1. Chem. Soc. Rev.：生物材料促进过继细胞疗法

近日，新加坡国立大学陈小元、东南大学Jinbing Xie等人综述了生物材料促进过继细胞疗法的最新进展。

本文要点：

1）基于功能性免疫细胞转移的过继性免疫疗法在治疗多种恶性疾病，尤其是癌症、自身免疫性疾病和传染病方面具有广阔的前景。然而，生产问题和生物屏障导致过继转移后患病部位的靶选择性效应细胞数量不足，阻碍了有效的临床转化。免疫学、细胞生物学和材料科学的融合为开发基于生物材料的工程平台以克服这些挑战奠定了基础。可以合理设计生物材料以改善体外免疫细胞扩增、加速功能工程、促进免疫细胞原位保护性递送以及在体内引导注入的细胞。

2）于此，这篇综述全面总结了基于生物材料的策略以提高过继细胞治疗的疗效的最新进展，重点关注功能特异性生物材料设计，并讨论了该领域的挑战和前景。

Recent advances in biomaterial-boosted adoptive cell therapy. Chem. Soc. Rev. 2022.

https://doi.org/10.1039/D1CS00786F

2. Science Advances：一种含间隙C的单一Pt位点掺杂的RuO2空心纳米球助力高性能酸性整体水分解

实现稳定、高效的电催化整体水分解是可持续高效制氢的迫切需要。然而，由于酸性析氧（OER）过程中电催化剂的快速失活，因此仍具有一定挑战性。近日，厦门大学黄小青教授，广东工业大学徐勇开发了一种单一Pt位点掺杂的RuO₂空心纳米球（SS Pt-RuO2 HNSs）作为整体酸性水分解的高性能电催化剂，其中C被捕获在间隙中，而Pt以单一位点的形式取代了部分Ru位。

本文要点：

1）研究人员以水合肼水溶液为还原剂，水为溶剂，采用水热法首次合成了PtRuSe HNSs。然后将PtRuSe HNSs加载到VC­X72碳粉上。接着，将碳负载的PtRuSe HNSs在300 °C的空气中处理10 h，得到SS Pt-RuO₂ HNSs。

2）实验结果显示，在0.5 M H₂SO₄中，采用SS Pt-RuO₂ HNSs作水分解电催化剂时，达到10、50和100 mA cm⁻²的电流密度所需的槽电压分别为1.49 、1.59和1.65 V，其催化性能已超过大多数已报道的整体水分解电催化剂。

3）详细的表征表明，间隙C的存在可以拉长SsPt-RuO2 HNSs中的RuO和Pt-O键，并且SS Pt的引入强烈地影响了RuO₂的电子性质。密度泛函理论（DFT）计算表明，含SS-Pt的RuO₂能显著提高OER活性的稳定性并降低其能垒。

本工作不仅为合成掺杂SS-Pt改性的RuO₂提供了一种简便的策略，而且为实现整体水分解技术的工业应用提供了新的思路。

Juan Wang, et al, Single-site Pt-doped RuO₂ hollow nanospheres with interstitial C for high-performance acidic overall water splitting, Sci. Adv., 2022

DOI: 10.1126/sciadv.abl9271

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abl9271

3. Nature Commun.：用于锂电池原位应力监测的光学传感器

研究电池电极在循环过程中发生的化学机械应力对于延长储能器件的循环寿命至关重要。在固态电池中由于固态电解质具备刚性可以通过器件传输应力，因而应力监测对于固态电池尤其重要。然而，通常使用的压力监测手段需要依赖于电池外部的传感器而对于电池内部局部应力变化无能为力。近日，法国学院Jean-Marie Tarascon等报道了一种研究电池运行期间正负电极以及电极/电解液界面处发生的化学机械应力的方法。

本文要点：

1）研究人员将光纤布拉格光栅传感器（FBG）含有液态或固态电解质的电池内部，通过监测电池循环过程中的光学信号并进一步将其转化为压力信号且与电压曲线相关联，从而获得与电池内部压力变化相关的信息。

2）研究人员使用FBG对含有液态或固态电解质的InLi_x和Li_xSi电极中Li驱动的应力变化进行了内部操作监测。并展示了FBG传感器在不同全固态电池配置（InLi_x | Li₃PS₄ | Li₄Ti₅O₁₂或InLi_x | Li₃PS₄ | InLi_x）的不同位置的工作场景。借助经验和理论模型的数据分析，研究人员对电极和界面上的应力变化情况进行了评估。此外，作者还认为这种原位表征技术对全固态锂电池局部灵敏度十分有益，这是外力传感器无法实现的。

Laura Albero Blanquer et al, Optical sensors for operando stress monitoring in lithium-based batteries containing solid-state or liquid electrolytes, Nat. Commun.  ,2022

DOI:10.1038/s41467-022-28792-w

https://www.nature.com/articles/s41467-022-28792-w

4. JACS: 刺激响应自适应纳米毒素，通过分子折叠和展开直接穿透细胞膜

生物纳米机器，包括蛋白质和核酸，其功能被构象变化激活，参与每一个生物过程，其动态和响应行为由超分子识别控制。模拟生物功能的人工纳米机器的开发正在成为治疗学的潜在应用；然而，它仍然局限于较低层次的分子组分。鉴于此，韩国蔚山科学技术院Ja-Hyoung Ryu、Sang Kyu Kwak和韩国Fusion生物科技公司Chaekyu Kim等人报告了一种刺激响应自适应纳米毒素，可以通过分子折叠和展开直接穿透细胞膜。

本文要点：

1）在这种结构中，可驱动的分子组分被集成到一种分级纳米材料中，以响应外部刺激来调节生物功能。两个纳米核心大小的金纳米颗粒覆盖着配体层作为可驱动组件，其对细胞环境的折叠/展开运动响应使纳米颗粒能够直接穿透细胞膜，从而破坏细胞内的细胞器。

2）此外，分子组分的pH响应性构象运动可诱导癌细胞凋亡。这种基于分子组分在分级纳米簇上的机械运动的策略将有助于设计仿生纳米毒素。

Stimuli-Responsive Adaptive Nanotoxin to Directly Penetrate the Cellular Membrane by Molecular Folding and Unfolding. JACS 2022.

https://doi.org/10.1021/jacs.2c00084

5. JACS：双网络水凝胶

最近已经证明双网络（DN）水凝胶在外力的影响下，通过脆性第一网络的均裂键断裂产生大量自由基。由此产生的机械自由基可用于触发凝胶内部的聚合，从而显著改善材料的机械和功能。虽然DN凝胶中的机械自由基浓度远高于单网络水凝胶，但 DN 凝胶中机械自由基浓度的进一步增加将扩大其应用范围。

鉴于此，北海道大学龚剑萍、Tasuku Nakajima、Satoshi Maeda等人将偶氮烷交联剂加入到第一个 DN 凝胶网络中。

本文要点：

1）与传统交联剂N,N'-亚甲基双(丙烯酰胺)相比，偶氮烷交联剂降低了屈服应力，但显著增加了拉伸后DN凝胶的力学浓度。在偶氮烷交联的DN凝胶中，机械自由基的浓度最高可达~220 μM，是传统交联剂的5倍。

2）此外，含有偶氮烷交联剂的 DN 凝胶显示出更高的机械自由基产生的能量效率。有趣的是，由偶氮烷交联剂和传统交联剂的混合物交联的 DN 凝胶也表现出优异的自由基生成性能。机械自由基浓度的增加会加速聚合，并可以扩大力响应 DN 凝胶在生物医学设备和软机器人中的应用范围。

Azo-Crosslinked Double-Network Hydrogels Enabling Highly Efficient Mechanoradical Generation. J. Am. Chem. Soc. 2022.

https://doi.org/10.1021/jacs.1c12539

6. JACS: 利用DNA，构建可预测纳米颗粒的形状和光学特性

人们希望合理地设计具有一系列结构参数的等离子体金属纳米结构，从而实现特定功能。然而，通过设计来预测合成反应的纳米结构结果仍然具有挑战性，因为不仅结构演化的确切动力学路径非常复杂，而且各种功能和结构参数之间的关系往往错综复杂。有必要对结构-功能关系进行反卷积，并了解随着纳米结构的生长，结构和功能参数的协同演化。DNA是一种可编程的生物分子封端配体，被证明能够精确控制金属纳米结构的演化。

鉴于此，伊利诺伊大学陆艺教授等人系统地分析了由两个DNA序列控制的金-银纳米结构生长过程中两个结构参数和几个功能参数的演变。

本文要点：

1）研究人员对影响不同动力学和几何域中等离子体特性的两个结构参数的贡献进行了去卷积。并通过在生长环境中交换DNA序列进一步设计了新的纳米结构，这也改变了它们的进化路径。由此产生的结构和功能参数可以通过交换的时间进行预测性调整。

2）这项研究展示了可编程生物分子在以可预测的方式生产新型纳米结构方面提供的强大工具箱。它还表明，通过理解结构参数的动力学演化及其与功能参数的关系，可以设计纳米结构产品中结构参数和功能参数的精确组合。

Kinetic Reconstruction of DNA-Programed Plasmonic Metal Nanostructures with Predictable Shapes and Optical Properties. JACS 2022.

https://doi.org/10.1021/jacs.1c11333

7. JACS：配体修饰的Au₂₅纳米团簇用于近红外光催化氧化功能化反应

金属催化剂与其底物之间的无机-有机界面对反应过程有很大影响，但很少有人对该界面进行研究以详细了解其结构。近日，安徽大学Manzhou Zhu，Jun Xuan，Shuxin Wang等合成了芳硫醇配体保护的Au₂₅(F-Ph)₁₈^-纳米团簇(F-Ph = 3,4-二氟苯硫酚)，对该团簇进行了结构测定，并详细研究了其配体在光催化氧化功能化反应中的关键作用。

本文要点：

1）作者发现，受保护配体几何结构刚度的增加可以有效地防止由于 Jahn-Teller 效应而导致的金属内核扭曲，并保护纳米团簇免受氧化。

2）该团簇低的能隙（HOMO-LUMO）使得其能够通过近红外光（850 nm）实现三种类型的光催化氧化功能化反应。

该工作将为近红外光催化和功能纳米团簇的目标设计提供新的思路。

Shuxin Wang, et al. Ligand Modification of Au₂₅ Nanoclusters for Near-Infrared Photocatalytic Oxidative Functionalization. J. Am. Chem. Soc., 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c01570

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c01570

8. JACS: 基于发夹样 siRNA 的球形核酸

小干扰RNA（siRNA）作为基因调控剂的治疗用途因其稳定性和传递性差而受到限制。虽然将siRNA排列成球形核酸（SNA）结构以形成siRNA SNA增加了它们的稳定性和摄取，但原型siRNA SNA由杂交结构组成，该结构会导致引导链与过客链分离，从而限制了活性siRNA双链体的传递。

鉴于此，西北大学Chad A. Mirkin等人引入并研究了一种新的SNA设计，该设计通过一个发夹状分子将两条siRNA链直接连接到SNA核心，以防止导向链分离。

与最初的杂交siRNA-SNA结构相比，这种发夹状结构将siRNA双链体的数量增加了4倍。因此，发夹状siRNA SNAs在血清中的半衰期延长了6倍，细胞毒性降低。

此外，发夹状siRNA-SNA比杂交siRNA-SNA产生更持久的基因敲除。这项研究显示了用于将 siRNA 固定在纳米颗粒上的化学方法如何显著增强生物功能，并将发夹状结构确立为下一代 SNA 结构，可用于生命科学和医学研究。

Hairpin-like siRNA-Based Spherical Nucleic Acids. J. Am. Chem. Soc. 2022.

https://doi.org/10.1021/jacs.1c12750

9. JACS：单原子Cu-掺铝MgO催化烯烃氢磷酸化

异相催化剂能够克服解决均相催化反应面临的困境具有前景，但是对于特定催化反应的不同性质针对性的设计催化剂具有非常高的挑战性。有鉴于此，清华大学王定胜、温州大学张剑等报道在Al³⁺掺杂修饰的MgO纳米片的表面构建单原子Cu位点，能够显著促进烯烃的自由基氢磷酸化反应活性。

本文要点：

1）通过在MgO中掺杂Al³⁺位点，形成丰富的Mg²⁺空位，可以用于稳定Cu单原子（6.3 wt %）。

相比而言，在未掺杂Al³⁺的MgO中生成Cu纳米粒子簇。

2）Cu₁/MgO(Al)催化剂在多种烯烃的氢磷酸化反应中能够以优异的反马氏规则反应选择性（99 %）进行，反应的TOF达到1272 h^-1，性能比以往的Cu/MgO性能提高6倍，比均相催化剂的性能显著提高。

进一步的实验研究和理论计算结果显示，这种显著改善的催化活性来自于单原子Cu能够形成提高生成膦酰基自由基的反应速率。

Qi Xu, et al, Al³⁺ Dopants Induced Mg²⁺ Vacancies Stabilizing Single-Atom Cu Catalyst for Efficient Free-Radical Hydrophosphinylation of Alkenes, J. Am. Chem. Soc. 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c01456

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c01456

10. Adv. Sci. 综述：Li-S电池中抑制多硫化物穿梭的研究进展与策略

Li-S电池由于具有高能量密度和低成本等优势而被视为最具前景的新一代高比能储能体系。然而，可溶性多硫化物中间体的穿梭效应会使得Li-S电池的容量持续衰减、循环寿命下降，因此其实际应用受到严重阻碍。最近，厦门大学Qingshui Xie和Dongsheng Peng 等近年来Li-S电池中多硫化物穿梭效应的抑制的相关工作进行了总结概括。

本文要点：

1）本文总结了多硫化锂的穿梭路径及其与相应电池组分的相互作用，系统地回顾了抑制多硫化锂穿梭效应的最新进展和策略。总的来说，抑制穿梭效应的策略可分为四个部分，包括在硫正极中捕获多硫化物中间体，减少电解质中的溶解，通过功能化隔膜阻断穿梭通道，以及防止多硫化锂和Li金属负极之间的化学反应。

2）本文首先介绍了锂硫电池的基本概念，以深入了解锂硫电池的产生和穿梭效应。然后，逐步讨论了沿扩散路径的多硫化锂穿梭抑制策略。最后，对锂硫电池的转化问题和实际应用的未来研究提出了一般性结论和展望。

Youzhang Huang et al, Recent Advances and Strategies toward Polysulfides ShuttleInhibition for High-Performance Li–S Batteries, Adv. Sci., 2022

DOI: 10.1002/advs.202106004

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202106004?af=R

11. ACS Nano：植入层间超亲水通道实现高强度氧化石墨烯薄膜的超快宏观组装

氧化石墨烯（GO）膜的宏观组装是实现从传统的水淡化和净化和场效应晶体管到现代传感器和能量转换等不同技术领域的大规模应用的一条诱人的途径。传统上，GO片的自下而上的宏观组装是通过拓宽层间空间以加快水通道来优化，这往往会导致在强度、组装时间和整体厚度方面做出妥协。近日，武汉理工大学何大平教授，寇宗魁教授通过在GO层间有目的地引入一种层间超亲水材料，实现了GO膜在18s内的超快组装，膜的强度高达124.4 MPa。此外，GO宏观膜可以形成任意厚度（从数百纳米到几厘米）。

本文要点：

1）以二维钴基金属有机骨架纳米片（NMOF-Co）为例，其可以促进水分子在GO层间的连续传输，达到678±115 L m⁻² h⁻¹ bar⁻¹的超高透水率。

2）在氢键和π−π相互作用的基础上，NMOF-Co同步增强了GO膜的层间键合作用，从而增强了宏观GO膜的力学性能。通过对几种不同梯度亲水性插层剂的比较研究，发现除了层间距外，插层剂的亲水性对GO膜的组装速率有较大的影响。

这项工作对基于GO甚至其他2D层状材料的宏观结构的超快组装具有详细的意义

Zhe Wang, et al, Ultrafast Macroscopic Assembly of High-Strength Graphene Oxide Membranes by Implanting an Interlaminar Superhydrophilic Aisle, ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.1c09319

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c09319

12. ACS Nano：具有刚性苯并咪唑结构的亚纳米离子通道阴离子交换膜用于选择性阴离子分离

具有精准相分离结构的离子导电聚合物显示了其在分离单价和二价离子等的巨大潜力。近日，浙江工业大学沈江南教授，Junbin Liao制备了三种侧链型聚芳醚砜阴离子交换膜（AEMs），考察了聚合物骨架的刚性对Cl^-/NO₃^-和Cl⁻/SO₄²⁻分离性能的影响。

本文要点：

1）小角X射线散射（SAXS）、正电子湮没和差示扫描量热（DSC）研究表明，在骨架上具有刚性苯并咪唑结构的AEM由于刚性聚合物骨架的排列而具有亚纳米离子通道。小角X射线光谱分析结果表明，含苯并咪唑的刚性分子膜在湿态下的离子团簇尺寸为0.548 nm，小于主链上含有烷基链段的分子膜的离子团簇尺寸(0.760 nm)。

2）实验结果显示，在电渗析(ED)过程中，含苯并咪唑的刚性AEM对Cl⁻/SO₄²⁻离子的分离能力优于主链上含有烷基链段的AEM。然而，含苯并咪唑的AEM不能分离Cl^-/NO₃^-离子，这可能是由于两者的离子尺寸相似所致。此外，苯并咪唑单元具有较高的转动能垒（4.3×10⁻³ Hartree）和较小的聚合物基质自由体积（0.636%），有利于离子通道的形成。因此，这种刚性的苯并咪唑结构有利于在AEM中构建稳定的亚纳米离子通道，可以选择性地分离不同大小的离子。

Quan Chen, et al, Subnanometer Ion Channel Anion Exchange Membranes Having a Rigid Benzimidazole Structure for Selective Anion Separation, ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.1c11264

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c11264