有望能夠彌補(bǔ)被簡單的細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)遺漏的藥物作用。 1）實(shí)驗(yàn)評(píng)估了臨床批準(zhǔn)的鉑(Pt)藥物和由28種PtIV化合物組成的定制庫。研究發(fā)現(xiàn)，鉑類藥物的直接細(xì)胞毒性較低，但其與免疫檢查點(diǎn)抑制劑(ICIs)聯(lián)合應(yīng)用時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同的協(xié)同效應(yīng)。相反，大多數(shù)的PtIV化合物能夠表現(xiàn)出強(qiáng)大的腫瘤殺傷作用。一些PtIV化合物不僅具有直接的腫瘤殺傷性能，也能夠與ICIs表現(xiàn)出顯著的免疫協(xié)同作用，并且在亞微摩爾濃度時(shí)的效果尤為突出。2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，具有肉桂酸軸向配體的PtIV化合物Pt-19是最有效的治療藥物，可通過促進(jìn)細(xì)胞毒性細(xì)胞因子的釋放激活免疫相關(guān)通路和增強(qiáng)T細(xì)胞受體(TCR)的克隆擴(kuò)增，從而產(chǎn)生顯著的免疫協(xié)同作用。綜上所述，該研究首次將患者源性、具有免疫功能的腫瘤類器官用于化療藥物的研究，有望進(jìn)一步推動(dòng)小分子藥物的發(fā)展。
Zihan Zhao. et al. Patient-derived Immunocompetent Tumor Organoids: A Platform for Chemotherapy Evaluation in the Context of T-cell Recognition. Angewandte Chemie International Edition. 2024DOI: 10.1002/anie.202317613https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202317613
7. AM：PtSnCu納米框電催化乙醇氧化
電催化乙醇氧化反應(yīng)能夠?qū)⒛芰棵芏确浅８叩目稍偕锶剂限D(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽悄壳皩?duì)于該催化反應(yīng)的催化劑仍難以獲得優(yōu)異的性能。研究者發(fā)現(xiàn)多元素納米合金是一種構(gòu)筑高活性催化劑的有效方法，但是如何在原子尺度構(gòu)筑多金屬元素組裝位點(diǎn)仍是個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。有鑒于此，深圳大學(xué)駱靜利院士、Wen Chen、羅水平、香港理工大學(xué)黃勃龍等從PtCu納米晶出發(fā)，通過Sn擴(kuò)散策略構(gòu)筑Pt47Sn12Cu41納米框，其中分布{331}、{221}等n(111)-(111)類型的高指數(shù)晶面。1）通過這種較大的晶格指數(shù)和多種高指數(shù)晶面形成的三元組裝活性位點(diǎn)，Pt47Sn12Cu41納米框的質(zhì)量活性達(dá)到3.10 A mg-1Pt，三元組裝活性位點(diǎn)有助于打破C-C化學(xué)鍵，有助于CO中間體的氧化，因此得到酸性電解液乙醇氧化反應(yīng)的優(yōu)異催化劑。2）通過DFT理論計(jì)算，說明Sn能夠促進(jìn)s-p軌道偶聯(lián)，提高d軌道中心的位置，因此改善催化劑的電催化活性。由于催化劑與乙醇之間的強(qiáng)結(jié)合力、減少CO氧化反應(yīng)的能壘，因此PtSnCu合金電催化劑得到優(yōu)異的乙醇氧化活性，C1產(chǎn)物的法拉第效率得以提高。這項(xiàng)工作有助于發(fā)展多元納米合金新型電催化劑。
Min Tang, et al, Atomic Diffusion Engineered PtSnCu Nanoframes with High-Index Facets Boost Ethanol Oxidation, Adv. Mater. 2024DOI: 10.1002/adma.202311731https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202311731鈉離子電池的陽極/電解質(zhì)界面行為，以及由此延伸的整體電池性能，是由電化學(xué)電池的所有組件在大范圍的尺寸和時(shí)間尺度上發(fā)生過程的復(fù)雜相互作用決定的。單尺度研究不能提供完整的見解，因?yàn)樗鼈儫o法捕捉到這種復(fù)雜且相互交織的行為。近日，吉森大學(xué)Marcus Rohnke綜述研究了鈉離子電池負(fù)極的多尺度研究。 1) 作者介紹了幾種分析和理論技術(shù)，并描述了如何將它們結(jié)合起來，以更完整、全面地了解鈉離子電池（SIB）在其整個(gè)使用壽命內(nèi)的性能，以及特別關(guān)注硬碳陽極的界面。這些方法針對(duì)不同的長度和時(shí)間尺度，從微米到納米，從電池水平到原子結(jié)構(gòu)，并考慮到物理和（電）化學(xué)特性。2) 作者探討了如何使用質(zhì)譜、微觀、光譜、電化學(xué)、熱力學(xué)和物理方法來獲得了解電池行為所需的各種信息。然后討論了如何將這些方法耦合在一起，以闡明陽極界面的多尺度現(xiàn)象，并全面了解它們與鈉離子電池整體功能的關(guān)系。
David Sch?fer, et al. Multiscale Investigation of Sodium-Ion Battery Anodes: Analytical Techniques and Applications. Adv. Energy Mater. 2024DOI: 10.1002/aenm.202302830https://doi.org/10.1002/aenm.2023028309. AEM：新興金屬和共價(jià)有機(jī)框架在鈣鈦礦光伏中的應(yīng)用具有高功率轉(zhuǎn)換效率的鈣鈦礦太陽能電池（PSC）是極具潛力的下一代光伏技術(shù)，PSC的性能取決于每層的組成和層之間的界面性質(zhì)。因此，將新型材料集成到PSC中為提高器件性能提供了一種有效策略。近日，香港理工大學(xué)Yan Feng對(duì)新興金屬和共價(jià)有機(jī)框架在鈣鈦礦光伏中的應(yīng)用進(jìn)行了綜述研究。1) 金屬-有機(jī)框架（MOFs）和共價(jià)有機(jī)框架（COFs）是提高PSCs效率和穩(wěn)定性的有效材料，這些材料具有多種可調(diào)的物理化學(xué)性質(zhì)和功能。作者旨在深入總結(jié)MOF/COFs在PSC中應(yīng)用的進(jìn)展情況。2) 此外，該綜述涵蓋了電子性質(zhì)、合成方法和它們作為不同成分的作用及其作為吸收劑的潛力。最后，作者概述了該領(lǐng)域的重要挑戰(zhàn)，并強(qiáng)調(diào)了推進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)的未來前景。
Jiupeng Cao, et al. Applications of Emerging Metal and Covalent Organic Frameworks in Perovskite Photovoltaics: Materials and Devices. Adv. Energy Mater. 2024DOI: 10.1002/aenm.202304027https://doi.org/10.1002/aenm.202304027
10. ACS Nano：基于鋅-有機(jī)框架的多功能AIE納米酶用于促進(jìn)脊髓損傷的恢復(fù)
實(shí)現(xiàn)脊髓損傷(SCI)后的功能恢復(fù)是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的難題。傳統(tǒng)的藥物療法側(cè)重于抑制免疫反應(yīng)。然而，目前仍缺乏能夠緩解氧化應(yīng)激的策略。有鑒于此，南方醫(yī)科大學(xué)廖玉輝研究員、香港中文大學(xué)（深圳）唐本忠院士、趙征教授和暨南大學(xué)紀(jì)志盛教授開發(fā)了基于鋅-有機(jī)框架(Zn@MOF)的聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）納米酶，并將其用于加速SCI后的恢復(fù)。 1）實(shí)驗(yàn)通過生物正交反應(yīng)將具有AIE活性的分子2-(4-疊氮-丁基)-6-(苯基(4-(1,2,2-三苯基乙烯基)苯基)氨基)-1H-非那烯-1,3-二酮修飾到多功能Zn@MOF上，從而構(gòu)建了一種新型納米酶（命名為Zn@MOF-TPD）。研究發(fā)現(xiàn)，這些納米酶能夠在SCI位置逐漸釋放沒食子酸和鋅離子(Zn2+)。釋放的沒食子酸是一種活性氧(ROS)清除劑，可以促進(jìn)抗氧化和減輕炎癥，從而重新建立ROS產(chǎn)生和抗氧化防御系統(tǒng)之間的平衡。2）釋放的Zn2+能夠抑制基質(zhì)金屬蛋白酶9(MMP-9)的活性，進(jìn)而通過ROS介導(dǎo)的NF-kB通路促進(jìn)繼發(fā)性SCI后的神經(jīng)元再生。此外，Zn@MOF-TPD也可以保護(hù)神經(jīng)元和髓鞘免受創(chuàng)傷，抑制膠質(zhì)瘢痕的形成，增強(qiáng)神經(jīng)干細(xì)胞的增殖和分化，從而改善損傷性SCI大鼠神經(jīng)元和損傷脊髓組織的修復(fù)，促進(jìn)功能恢復(fù)。綜上所述，該研究構(gòu)建的Zn@MOF-TPD納米酶具有減輕SCI后氧化應(yīng)激介導(dǎo)的病理生理損傷和促進(jìn)運(yùn)動(dòng)恢復(fù)的重要潛力。
Judun Zheng. et al. Engineered Multifunctional Zinc?Organic Framework-Based Aggregation-Induced Emission Nanozyme for Accelerating Spinal Cord Injury Recovery. ACS Nano. 2023DOI: 10.1021/acsnano.3c10541https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c10541
