1. JACS：新型富勒烯螯合电子传输层分子改善钙钛矿性能

在反式钙钛矿中，富勒烯衍生分子PCBM广泛的被应用于电子传输层分子，但是PCBM的能级并不能够非常好的匹配，钝化效应不足导致器件性能受到阻碍，分子容易产生聚集，而且形貌并不稳定，导致器件的寿命降低。有鉴于此，北京大学占肖卫、周欢萍、苏州大学屠迎锋等报道设计了一系列富勒烯分子FP-Cn (n=4, 8, 12)，作为除了PCBM外一种新型电子传输层，这种分子[60]富勒烯与三吡啶螯合基团通过不同长度的柔性烷基链间隔连接。FP-C8/C60比PCBM/C60电子传输层分子构建钙钛矿太阳能电池实现了更高的效率，更好的稳定性/寿命。

本文要点：

1）发现在FP-Cn中，FP-C8具有最好的效果，能够最有效的增强分子排序，提高吸附在钙钛矿层的表面，这是因为其能够很好的在螯合作用与分子自组装之间平衡。因此FP-C8具有最好的能量匹配和形貌稳定性。

2）在基于FP-C8/C60作为电子传输层分子、Cs_0.05FA_0.90MA_0.05PbI_2.85Br_0.15 钙钛矿太阳能电池器件的能量效率达到21.69 %，比PCBM/C60的效率更高（20.09 %）。因此改善了电子抽取和传输、有效的降低载流子的复合造成的损失。使用FP-C8/C60器件的构建FAPbI₃太阳能电池，电池的性能达到23.08 %，性能达到目前溶液相使用富勒烯衍生物分子作为电子传输层的太阳能电池器件性能的最好结果。

3）通过FP-C8/C60作为电子传输层构建的钙钛矿太阳能电池器件比PCBM/C60具有更好的抗湿度/热稳定性，在1200 h工作过程中保持96 %的效率，比PCBM/C60对比器件的性能更好（670 h工作后效率降低为60 %）。

Yiting Jiang, et al, Reducing Energy Disorder in Perovskite Solar Cells by Chelation, J. Am. Chem. Soc. 2022

DOI: 10.1021/jacs.1c12732

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c12732

2. JACS：一种按需细胞焦亡的生物正交激活碱基编辑方法

细胞焦亡是一种炎症性细胞死亡形式，由蛋白酶介导的gasdermin（GSDM）家族蛋白N-端成孔结构域在各种细胞类型中的截断和释放触发。有鉴于此，北京大学的陈鹏、樊新元等研究人员，报道了一种按需细胞焦亡的生物正交激活碱基编辑方法。

本文要点：

1）研究人员报道了一种生物正交激活碱基编辑器（BaseBAC），用于原位和按需启动细胞类型特异性细胞焦亡。

2）研究人员首先通过在PAM相互作用残基上建立生物正交阻断来控制其DNA结合能力，从而使胞嘧啶碱基编辑器（CBE）的酶活性可切换。

3）由此产生的BaseBAC能够原位控制GSDME基因的碱基编辑，该基因切换到其N-端结构域的截断表达以激活焦下垂。

本文研究的BaseBAC提供了一种按需唤醒自抑制蛋白质的功能域以及在生命系统中具有高度特异性的相应细胞过程的通用方法。

William Shu Ching Ngai, et al. Bioorthogonally Activatable Base Editing for On-Demand Pyroptosis. JACS, 2022.

DOI：10.1021/jacs.1c12924

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c12924

3. JACS：多级孔结构毛细管效应增强催化反应效率

合成含有均匀空间梯度同时增强结构强度的多级结构多孔结构目前仍非常困难。有鉴于此，复旦大学赵东元、李伟等报道通过胶束动力学组装法合成了具有梯度多孔结构的分子筛@多孔二氧化硅核壳结构纳米球（ZeoA@MesoS）。得到的梯度孔结构具有毛细管效应，能够促进传质实现改善催化反应效率。

本文要点：

1）通过增加膨大剂，胶束的大小能够动态变化，因此作为一种原位构建单元组装梯度变化的多孔结构。合成的ZeoA@MesoS核壳结构纳米球内部核表现均匀微孔结构，壳具有梯度变化的管状介孔结构，这种多级孔结构能够基于毛细作用实现溶剂向核的催化位点进行快速传质。

2）ZeoA@MesoS催化剂在进行长链羧酸棕榈酸（十六烷酸）的酯化反应中实现了~75 %的产率，较好的稳定性。生成的产物能够限域在ZeoA核结构中，促进酯化反应化学平衡移动。此外，这种ZeoA@MesoS催化剂通过组装Pd构建的催化剂展示了优异的C-H键芳基化反应，在N-甲基吲哚的C-H键芳基化反应中实现了~98 %的产率。与没有分子筛核的Pd-枝状介孔SiO_2­相比，这种Pd与ZeoA@MesoS组装的催化剂在有水干扰时C-H键催化活性提高26 %。

Chin-Te Hung, et al, Gradient Hierarchically Porous Structure for Rapid Capillary-Assisted Catalysis, J. Am. Chem. Soc. 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c01444

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c01444

4. JACS：硼-氧-氮纳米管高效率丙烷氧化脱氢制烯烃

氮化硼（BN）目前在丙烷氧化脱氢制备丙烯的催化反应中得到广泛的应用，通常人们认为氮化硼中含氧的硼物种（BO·，B(OH)_xO_3-x）是催化活性物种。有鉴于此，北京交通大学王熙等报道发展了一种有效的合成方法构建硼-氧-氮纳米管BONNTs（boron–oxygen–nitrogen nanotubes），这种BONNTs具有丰富的O-O结构，在丙烷氧化脱氢合成丙烯OPDH中表现了优异的催化活性、选择性和稳定性。

本文要点：

1）在525 ℃时，当丙烷转化率为64.4 %，烯烃产率达到48.6 %，产率达到氮化硼纳米棒BNNTs的2.8倍，在475 ℃时连续反应150 h后，BONNTs仍表现优异的催化活性。

2）发现B(OH)_xO_3-x和O-O都是BONNT的催化反应活性位点，BNNTs中只有B(OH)_xO_3-x一种催化活性位点。基于催化反应结果、丙烷/氧气交替反应、理论计算，发现O-O结构在制备C₃₌和C₂₌烯烃都具有优势，因为具有两种能垒更低的反应过程。B(OH)_xO_3-x位点主要对应于生成少量C₃₌产物。

Panpan Li, et al, Engineering O–O Species in Boron Nitrous Nanotubes Increases Olefins for Propane Oxidative Dehydrogenation, J. Am. Chem. Soc. 2022

DOI: 10.1021/jacs.1c13563

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c13563

5. JACS：短寡核苷酸有助于RNA在特定位置的协同转录标记

在特定位置标记RNA分子对RNA研究和应用至关重要。该方法需求量很大，但仍然是一个挑战，尤其是那些能够实现天然共合成而不是合成后标记长RNA的方法。有鉴于此，上海交通大学的刘昱等研究人员，报道了短寡核苷酸有助于RNA在特定位置的协同转录标记。

本文要点：

1）研究人员开发的方法满足了这些要求，即在暂停-重启模式下，通过工程转录复合物在混合固液相上扩展先导RNA。

2）一种定制的短寡核苷酸用于使工程复合物功能化。这种引人注目的共转录标记方法以高产量和极大的灵活性将标记结合到RNA中。

3）研究人员通过成功地将自然修饰、荧光核苷酸类似物和供体-受体荧光团对引入位于各种RNA的内环、假结、连接、螺旋和连续相同核苷酸中间的特定位点展示了该方法。

本文新开发的方法克服了效率和位置选择的限制，这些限制妨碍了常规策略标记超过200个核苷酸（nt）的RNA。

Siyu Wang, et al. Short Oligonucleotides Facilitate Co-transcriptional Labeling of RNA at Specific Positions. JACS, 2022.

DOI：10.1021/jacs.2c00020

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c00020

6. JACS：碱土金属掺杂抑制金属卤化物钙钛矿氧致劣化的量子动力学研究

暴露在氧气中会破坏金属卤化物钙钛矿中的稳定性和电荷传输，因为分子氧以及光生超氧物和过氧化物会侵蚀钙钛矿晶格并产生电荷陷阱。有鉴于此，北京师范大学的龙闰等研究人员，报道了碱土金属掺杂抑制金属卤化物钙钛矿氧致劣化的量子动力学研究。

本文要点：

1）研究证明，碱土金属通过破坏O–O键并与氧原子形成新的键，将反键O–O轨道的陷阱态从带隙内部转移到带中，从而钝化CH₃NH₃PbI₃中的氧物种。

2）除了消除氧化物种和电荷陷阱外，碱土金属的掺杂略微增加了带隙，并部分局部化了电子和空穴波函数，削弱了电子-空穴和电荷-声子的相互作用，使电荷载流子寿命甚至比原始CH₃NH₃PbI₃中的寿命更长。

3）相对于暴露在氧气和光下的CH₃NH₃PbI₃，钝化CH₃NH₃PbI₃的载流子寿命增加了2-3个数量级。

4）从头计算的量子动力学模拟表明，碱土金属不仅能有效钝化钙钛矿固有缺陷，还能钝化外来物种，为抑制钙钛矿降解提供了一种可行的策略。

Lu Qiao, et al. Suppressing Oxygen-Induced Deterioration of Metal Halide Perovskites by Alkaline Earth Metal Doping: A Quantum Dynamics Study. JACS, 2022.

DOI：10.1021/jacs.2c00319

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c00319

7. JACS：超交联聚合物凝胶作为合成杂化平台用于设计多功能分子分离器

超交联型聚合物（HCPs）是一类基于有机构件共价连接的无定形微孔三维网络材料，因其高比表面积和易功能化而成为一类很有前途的材料，但由于基于共价交联的网络刚性，这类材料缺乏加工性。事实上，制定策略以改善其解决方案的可加工性以适应更广泛的应用仍然具有挑战性。虽然HCPs具有类似于聚合物凝胶的三维交联网络，但HCPs通常不形成凝胶，而是不溶于水的粉末。

近日，京都大学Susumu Kitagawa，Shuhei Furukawa，华南理工大学Cheng Gu报道了通过四面体单体的热诱导聚合反应合成HCPs凝胶，该聚合过程经历了连续的增溶、共价键的形成、胶体的形成，然后聚集和渗流，形成了一个层次化的多孔网络。

本文要点：

1）所得到的凝胶具有浓度依赖的分级孔隙率和机械硬度。此外，这些HCPs凝胶可以作为平台，在HCPs凝胶形成过程中实现与二维聚合物的分子水平杂化。这种方法提供了功能凝胶和相应的气凝胶，增加了孔隙率和机械硬度。

2）在柱式和膜式分子分离系统中，杂化凝胶对亚甲基蓝和高锰酸钾的分离效率分别为97.9%和98.6%。这一结果证明了HCPs凝胶及其杂化衍生物在需要具有分级孔隙率的宏观支架的分离体系中的潜力。

Yan Su, et al, Hypercrosslinked Polymer Gels as a Synthetic Hybridization Platform for Designing Versatile Molecular Separators, J. Am. Chem. Soc., 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c01090

https://doi.org/10.1021/jacs.2c01090

8. JACS：氢化钛电极用于催化硝酸盐电化学还原反应及近表面X射线表征

电化学硝酸盐还原反应（NO₃RR）因其在氮素循环管理中的潜力而备受关注。钛（Ti）是一种廉价而丰富的金属，是用于NO₃RR的一种强有力的电催化材料。然而，其催化性能的原因尚不清楚，特别是钛氢化物（TiH_x，0<x≤2）的作用，这是一种在no< span="">₃RR过程中形成的水稳定的钛物种。近日，斯坦福大学William A. Tarpeh报道了Ti用于催化NO₃RR造成了了显著的表面重构，生成了钛氢化物（TiH_x，0<x≤2）。< span=""></x≤2）。<></x≤2）的作用，这是一种在no<>

本文要点：

1）通过非原位掠入射X射线衍射(GIXRD)和X射线吸收光谱(XAS)，研究人员证明了随着NO₃RR施加电势的增加和作用时间的延长，近表面TiH₂的富集度增加。这种定量关系促进了钛的电化学处理，形成了用于NO₃RR的TiH₂/Ti电极，从而使氢化物的形成与NO₃RR的性能脱钩。

2）研究人员利用用密度泛函理论计算（DFT）对TiH₂/Ti电极在−0.4和−1.0 V_RHE范围内的活性和选择性进行了研究。

这项工作强调了将NO₃RR性能与近表面电极结构联系起来对促进催化剂设计和操作的重要性。

Matthew J. Liu, et al, Catalytic Performance and Near-Surface X‑ray Characterization of Titanium Hydride Electrodes for the Electrochemical Nitrate Reduction Reaction, J. Am. Chem. Soc., 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c01274

https://doi.org/10.1021/jacs.2c01274

9. JACS：位点特异性和酶促sgRNA交联用于实现光激活控制CRISPR基因编辑

化学交联可以快速识别RNA-蛋白质和RNA-核酸分子间或分子内的相互作用。然而，目前还没有方法可以在RNA中特异性、共价地交联连接两个自定义的位点。加州大学圣地亚哥分校Neal K. Devaraj开发了RNA-CLAMP，它能够在RNA中对两个选择的鸟嘌呤残基进行具有位点特异性的酶促交联。

本文要点：

1）分子内紧压会破坏正常的RNA功能。当交联剂发生光裂解后，活性会得以恢复。实验使用RNA-CLAMP通过光裂解交联器将CRISPR-Cas9基因编辑系统的单导RNA (sgRNA)中的两个茎环夹住，以完全抑制其基因编辑能力。

2）当利用可见光照射可裂解的交联器后，该系统所具有的高时空分辨率的基因编辑性能会恢复。研究发现，设计两种响应不同波长光的光裂解连接器可以在哺乳动物细胞中实现多重光激活的基因编辑。实验结果表明，这种光激活CRISPR-Cas9基因编辑平台的背景活性极低，且能够选择激活波长，具有多路复用功能。

Dongyang Zhang. et al. Site-Specific and Enzymatic Cross-Linking of sgRNA Enables Wavelength-Selectable Photoactivated Control of CRISPR Gene Editing. Journal of the American Chemical Society. 2022

DOI: 10.1021/jacs.1c12166

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c12166

10. Angew：镍纳米颗粒约束的镍单原子的电子调控用于高效CO₂电解还原

原子分散的活性中心的电子调节有望提高其催化活性，但仍然极具挑战性。近日，洛桑联邦理工学院胡喜乐教授、新南威尔士大学赵川教授通过直接固态热解展示了一种纳米粒子催化剂上的Ni单原子（NiSA/NP）,其中Ni纳米颗粒通过碳纳米管网络向Ni(i)-N-C位点提供电子，在碱性液流电池中，在-0.5 V下实现了346 mA cm^-2的高CO电流密度。

本文要点：

1）结构表征结果显示，Ni SAC的价态较低，结构中含有丰富的未成对的d电子。密度泛函理论计算（DFT）表明，与关键中间体COOH*的结合增强了单一Ni中心的电子浓度。因此，NISA/NP上CO₂RR活性的极大增强是其电子结构可调的结果。

2）加上填充的活性位点，MEA全电池实现了最先进的性能，在-2.3 V下提供了310 mA cm^-2的高CO电流密度，总能量效率为57%。因此，这项工作为协同SACs的设计开辟了一条新的途径，有望被用于一系列具有重要技术意义的催化反应。

Wenhao Ren, et al, Electronic Regulation of Ni Single Atom by Confined Ni Nanoparticles for Energy-Efficient CO₂ Electroreduction, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202203335

https://doi.org/10.1002/anie.202203335

11. Nano Letters: 高原子经济性的化学削薄策略制备超薄锂箔

金属锂由于具有超高的理论比容量和最低的氧化还原电位而被视为锂基电池的终极负极材料。然而，商品化金属锂箔作为负极材料来说太厚，很难与全电池中的普通正极平衡其过高的面积容量。近日，华中科技大学李会巧教授等报道了一种基于化学反应的削薄策略能够实现低至15um厚度的锂箔的制备。

本文要点：

1）研究人员借助萘的乙二醇二甲醚溶液（Naph-DME）作为化学削薄试剂通过金属锂与萘之间的路易斯酸碱反应来实现对商品化金属锂箔的削薄。在化学削薄的过程中，锂箔的厚度可以降至15um以下并且仍然具有光滑干净的表面。这种简单的固液反应过程具有快速可控的反应速率，赋予了细化参数良好的可调整性，适用于超薄锂箔的连续放大生产。

2）研究人员还发现该过程所得到的副产物Li-Naph/DME溶液具有很强的还原性，可以继续实现高价值的利用，比如用作化学还原剂和工业清洗剂。最终废弃溶液中的Li+可以通过钠盐交换以碳酸锂的形式得以回收，从而实现了高达100%的原子经济性。

Mingtao Hu et al, Facile, Atom-Economic, Chemical Thinning Strategy for Ultrathin Lithium Foils, Nano Letters, 2022

DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c00338

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.2c00338

12. Nano Letters：金属卤化物钙钛矿量子线/纳米线的垂直异相集成柔性窄带光电探测器

据报道，电荷收集变窄（CCN）是一种有效的策略，可以用金属卤化物钙钛矿（MHP）单晶实现无滤光片窄带光电探测（NPD）。然而，在 CCN 中使用厚晶体的必要性限制了它们在大规模、柔性、自驱动和高性能光电子学中的应用。香港科技大学范智勇等人首次在纳米工程多孔氧化铝膜 (PAM) 中制造基于垂直集成 MHP 量子线/纳米线 (QW/NW) 阵列的光电探测器。

本文要点：

1）该光电探测器显示自驱动宽带光电探测 (BPD) 和 NPD 能力。NPD 的两个截止检测边缘位于 770 和 730 nm 左右，半峰全宽 (fwhm) 约为 40 nm。 

2）NW 和 QW 之间的光学带隙差异，以及 QW 中的高载流子复合率，促成了有趣的 NPD 性能。

3）由于 PAM 出色的机械灵活性，柔性 NPD 表现出可观的性能。该工作开辟了一条新途径，为新型颜色选择性和全色传感设备设计和设计纳米结构的 MHP。

Daquan Zhang, et al. Vertical Heterogeneous Integration of Metal Halide Perovskite Quantum-Wires/Nanowires for Flexible Narrowband Photodetectors, Nano Lett. 2022

DOI：10.1021/acs.nanolett.2c00383

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.2c00383