1. Nature Nanotechnol.：自組裝嵌合納米抗體修飾脂質體脂質體作為藥物載體具有有效負載保護、可調節的承載能力和改善的生物分布等優點。然而，由于靶向部分的功能障礙和制備過程中有效負載的損失，免疫脂質體尚未在商業生產中受到青睞。在這里，賓漢姆頓大學Yuan Wan，Lixue Wang，哈佛大學Luke P. Lee報道了一種無需化學修飾的生物物理方法，通過將嵌合納米抗體（cNB）自組裝成脂質體雙層，一步生產免疫脂質體。1）cNB 由針對人表皮生長因子受體 2 (HER2) 的納米抗體、柔性肽接頭和疏水性單跨膜結構域組成。2）研究人員確定 64% 的治療化合物可以封裝到 100 nm 脂質體中，并且在輕松的條件下可以將多達 2,500 個 cNB 錨定在脂質體膜上而沒有空間位阻。3）隨后，研究人員證明載藥免疫脂質體可將 HER2 過表達癌細胞系的細胞毒性提高 10 至 20 倍，抑制異種移植腫瘤的生長 3.4 倍，并將生存率提高兩倍以上。Rahman, M.M., Wang, J., Wang, G. et al. Chimeric nanobody-decorated liposomes by self-assembly. Nat. Nanotechnol. (2024).https://doi.org/10.1038/s41565-024-01620-62. Nature Chem.：強相關性與拓撲挫敗共存的高度糾纏多自由基納米石墨烯開殼納米石墨烯表現出由拓撲挫敗或強電子-電子相互作用產生的非常規π磁性。然而，傳統的設計方法通常僅限于單個磁源，這可能限制開殼納米石墨烯中相關自旋的數量或磁排序的類型。在這里，新加坡國立大學Jiong Lu，Jishan Wu，捷克科學院物理研究所Pavel Jelinek，Libor Veis提出了一種設計策略，結合拓撲挫敗和電子-電子相互作用，在 Au(111) 上制造大型完全熔融的“蝴蝶”形四基納米石墨烯。 1）研究人員采用鍵分辨掃描隧道顯微鏡和自旋激發光譜來分別解析分子主鏈并揭示強相關的開殼特征。2）這種納米石墨烯包含四個不成對的電子，具有鐵磁和反鐵磁相互作用，具有多體單重態基態和強多自旋糾纏，這可以通過多體計算得到很好的描述。3）此外，研究人員使用二茂鎳磁性探針研究了納米石墨烯的磁性和自旋態。在多自由基納米石墨烯中印記和表征多體強相關自旋的能力為量子信息技術的未來進步鋪平了道路。Song, S., Pinar Solé, A., Matěj, A. et al. Highly entangled polyradical nanographene with coexisting strong correlation and topological frustration. Nat. Chem. (2024).https://doi.org/10.1038/s41557-024-01453-93. Chem. Soc. Rev.：二維有機-無機范德華異質結的最新進展近幾十年來，二維（2D）材料由于其優異的光電特性而引起了人們的極大關注。其中，為了滿足日益增長的多功能應用需求，2D有機-無機范德華（vdW）異質結在光電子器件的發展中越來越受歡迎。這些異質結表現出優異的性能，可以協同結合有機和無機材料的有利特性，從而提供廣泛的優勢。此外，它們能夠創建新的器件結構，并在現有的2D材料中引入新的功能。近日，天津大學Hu Wenping、Geng Dechao、天津師范大學Li Lin、新加坡國立大學Chen Wei綜述研究了二維有機-無機范德華異質結的最新進展。1) 作者對2D有機-無機vdW異質結進行了全面研究，包括它們的分類、制造和相應器件。此外，作者對該領域的挑戰提供了全面見解，以啟發未來的研究方向。2) 通過進一步加深對二維有機-無機vdW異質結基本性質的理解，可擴大可用材料的范圍，并探索新的器件架構，這將推動研究人員利用二維有機-有機vdW異質結構的獨特性能，將其應用于更廣泛的領域。 Qing Zhang, et al. Recent progress in emerging two-dimensional organic–inorganic van der Waals heterojunctions. Chem. Soc. Rev. 2024https://doi.org/10.1039/D3CS00821E4. Chem. Soc. Rev.：酸性沸石上的水結構及其催化作用催化活性位點的局部反應環境可以被操縱以改變多相催化的動力學和熱力學性質。由于水獨特的物理-化學性質，涉及水分子和催化劑上活性位點之間特定相互作用的非均相催化反應表現出與無水情況下不同的結果。沸石材料正與水一起應用于化學工業中的多相催化反應和向可持續能源的過渡。近日，蘇黎世聯邦理工學院Jeroen A. van Bokhoven綜述研究了酸性沸石上的水結構及其催化作用。 1) 基于實驗觀察和理論計算結果，作者重點討論了Br?nsted和Lewis酸性沸石吸附/穩定水的性質和結構。作者綜述了水結構在沸石催化反應催化效率中的功能，并強調了增強沸石催化劑穩定性的策略。2) 這些進展將有助于開發新的催化反應，并在水蒸氣或冷凝水相存在的情況下，使催化性能在活性、選擇性和穩定性方面合理化。Qiang Liu and Jeroen A. van Bokhoven Water structures on acidic zeolites and their roles in catalysis. Chem. Soc. Rev. 2024https://doi.org/10.1039/D3CS00404J5. Nature Commun.：使用帶有冷凍凝膠覆蓋層的光電極實現穩定的水分解 基于太陽能和水分離的氫氣生產技術已經作為無碳能源系統出現。許多研究人員已經用低成本和富含地球的材料開發了高效的薄膜光電化學(PEC)器件。然而，由于催化劑的不穩定性，太陽能水分離系統的壽命很短，這是由于化學溶解和氫泡產生的機械應力造成的。最近的一項研究發現，納米孔水凝膠可以防止PEC器件的結構退化。在這項研究中，延世大學Hyungsuk Lee，Jooho Moon通過利用冷凍技術設計水凝膠基覆層的多孔結構來研究其保護機制。1）對具有不同孔結構的冷凍膠覆蓋層的測試表明，冷凍膠保護器中的氫氣通過提供氣泡成核位來降低催化劑表面的剪應力。2）冷凍后的表面層有效地保持了鉑催化劑顆粒在器件表面的均勻分布，保持了200小時以上。研究發現有助于建立半永久性光電化學器件，實現無碳社會。 Kang, B., Tan, J., Kim, K. et al. Stable water splitting using photoelectrodes with a cryogelated overlayer. Nat Commun 15, 1495 (2024).https://doi.org/10.1038/s41467-024-45701-56. Nature Commun.：具有工程機械離子不對稱性的高電流水凝膠發生器機電能量轉換是一種潛在的解決方案，可用于小型化、可穿戴和可植入系統的電源供應；然而，由于使用軟設備開發低頻運動時電流輸出有限，因此機電能量轉換仍然具有挑戰性。近日，香港大學Lizhi Xu，中國科學院北京納米能源與納米系統研究所Xiong Pu，東南大學Feng Gong報道了一種水凝膠發生器的設計，它的機械離子電流產生被放大了幾個數量級，具有工程化的結構和化學不對稱。 1）在壓縮載荷下，水凝膠中的浮雕結構增強了變形梯度引起的凈離子通量，這與電極的不對稱離子吸附特性和水凝膠基質中明顯的陽離子和陰離子的擴散性協同作用。2）在0.1Hz 80kPa的循環壓縮下，這種機械力離子過程可以產生4 mA(5.5A m?2)的峰值電流，轉移電荷高達916 mC m?2。3）這種小型水凝膠發生器的高電流輸出有利于可穿戴設備的供電，傷口愈合的受控藥物租賃系統就是例證。所展示的放大機械離子效應的機制將使各種自給能生物醫學系統的進一步設計成為可能。Liu, H., Ji, X., Guo, Z. et al. A high-current hydrogel generator with engineered mechanoionic asymmetry. Nat Commun 15, 1494 (2024).https://doi.org/10.1038/s41467-024-45931-77. Nature Commun.：通過固態相變構建的高度各向異性 Fe3C 微米薄片可有效吸收微波具有片狀幾何形狀的軟磁材料可以提供突破Snoek極限的形狀各向異性，這有望實現高頻鐵磁共振和微波吸收性能。在這里，杭州電子科技大學Xuefeng Zhang，Yixing Li通過電化學脫合金輔助的固態相變獲得了具有晶體取向的二維（2D）Fe3C微米薄片。1）通過控制不同等溫淬火溫度下二維 Fe3C 微米片的厚度，可以進一步調節形狀各向異性。因此，在700 ℃至550 ℃等溫淬火下，諧振頻率在9.47和11.56 GHz之間得到有效調節。2）復磁導率的虛部在11.56 GHz時可達0.9，最小反射損耗（RLmin）為-52.09 dB（15.85 GHz，2.90 mm），有效吸收帶寬（EAB≤-10 dB）為2.55 GHz。該研究為高頻磁損耗材料的制備以獲得高性能微波吸收體提供了深入的見解，并實現了從傳統結構材料制備功能材料。 Zhao, R., Gao, T., Li, Y. et al. Highly anisotropic Fe3C microflakes constructed by solid-state phase transformation for efficient microwave absorption. Nat Commun 15, 1497 (2024).https://doi.org/10.1038/s41467-024-45815-w8. Nature Commun.：柯肯達爾效應引起的均勻應力分布穩定富鎳層狀氧化物陰極富鎳層狀氧化物陰極有望獲得超高的能量密度，但由于二次粒子在脫鋰過程中的機械失效而受到困擾。現有的緩解結構退化的方法可以延緩粉碎，但無法調整應力分布和根除裂縫的形成。在這里，清華深圳國際研究生院Baohua Li，Chenglong Zhao，Lele Peng報道了一種獨特的策略，通過Kirkendall效應來均勻二次粒子中的應力分布，以穩定電化學循環過程中的核心區。 1）引入了外來金屬/類金屬氧化物(如Al2O3或SiO2)作為前驅體擇優生長的異質形核晶種。隨后的煅燒處理產生了富摻雜的內部結構，中心為Kirkendall空洞，這是由于外來元素和鎳原子之間的擴散系數不同所致。2）所得正極材料表現出優異的結構和電化學可逆性，從而使500次循環后的高比能量密度(基于正極)達到660 WH kg?1，保持率為86%。這項研究表明，均勻的應力分布是解決富鎳層狀氧化物陰極結構不穩定性的一條有希望的途徑。Gao, Z., Zhao, C., Zhou, K. et al. Kirkendall effect-induced uniform stress distribution stabilizes nickel-rich layered oxide cathodes. Nat Commun 15, 1503 (2024).https://doi.org/10.1038/s41467-024-45373-1 9. Angew：超鈍化金屬溶解與析氧反應:對合金穩定性和電催化的影響多主元素合金（MPEAs）因其在較寬pH范圍內的電化學穩定性和設計靈活性而在腐蝕和電催化研究中受到越來越多的關注。使用等摩爾CrCoNi合金，德國聯邦材料研究與測試研究所Julia Witt等觀察到在腐蝕性電解質（0.1 M NaCl，pH=2）中顯著的金屬溶解，同時在超鈍化區發生析氧反應（OER），盡管極化曲線中沒有滯后或其他明顯的腐蝕指標。1）作者提出了一個表征方案來描述OER和合金溶解的作用，使用掃描電化學顯微鏡（SECM）進行OER開始檢測，并使用電感耦合質譜（ICP-MS）和紫外可見光（UV-Vis）光譜進行定量化學分析來闡明金屬溶解過程。原位電化學原子力顯微鏡（EC-AFM）顯示CrCoNi上的超鈍化金屬溶解以晶間腐蝕為主。這些結果對MPEAs在腐蝕系統中的穩定性具有重要意義，強調了在評估OER催化劑的法拉第效率時分析確定從MPEA電極釋放到電解質中的金屬離子的必要性。2）過渡金屬離子的釋放不僅會降低電解槽的法拉第效率，還會導致電化學反應器中膜的中毒和降解。 Annica Wetzel, et al, Transpassive Metal Dissolution vs. Oxygen Evolution Reaction: Implication for Alloy Stability and Electrocatalysis, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202317058.DOI: 10.1002/anie.202317058https://doi.org/10.1002/anie.20231705810. Angew：以創紀錄的生產率可擴展地合成強大的MOF用于具有挑戰性的乙烯純化和丙烯回收乙烯（C2H4）純化和丙烯（C3H6）回收在聚合物合成中高度相關，然而開發用于這些工業分離的物理吸附劑面臨著將易擴展性、經濟可行性、高水分穩定性與高分離效率相結合的挑戰。西北大學Lei Hou等報道了一種用于同時回收C3H6和C2H4的穩健且可擴展的MOF（MAC-4）。1）通過產生由可接近的N/O位點修飾的非極性孔，MAC-4在環境條件下顯示出對C2H6和C3H6的頂層吸收和選擇性優于C2H4。分子模擬結合原位紅外光譜顯示C2H6和C3H6分子被捕獲在框架中，與C2H4的接觸更強。突破性實驗證明了二元C2H6/C2H4和C3H6/C2H4以及三元C3H6/C2H6/C2H4混合物的卓越分離性能，同時為高純度C2 H4（≥99.9%）和C3H6（≥99.5%）提供了27.4和36.2 L kg-1的創紀錄生產率。2）MAC-4可在回流條件下于3小時內以十千克規模方便地制備，使其成為解決具有挑戰性的氣體分離的智能MOF。Gang-Ding Wang, et al, Scalable Synthesis of Robust MOF for Challenging Ethylene Purification and Propylene Recovery with Record Productivity, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202319978.DOI: 10.1002/anie.202319978https://doi.org/10.1002/anie.20231997811. Angew：用于選擇性激活抗體-藥物綴合物的基于偶氮苯的接頭策略 現有的抗體/藥物綴合物（ADC）接頭，無論是可切割接頭還是不可切割接頭，都被設計成一旦ADC被內化到細胞中就釋放高毒性有效載荷或有效載荷衍生物。然而，臨床研究表明，只有<1%的給藥ADC在腫瘤細胞中積累。其余>99%的ADC在健康組織細胞中非特異性分布，因此不可避免地導致ADC的脫靶毒性。軍事醫學科學院Xinbo Zhou等描述了一種智能腫瘤特異性連接策略來解決這些限制。1）通過引入低氧激活的偶氮苯基團作為毒性控制劑來構建腫瘤特異性接頭。作者證明這種基于偶氮苯的接頭在健康組織中是不可裂解的（O2>10%），相應的有效載荷衍生物MMAE，可以作為安全的前藥來掩蓋MMAE的毒性（關閉）。在暴露于低氧腫瘤微環境（O2<1%）時，該接頭被切割以釋放MMAE并完全恢復ADC的高細胞毒性（開啟）。值得注意的是，與傳統的含有ADC的可切割接頭或不可切割接頭相比，含有ADC的偶氮苯接頭在體內表現出令人滿意的抗腫瘤效果和更好的治療窗。2）因此，作者基于偶氮苯的連接體為下一代ADC連接體的開發帶來了新的希望。 Dian Xiao, et al, Azobenzene-based Linker Strategy for Selective Activation of Antibody-Drug Conjugates, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202310318.DOI: 10.1002/anie.202310318https://doi.org/10.1002/anie.202310318
