1.北航JACS：<1 nm的高熵氧化物OER-ORR雙功能光電催化
由于缺乏高活性且價格合理的催化劑，Zn-空氣電池的大規模應用受到顯著阻礙。高熵氧化物具有獨特的結構和性能，因此是具有前景的Zn-空氣電池材料。但是傳統高溫合成高熵氧化物的方法得到暴露活性位點比例較低并且高熵氧化物的尺寸達到微米。
有鑒于此，北京航空航天大學張瑜教授、劉俊利副教授等報道多金屬氧簇構筑<1 nm的二維高熵氧化物，在Zn-空氣電池中表現優異的光電催化OER、ORR性能。
本文要點：
1）構筑的尺寸<1 nm并且獨特二維結構的高熵氧化物具有精確的原子分布，在光照射下的OER和ORR雙功能催化活性都得以增強。
2）將二維高熵氧化物-POM作為陽極催化劑，CoFeNiMnCuZnOx-磷鉬酸材料在可見光照射下達到2 mA cm-2電流密度的充放電電壓差僅為0.25 V。構筑的電池在2 mA cm-2或10 mA cm-2電流密度的穩定工作時間分別達到1600 h和930 h。
參考文獻：
Huaiyun Ge, Lirong Zheng, Guobao Yuan, Wenxiong Shi, Junli Liu*, Yu Zhang*, and Xun Wang, Polyoxometallate Cluster Induced High-Entropy Oxide Sub-1 nm Nanosheets as Photoelectrocatalysts for Zn–Air Batteries, J. Am. Chem. Soc. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c00652
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c00652
2.天津大學JACS：Co電催化硝酸鹽合成氨的機理
人們發現電催化還原硝酸鹽制備NH3是處理污水和合成氨的一種具有前景的技術。雖然人們開發了具有優異性能的Co電催化劑，但是對于電催化機理以及在較寬電化學窗口的活性物種仍具有非常大的爭議。
有鑒于此，天津大學于一夫等報道CoP、Co、CO3O4作為模型催化劑研究Co電催化還原硝酸鹽合成氨的機理。
本文要點：
1）研究發現CoP在發生硝酸鹽還原合成氨的反應前首先轉變為CoP@Co的核殼結構。CoP@Co以及Co催化劑的電催化合成氨反應機理顯示，在較低的過電勢催化劑的動態表面Coδ+活性物種上通過三個步驟的接力催化進行，在較高的過電勢的機理是在界面Co物種通過連續的加氫催化從硝酸鹽轉化為氨。與CoP@Co催化劑和Co催化劑不同，Co3O4在非常寬的電化學窗口都非常穩定，能夠穩定的進行硝酸鹽加氫合成氨。
2）在較低的過電勢，CoP@Co和Co都表現比Co3O4更高的電催化還原硝酸鹽合成氨性能。雖然CoP@Co與Co遵循相同的反應機理，但是CoP@Co的電催化還原硝酸鹽性能比Co更高。
3）通過一系列表征，說明CoP@Co的催化活性比Co更好的原因。表征結果說明，CoP@Co具有更加優異催化活性的原因是CoP能夠向表面活性物種提供豐富的電子，從而在電催化反應過程中生成更多活性氫，有助于中間體物種的還原。
參考文獻：
Kaiwen Yang, Shu-He Han, Chuanqi Cheng, Chengying Guo, Tieliang Li, and Yifu Yu*, Unveiling the Reaction Mechanism of Nitrate Reduction to Ammonia Over Cobalt-Based Electrocatalysts, J. Am. Chem. Soc. 2024
DOI: 10.1021/jacs.3c13517
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c13517
3.復旦大學Angew：用于體溫可穿戴功率設備的金屬基聚合物高性能熱電纖維
金屬主鏈聚合物（MBP）具有由鍵合金屬原子組成的獨特主鏈，在光、電、磁和熱電場領域具有廣闊的前景。然而，MBP 的應用仍然相對缺乏研究。
近日，復旦大學彭慧勝院士等人開發了一種剪切誘導取向方法來構建柔性鎳主鏈聚合物/碳納米管（NBP/CNT）熱電復合纖維。
文章要點：
1）熱電復合纖維的功率因數為719.48 μW?m-1?K-2，約為裸碳納米管光纖功率因數的3.5倍。值得注意的是，通過調節NBP的載流子遷移率和載流子濃度，復合纖維的電導率和塞貝克系數比裸碳納米管纖維同時增加。
2）將NBP/CNT纖維集成到織物中收集人體熱能，在8K的溫差下產生3.09 mV的輸出電壓，為MBPs電源的發展開辟了一條新的途徑。
參考文獻：
Ning Wang, et al, High-performance thermoelectric fibers from metal-backboned polymers for body-temperature wearable power devices, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202403415
DOI: 10.1002/anie.202403415
https://doi.org/10.1002/anie.202403415
4.南理工Angew：基于離子交換水凝膠的微結構銅增材制造
通過基于激光的工藝進行銅的增材制造 (AM) 具有一定挑戰，這主要歸因于作為原料的銅粉或銅線的高導熱性和低激光吸收率。盡管銅鹽在基于光聚合的增材制造技術中的使用最近引起了人們的關注，但實現具有高電導率和密度的微結構銅仍然難以實現。
近日，南京理工大學王杰平，易文斌，趙子杰提出了一種簡單而穩健的策略，用于創建具有更高電導率和硬度的復雜而致密的微架構銅。
文章要點：
1）該過程涉及利用含有可離子交換單體的水基光樹脂，從而能夠通過 DLP 雕刻 3D 水凝膠支架。隨后將這些支架浸入 CuSO4 溶液中，通過離子交換實現了顯著高的 Cu2+ 離子負載量 (20.31 wt%)。在空氣中脫脂并在還原氣氛中燒結后，所得銅結構呈現出約 40 μm 的最小特征尺寸，同時具有高孿晶密度和高銅含量（96.2 wt%）。
2）銅的顯微組織為微晶且致密，平均晶粒尺寸為6.5μm，每晶粒有4.6±2.2個孿晶。這些發現強調了該方法在創建微架構 3D 金屬結構方面的強大能力。
參考文獻：
Songhua Ma, et al, Additive Manufacturing of Micro-architected Copper based on an Ion-Exchangeable Hydrogel, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202405135
DOI: 10.1002/anie.202405135
https://doi.org/10.1002/anie.202405135
5.四川大學Nature Commun.：Co摻雜增強SrIrO3酸性OER
電催化分解水是一種可持續制備氫氣的方法，但是電催化制氫反應需要非常高的OER過電勢，導致電解水面臨著非常大的挑戰。SrIrO3鈣鈦礦催化劑具有較高的酸性OER電催化前景，但是人們對于SrIrO3具有高活性的原因并不清楚。
有鑒于此，四川大學李高仁教授等發展了Co摻雜SrIrO3催化劑，這種Co摻雜鈣鈦礦催化劑能夠增強OER電催化活性，此外作者研究催化活性機理。
本文要點：
1）原位表征實驗結果說明Co能夠活化表面晶格氧，因此能夠更好的暴露IrOx催化活性位點，體相Co摻雜原子能夠優化IrOx的吸附結合能。Co摻雜SrIrO3催化劑表現優異的OER電催化活性，性能比IrO2催化劑更好。
2）這項研究有助于理解SrIrO3催化劑具有優異OER催化活性的原因，有助于設計和制備高性能酸性OER電催化劑。
參考文獻：
Zhao, JW., Yue, K., Zhang, H. et al. The formation of unsaturated IrOx in SrIrO3 by cobalt-doping for acidic oxygen evolution reaction. Nat Commun 15, 2928 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-46801-y
https://www.nature.com/articles/s41467-024-46801-y
6.物理所Nature Commun.：鋁腐蝕-鈍化調節延長水電池壽命
鋁集流體由于其成本效益、重量輕和易于制造而被廣泛用于非水電池。然而，由于它們在水溶液中的嚴重腐蝕，因此被排除在水電池之外。鑒于此，來自中國科學院物理研究所索鎏敏等人研究出了水解型陽極添加劑，用于形成堅固的鈍化層來抑制腐蝕。
文章要點：
1) 該研究證實，這些添加劑將鋁的腐蝕電流密度顯著降低了近三個數量級，達到約10?6 A cm?2，同時，由于電化學腐蝕伴隨著陽極預鋰化，研究出一種自延長水性鋰離子電池（Al?||LiMn2O4?||TiO2），其容量保持率在200次循環后從49.5%上升到70.1%；
2) 該研究引入了一種利用電化學腐蝕的犧牲鋁電極作為電子補充，以延長水電池的循環壽命，并且，該研究結果可以解決由于集電器腐蝕和副反應導致的鋰損失導致的水電池壽命短的問題。
參考資料：
Liu, B., Lv, T., Zhou, A. et al. Aluminum corrosion–passivation regulation prolongs aqueous batteries life. Nat. Commun.(2024).
DOI：10.1038/s41467-024-47145-3
https://doi.org/10.1038/s41467-024-47145-3
7.西安交大Nature Commun.：Ir/NiPS3的Jauns雙面電子效應增強電解水
金屬-基底相互作用能夠通過氫溢流效應增強HER催化活性，通常這種金屬-基底相互作用是通過富電子狀態的擔載基底促進氫的吸附/溢流。但是對于傳統的金屬-基底效應，通常無法促進形成金屬的富電子態。而且難以有助于供電子OER反應的發生。
有鑒于此，西安交通大學戴正飛教授等合成了一種Ir/NiPS3催化劑，作者研究了Ir的電子結構以及在氫溢流/OER堿性電解水反應中的作用。
本文要點
1）作者發現擔載于NiPS3的Ir催化劑在頂點和界面區域分別具有富電子和缺電子Janus雙重態，這分別有助于氫溢流效應和OER反應。
2）通過這種Janus雙重電子結構，在1 M KOH和1.51 V電解水達到10 mA cm-2電流密度，在脲/KOH電解液和1.44 V電解水達到10 mA cm-2，而且能夠穩定工作1000 h。
參考文獻：
Liu, Y., Li, L., Wang, L. et al. Janus electronic state of supported iridium nanoclusters for sustainable alkaline water electrolysis. Nat Commun 15, 2851 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-47045-6
https://www.nature.com/articles/s41467-024-47045-6
8.浙江大學Nature Commun.：工程型熱誘導巨噬細胞的促炎極化可在腫瘤免疫治療中重編程腫瘤免疫微環境
在免疫抑制性腫瘤微環境(TME)中，基于巨噬細胞的過繼性細胞治療的效果會因從替代性活化(M2-like)表型向經典活化(M1-like)表型的低效極化而受到限制。
有鑒于此，浙江大學平淵教授等人證明了具有熱誘導基因開關的工程型巨噬細胞(eMac)可以在小鼠模型中誘導過繼轉移的eMac的自極化和腫瘤相關巨噬細胞的復極化。
本文要點：
1）在TME中，eMac在局部產生的促炎細胞因子不僅可以誘導巨噬細胞發生向經典活化表型的強極化，而且能夠避免因全身使用促炎細胞因子而產生的副作用。
2）基于此，研究者也開發了一種可穿戴、適用于人類患者的保暖裝置，其可以通過智能手機被遠程控制。綜上所述，該工作開發了一種安全、有效的過繼性轉移免疫治療方法，其具有重要的臨床轉化潛力。
參考文獻：
Yanan Xue. et al. Proinflammatory polarization of engineered heat-inducible macrophages reprogram the tumor immune microenvironment during cancer immunotherapy. Nature Communications. 2024
https://www.nature.com/articles/s41467-024-46210-1
