1.Angew：手性配體修飾COF內的Rh納米粒子用于不對稱催化金屬納米粒子在催化領域表現(xiàn)廣闊的發(fā)展前景，在金屬納米粒子附近產(chǎn)生手性微環(huán)境用于高效立體選擇性轉化仍然是個巨大的挑戰(zhàn)。有鑒于此，中國科學技術大學江海龍教授等報道在COF內部使用含有不同官能團的手性二烯烴配體修飾Rh納米粒子，隨后用于芳基硼酸和硝基烯烴之間1,4-加成。1）雖然COF內部的Rh納米粒子沒有催化活性，但是修飾手性二烯烴配體的Rh納米粒子形成活性Rh-手性配體界面，因此導致較高的反應活性。手性二烯烴配體的官能團調控能夠優(yōu)化Rh納米粒子附近的微環(huán)境，因此顯著改善立體選擇性（達到95.6 % ee）。2）反應機理研究說明手性配體和硝基烯烴之間的氫鍵相互作用是改善立體選擇性的關鍵。這項研究說明調節(jié)金屬納米粒子附近的手性微環(huán)境對于異相不對稱催化反應非常重要。 Jiangtao Yu, Ge Yang, Ming-Liang Gao, He Wang, Hai-Long Jiang, Chiral Ligand-Decorated Rhodium Nanoparticles Incorporated in Covalent Organic Framework for Asymmetric Catalysis, Angew. Chem. Int. Ed. 2024DOI: 10.1002/anie.202412643https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.2024126432.Angew：無定形MnRuOx增強酸性OER的穩(wěn)定性和催化活性Ru催化劑比Ir催化劑具有更好的催化活性，但是通常在腐蝕酸性OER快速發(fā)生性能衰減。有鑒于此，中國科學院大連化物所李杲、Song Guo、紐約州立大學布法羅分校武剛等報道復合結構MnRuOx催化劑，其中RuO2微晶體作為載體，無定形MnRuOx填充在微晶體的間隙。 1）在300 ℃煅燒得到最好的MnRuOx-300樣品，其中含有合適的無定形/晶體異質結，含有豐富的缺陷和活性位點，有助于OH-的吸附和轉化。2）這種異質結有助于d能帶中心更加靠近Fermi能級，因此加快電荷轉移，降低晶體和無定形界面的電荷轉移阻力，增強OER電催化性能。作者在不同的條件下表征催化劑，展示了 催化劑具有優(yōu)異的OER活性和穩(wěn)定性，具有替代Ir催化劑的前景。Jingjing Zhang, Dr. Liangliang Xu, Xiaoxuan Yang, Dr. Song Guo, Dr. Yifei Zhang, Yang Zhao, Prof. Gang Wu, Prof. Gao Li, Amorphous MnRuOx Containing Microcrystalline for Enhanced Acidic Oxygen-Evolution Activity and Stability, Angew. Chem. Int. Ed. 2024DOI: 10.1002/anie.202405641https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.2024056413.南開大學JACS：納米材料生物兼容性預測以及輔助設計醫(yī)用納米粒子納米醫(yī)學在疾病診療領域具有發(fā)展前景，但是納米粒子材料具有安全問題（比如毒性、炎癥），因此需要在免疫反應和器官負擔之間進行權衡，并且深入理解有機體-納米材料之間的相互作用。有鑒于此，南開大學胡獻剛教授等提出了解釋因果系統(tǒng)優(yōu)化的體系ICSO（interpretable causal system optimization），并且對精確預測和智能優(yōu)化納米粒子的上游、下游任務。1）ICSO體系能夠篩選免疫反應和器官負擔的關鍵因素（恢復時間、比表面積、納米材料的尺寸）以及潛在的因果信息，表明了生物-納米材料相互作用過程背后隱藏的關系。2）ICSO能夠對多種生物反應閾值（比表面積、直徑、zeta電位）進行量化，ICSO能夠對設計具有生物兼容并且對靶向器官輸送納米粒子。比如，優(yōu)化表面積和形貌能夠減少36.19 %的炎癥，陽性肺部聚集提高40.14 %。ICSO能夠克服對經(jīng)驗的依賴，在設計納米材料的過程中提供解決方案。 Xu Dong, Xiangang Hu*, Fubo Yu, Peng Deng, and Yuying Jia, Interpretable Causal System Optimization Framework for the Advancement of Biological Effect Prediction and Redesign of Nanoparticles, J. Am. Chem. Soc. 2024DOI: 10.1021/jacs.4c07700https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c077004.哈佛大學JACS綜述：膠體模板法應用于設計熱催化劑傳統(tǒng)的催化劑制備通常包括浸漬、沉淀、將納米粒子固定在載體上等過程，這種方法雖然比較方便，但是很難控制納米粒子的相互接近、位置、區(qū)域等集體組裝的行為。 有鑒于此，哈佛大學Joanna Aizenberg等綜述報道如何使用膠體模板設計熱催化劑。1）討論了膠體模板應用于熱催化劑的設計，有助于合成并且促進催化研究產(chǎn)生新方向，增強催化活性。作者主要關注3類膠體模板催化劑結構：3D大孔結構、大孔-介孔的多級孔結構、空心納米反應器。作者討論了膠體模板如何將納米粒子和載體的形成步驟之間進行解耦，從而在不同尺度設計比較容易調節(jié)的模塊化催化劑。其中受到人們特別關注的是raspberry膠體模板（RCT，raspberry colloid templating），這種RCT模板能夠將納米粒子安裝在載體內部，并且獲得非常好的熱力學穩(wěn)定性和較好的反應物接觸。作者說明RCT模板法能夠獨立的分別控制納米粒子的集體性質，比如納米粒子之間的接近和位置，而且不會影響其他催化性質，從而避免了混淆催化性質的分析。2）作者討論了如何利用膠體模板在不同空間對活性位點進行不同的官能團化修飾，并且能夠引導反應物在催化劑結構內部傳輸，因此得以改善串聯(lián)催化反應的選擇性。作者在這項綜述報道中強調了先進表征技術的重要作用，并且有助于理解這些催化劑結構的反應物傳輸，更好的理解催化劑結構的作用和功能。 Kang Rui Garrick Lim, Michael Aizenberg, and Joanna Aizenberg*, Colloidal Templating in Catalyst Design for Thermocatalysis, J. Am. Chem. Soc. 2024DOI: 10.1021/jacs.4c07167https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c071675.Nature Synthesis：室溫合成間苯炔苯炔（benzyne）是苯分子消除兩個氫原子形成的，苯炔是反應活性非常高的有機中間體物種。在過去的一百年人們對于三種苯炔的異構體具有的獨特電子結構、幾何結構和成鍵非常感興趣。人們對于鄰苯炔（o-benzyne）和對苯炔（p-benzyne）進行廣泛的研究，而且發(fā)展了可靠的合成方法，但是目前仍然難以在實驗中得到對于間苯炔（m-benzyne）。 有鑒于此，東京大學Masanobu Uchiyama教授、Kazunori Miyamoto教授等報道室溫大氣氣氛在溶液中合成間苯炔。1）實驗和理論計算結果說明C1和C3原子之間的苯環(huán)內部化學鍵，因此間苯炔表現(xiàn)非常強的親電性，Mayr親電參數(shù)E的數(shù)值為-2，而且具有較弱的自由基性質。2）苯炔化學鍵與反式σ化學鍵非常類似，這也被稱之為電荷轉移化學鍵（[1.1.1]螺旋槳烷分子），通過這種間苯炔的獨特化學鍵，作者發(fā)展了C-N化學鍵和C-C偶聯(lián)反應，通過連續(xù)的生成間苯炔并且捕獲間苯炔轉化，生成1,3,5-三位點取代苯。Koyamada, K., Miyamoto, K. & Uchiyama, M. Room-temperature synthesis of m-benzyne. Nat. Synth (2024). DOI: 10.1038/s44160-024-00572-yhttps://www.nature.com/articles/s44160-024-00572-y6.浙江大學Nat Commun：基于超亮穩(wěn)定的鈣鈦礦納米晶純紅光發(fā)光二極管的熱管理盡管鈣鈦礦納米晶體有望成為發(fā)光二極管的候選材料，但它們的純紅色電致發(fā)光卻受到飽和亮度低、外部量子效率嚴重下降和操作穩(wěn)定性較差的阻礙。近日，浙江大學戴興良，葉志鎮(zhèn)院士等人通過控制納米晶體發(fā)射層中的焦耳熱產(chǎn)生和器件內的熱管理，報告了超亮且穩(wěn)定的純紅色發(fā)光二極管。1）二苯基磷?；B氮化物介導的納米晶體表面調節(jié)協(xié)同增強了發(fā)射層的光學特性和載流子傳輸，從而減少了焦耳熱產(chǎn)生，從而降低了工作溫度。2）這些優(yōu)點抑制了CsPb(Br/I)3納米晶體膜的離子遷移，有望實現(xiàn)出色的光譜穩(wěn)定性。3）結合高熱導率的藍寶石襯底和脈沖驅動模式的實現(xiàn)，純紅色發(fā)光二極管表現(xiàn)出390,000 cd m?2的超高亮度、25%的峰值外量子效率、抑制的效率滾降、20小時的工作半衰期和在15 A cm?2內的優(yōu)異的光譜穩(wěn)定性。 Li, H., Zhu, X., Zhang, D. et al. Thermal management towards ultra-bright and stable perovskite nanocrystal-based pure red light-emitting diodes. Nat Commun 15, 6561 (2024).DOI：10.1038/s41467-024-50634-0https://doi.org/10.1038/s41467-024-50634-07.Nat Commun：修飾Cr改善NiFe電解海水氧化的穩(wěn)定性電催化分解海水制氫是利用可再生能源的具有前景的技術，電催化分解海水面臨氯離子產(chǎn)生的副反應以及電催化劑的腐蝕問題。 有鑒于此，山東大學唐波教授、電子科技大學王焱副教授、電子科技大學/山東師范大學孫旭平教授、哈爾濱師范大學趙景祥教授等報道設計OH-比Cl-更容易發(fā)生吸附和活化的界面促進生成O2。這種NiFe電極的相鄰Cr位點在電催化海水氧化反應中表現(xiàn)非常低的過電勢和選擇性的海水氧化反應。1）這種電催化劑的性能比RuO2更好，而且穩(wěn)定工作的時間超過2500 h。通過離線/原位分析發(fā)現(xiàn)Cr(III)能夠富集OH-，Cl-被Cr(VI)位點排斥，因此增強電荷轉移和電催化活性。2）這種多重效應改善NiFe電極的催化活性、選擇性、穩(wěn)定性。這項研究朝著發(fā)展耐用、不含貴金屬的電極進展，展示了均勻分布的催化位點的重要作用。 Cai, Z., Liang, J., Li, Z. et al. Stabilizing NiFe sites by high-dispersity of nanosized and anionic Cr species toward durable seawater oxidation. Nat Commun 15, 6624 (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-51130-1https://www.nature.com/articles/s41467-024-51130-18.Chem. Soc. Rev：微生物-材料雜化體用于疾病治療上海大學陳雨教授、馮煒教授、謝雨潔教授和同濟大學丁利研究員對微生物-材料雜化體用于疾病治療的相關研究進行了綜述。1）微生物是一種天然的生命體和重要的醫(yī)學資源，可用于構建納米到宏觀尺度的微生物-材料雜化體。涉及微生物的納米醫(yī)學工程能夠充分利用微生物獨特的生理屬性，特別是它們內在的“活”屬性，如乏氧傾向和產(chǎn)氧能力等。將這些顯著特征與其他功能材料或分子相結合的策略能夠實現(xiàn)協(xié)同增強的作用，其在改善藥物遞送、位點特異性治療和治療結果監(jiān)測等方面具有巨大的應用前景，有望能夠進一步提高疾病治療的療效。2）作者在文中綜述了生物醫(yī)學領域的微生物及其衍生物在治療應用方面的獨特優(yōu)勢，闡述了構建微生物-材料雜化體的基本策略和機制；隨后，作者詳細介紹了微生物-材料雜化體的生物醫(yī)學應用，包括生物成像、抗腫瘤、抗菌、抗炎和其他疾病治療等；最后，作者對微生物-材料雜化體平臺的臨床轉化所面臨的挑戰(zhàn)和發(fā)展前景進行了討論和展望。 Meng Chen. et al. Microbe-material hybrids for therapeutic applications. Chemical Society Reviews. 2024https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/cs/d3cs00655g
