1. Science Advances：一种用于连续出汗分析的可穿戴等离激元纸基微流体
可穿戴式汗液传感器有可能提供与个人健康和疾病状态相关的有临床意义的信息。目前的传感器主要依靠酶和抗体作为生物识别元件来实现汗液中代谢产物和应激生物标志物的特异性定量。然而，酶和抗体容易随着时间的推移而降解，从而影响传感器的性能。近日，德克萨斯农工大学Limei Tian报道了一种可穿戴的等离子纸基微流控(纸张流体)系统，该系统可以直接和可靠地捕获汗液，并连续和同时实时定量汗液损失、出汗率和汗液中分析物的浓度。
本文要点：
1）纸质微流控技术能够准确地量化出汗损失和出汗率。集成的等离激元纳米传感器可以利用表面增强拉曼光谱（SERS）检测和定量生理和病理相关浓度的尿酸（UA）。利用比率SERS方法可以可靠地量化UA随激光功率和焦点的变化，并通过台式和便携式拉曼光谱仪进行验证。
2）研究人员展示了使用等离激元纸流控装置定量不同浓度分析物的两种操作模式，包括原位连续扫描和通过在终点扫描样品进行批量分析。此外，该设备柔软、薄、灵活、可伸展，可以与皮肤接触，而不会引起化学或物理刺激。
Umesha Mogera, et al, Wearable plasmonic paper–based microfluidics for continuous sweat analysism, Sci. Adv., 2022
DOI: 10.1126/sciadv.abn1736
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abn1736
2. Angew：点击合成硫原子策略进行聚合增强和双光子光敏化
光敏剂（PSs）具有先进的协同特性，其简便剪裁有望拓宽和深化光动力疗法（PDT）的应用。有鉴于此，香港中文大学的唐本忠院士、中国科学院理化技术研究所的Xiuli Zheng、暨南大学的陈明等研究人员，报道了点击合成硫原子策略进行聚合增强和双光子光敏化。
本文要点：
1）研究人员通过使用原位形成的硫“重原子效应”来增强系统间交叉（ISC），采用无催化剂硫醇-炔点击反应来开发基于硫原子的PSs，而聚合可以显著放大这种效应。
2）通过抑制其非辐射衰变来促进聚集状态下的ISC，引入基于四苯基吡嗪的聚集诱导发射（AIE）单元也有利于PS的设计。
3）此外，由此产生的硫原子电子供体，连同双键π桥和AIE电子受体，形成了具有良好双光子激发特性的D-π-a分子体系。
4）结合高单线态氧产生效率，所制备的聚合物纳米颗粒在体外对癌细胞表现出良好的双光子激发PDT，因此在深部组织疾病治疗中具有巨大潜力。
Chongyang Li, et al. Click Synthesis Enabled Sulfur Atom Strategy for Polymerization-enhanced and Two-photon Photosensitization. Angewandte Chemie, 2022.
DOI：10.1002/anie.202202005
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202202005
3. AM：将桑叶衍生的红色发射碳点供蚕食用以产生明亮的荧光丝
荧光丝在眩目纺织品、生物工程和医疗产品等方面有着广阔的应用前景。然而，天然的桑蚕丝几乎没有荧光。有鉴于此，复旦大学熊焕明教授制备了桑叶衍生的碳点(CDs)，其具有较强的近红外荧光，绝对量子产率为73%，全宽最大半宽为20 nm。
本文要点：
1）利用这种CDs喂养后，蚕能够表现出鲜红色的荧光，可健康生长和正常结茧，并最后变成蛾子。蚕茧在日光下呈粉红色，在紫外线下则呈亮红色荧光。在冲破蚕茧后，能够发射红光的蛾子可以交配并产下荧光卵，并且这些卵可以正常孵化。研究表明，实验组中的二代家蚕的生长周期与对照组相同，表面CDs具有良好的生物相容性。
2）此外，实验也通过对实验组中的蚕和蚕茧进解剖分析，揭示了CDs的代谢途径，即荧光CDs会被蚕从消化道吸收，然后转移到丝腺，最后进入蚕茧，而未被吸收的CDs会随粪便排出体外。综上所述，该研究开发的CDs具有良好的生物相容性和荧光稳定性。
Jun Liu. et al. Mulberry-Leaves-Derived Red-Emissive Carbon Dots for Feeding Silkworms to Produce Brightly Fluorescent Silk. Advanced Materials. 2022
DOI: 10.1002/adma.202200152
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202200152
4. AEM：具有功能化预锂化隔膜的原位电化学再生降解的LiFePO4电极
锂离子电池（LIBs）在服务于人们日常生活方面发挥着巨大作用，需求量日益剧增。与此同时，LIBs的回收利用也因其在可持续发展的重要意义而引起了广泛的关注。在废LiBs中，LiFePO4（LFP）因其良好的稳定性、价格优惠而在电动汽车和电网中得到广泛应用，是其中的主力军。然而，考虑到LFP生产成本较低以及铁和磷的丰富，传统的冶金工艺回收LFP能耗高、步骤繁琐，在经济上是不可行的。
近日，中科院化学研究所郭玉国研究员，万立骏院士，Qinghai Meng首次通过综合分析验证了降解的LFP（D-LFP）电极电化学再生的可行性。在此基础上，提出了一种新的基于FPS的原位再生策略，实现了D-LFP电极在刷新单元中的直接再利用。成功地制备了分解电位较低的Li2C2O4/CMK-3复合材料，并以此为牺牲剂，通过简单的浇铸法制备了FPS。
本文要点：
1）用FPS取代商用隔膜，废LFP电极用新鲜的石墨负极重新组装成新电池。经过一个循环的激活后，再生电池表现出相当大的容量恢复和良好的长周期稳定性。
2）研究人员通过系统的研究，以揭示FPS的工作机制。结果表明，在初始循环中，Li2C2O4在FPS上的不可逆电分解提供了额外的Li+来补偿缺Li的LFP。从这个意义上说，废LFP电极可以通过原位电化学再硫化过程直接再生。
3）与当前的废锂离子电池回收方法相比，尤其是对于低成本的低成本锂离子电池正极，基于FPS的策略将废锂离子电池电极的再生与新电池的组装结合在一起，省去了分离活性物质和重新制造正极的步骤。因此，这一新颖、方便、经济的策略为废旧LFP电池的直接再生开辟了一条新的途径，并拓宽了整个LIB回收的视野。
Min Fan, et al, In Situ Electrochemical Regeneration of Degraded LiFePO4 Electrode with Functionalized Prelithiation Separator, Adv. Energy Mater. 2022
DOI: 10.1002/aenm.202103630
https://doi.org/10.1002/aenm.202103630
5. AFM: 用于纤维仿生纺丝的工程蜘蛛丝蛋白，其韧性相当于绳索丝
蜘蛛丝是自然界中最坚韧的纤维，与其机械性能相匹配的人造蜘蛛丝的批量生产仍然难以捉摸。微型蜘蛛丝蛋白（mini spidroins）的开发使大规模纤维生产在经济上可行，但纤维的机械性能不如天然丝。蜘蛛丝纤维的拉伸强度由聚丙氨酸拉伸赋予，聚丙氨酸拉伸通过β-折叠晶体中的紧密侧链堆积拉在一起。
Spidroins是分泌的，因此它们必须没有长链的疏水残基，因为这些片段被插入内质网膜。同时，疏水性残基具有高β链倾向并且可以介导紧密的β-折叠间相互作用，这对于产生强人造丝是有吸引力的。
原核生物中的蛋白质生产可以规避作为真核生物的蜘蛛必须遵守的生物学规律，并且作者因此设计了预测比野生型蛋白质更令人神往地形成更强的β-折叠的微型spidroins。工程微型spidroins的仿生纺丝确实导致纤维具有增加的拉伸强度，并且两种纤维类型显示出与天然拉索丝相同的韧性。生物反应器的表达和纯化导致蛋白质产量为≈9克每升，这符合经济可行的批量生产要求。
Arndt, T., et al., A., Engineered Spider Silk Proteins for Biomimetic Spinning of Fibers with Toughness Equal to Dragline Silks. Adv. Funct. Mater. 2022, 2200986.
https://doi.org/10.1002/adfm.202200986
6. Nano Letters：钙粘蛋白E破坏引起的肿瘤细胞分离用于治疗低位结直肠癌
低位结直肠癌(CRC)的治疗仍然是当今医学的一大难题，目前的多种治疗方式都存在一定的缺陷，如结肠造口带来的沉重的身体和心理负担，化疗严重的药物毒性，以及与骨髓抑制/放化疗相关的胃肠道症状。鉴于此，同济大学施剑林院士、Huanlong Qin、Ping Hu等人开发了一种安全且有效的基于肿瘤细胞分离的低位CRC治疗策略。
本文要点：
1）在本研究中，研究者将EDTA装载到层状双氢氧化物（LDH）纳米片中，制备了pH响应的LDH/EDTA纳米片。在肿瘤部位的微酸性条件下，LDH纳米片会逐渐降解，使EDTA在肿瘤部位实现酸响应的可控性释放。
2）释放出的EDTA能够螯合钙离子，引起连接肿瘤细胞的连接蛋白中钙离子的耗竭，导致肿瘤细胞分离，进而促进肿瘤细胞的解聚、清除。分离的肿瘤细胞能被LDH/EDTA包裹，阻止了其与邻近组织的再粘连，能有效预防转移。综上所述，这种基于肿瘤细胞分离的治疗策略为低位CRC的治疗提供了一种安全有效的手段，将为低位CRC患者带来新的曙光。
Man Li. et al. Low colorectal tumor removal by E‑cadherin destruction-enabled tumor cell dissociation. Nano Letters. 2022
DOI：10.1021/acs.nanolett.1c04797
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c04797
7. Nano Energy: 基于铅螯合能力的POM@MOF的稳定高效的钙钛矿太阳能电池
长期稳定性和泄漏的铅离子的毒性是钙钛矿太阳能电池（PSC）商业化的主要障碍。哈尔滨工业大学Jian Zhang, Yulin Yang和Ruiqing Fan等人报告了一种新的化学掺杂策略，该策略使用一系列多金属氧酸盐-金属有机框架 (P@Ms) 主客体纳米结构掺杂剂，在保持高功率转换效率 (PCE) 的同时打破了这些障碍。
本文要点：
1）Spiro-OMeTAD 的可控氧化是在惰性环境下通过调节卟啉基 MOF-545中H3PMo12O40的质量负载来实现的。此外，掺杂器件显示出高 PCE (21.5%) 和显著的长期空气稳定性，在环境条件下超过 1000 小时保持初始 PCE 值的大约 85%。
2）值得注意的是，具有活性位点的功能化POM@MOF作为封装层有效地限制了Pb2+从降解的 PSC 中的迁移和泄漏，防止了可能的重金属污染。这种有效的策略同时解决了主要麻烦的长期稳定性和铅离子泄漏问题，产生了稳定且环保的可持续 PSC。
Yayu Dong, et al. Multifunctional Nanostructured Host-Guest POM@MOF with Lead Sequestration Capability Induced Stable and Efficient Perovskite Solar Cells, Nano Energy, 2022.
DOI：10.1016/j.nanoen.2022.107184
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285522002658#!
8. Materials Today：3D打印的可拉伸电池
随着可穿戴电子产品的出现，对可伸缩电池的需求激增。然而，可拉伸电池的发展仍然是一个巨大的挑战，因为电池组件本质上很脆，在机械负载下很容易断裂。提高电池组件可拉伸性的现有努力通常涉及复杂的制造工艺，因此不适用于可扩展且成本效益高的制造。
为了应对这一挑战，美国马里兰大学Teng Li等人开发了一种简单而有效的策略，使用基于挤出的活性材料与纳米纤维化纤维素混合的3D打印来制造锂离子电池的可拉伸电极和分离器。
由此产生的电极和分离器可实现50%的可逆拉伸性。50次拉伸循环后，50%拉伸下的电极电阻仅增加3%。3D打印电池组件优异的机械和电气性能来源于两个方面：
（i）3D打印蛇形结构在组件级别实现了卓越的变形能力；
（ii）由于纳米纤维化纤维素和碳纳米管的高长径比，以及纳米纤维化纤维素和碳纳米管之间或单个纤维素纤维之间在材料结构水平上的强相互作用，因此具有坚固的纳米级结构。
图案化电极/分离器的简易3D打印导致了高性能可拉伸锂离子电池的低成本制造，这展示了其为可穿戴和电子设备实现可拉伸储能装置的巨大潜力。
Toward stretchable batteries: 3D-printed deformable electrodes and separator enabled by nanocellulose. Materials Today 2022.
https://doi.org/10.1016/j.mattod.2022.02.015
9. ACS Nano：一种用于多功能电子皮肤的自承式、露导体、可拉伸、超薄和可回收的Kirigami结构液态金属纸
电子皮肤（E-skin）是一种重要的无缝人机界面（HMI），在医疗保健监测和个人电子产品中有着广阔的前景。液态金属（LM）已被公认为是制备E-skin的理想电极材料。然而，传统的封闭式LM电极不能将LM层暴露出来与皮肤直接接触，导致电生理监测的性能低下。此外，传统的印制LM电极难以转移或回收，在拉伸衬底的情况下容易发生断裂。近日，郑州大学Yanchao Mao报道了一种用于多功能电子皮肤的LM电极，称之为Kirigami结构的LM纸（KLP），它是一种自支撑的、露导体的、可拉伸的、超薄的、可回收的多功能E-skin。
本文要点：
1）研究人员通过对具有单轴、双轴和方形螺旋三种结构的LM复合纸进行Kirigami切割而制成KLP。KLP能够充当E-skin，从人体获取高质量的电生理信号，如脑电(EEG)、心电(ECG)和肌电(EMG)。此外，KLP与摩擦电纳米发电机（TENG）集成在一起，也可以得到自供电E-skin。
2）在自供电E-skin的基础上，进一步开发了一个智能拨号通信系统，应用在人体皮肤上拨打手机。与传统的密封或印刷LM电极相比，KLP可以同时实现自支撑、露导体、可拉伸、超薄和可回收的特征。
这款KLP展示了作为医疗保健监测和智能控制的多功能E-skin的前景。
Xing Li, et al, A Self-Supporting, Conductor-Exposing, Stretchable, Ultrathin, and Recyclable Kirigami-Structured Liquid Metal Paper for Multifunctional E‑Skin, ACS Nano, 2022
DOI: 10.1021/acsnano.1c11096
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c11096
10. ACS Nano：乙醚−水混合电解质助力层状钒酸钠优异的储镁性能
镁离子电池具有大规模储能的潜力。然而，镁离子的高电荷密度在基质材料中建立了很强的插层能垒，导致扩散动力学迟缓和结构退化。近日，济南大学Xijin Xu，松山湖材料实验室Hongfei Li，中国科学院深圳先进技术研究院Cuiping Han报道了可以使用醚-水混合电解质来提高层状钒酸钠（NaV8O20·nH2O, NVO）材料的比容量和循环稳定性，通过将1 M高氯酸镁（Mg(ClO4)2）溶解在四甘醇二甲醚（TEGDME）和水（体积比为4:1）的混合物中来制备该电解质。
本文要点：
1）一方面，有机TEGDME溶剂优先在界面处分解，促进在NVO正极上形成均匀且坚固的正极电解质界面(CEI)膜，这可以有效地抑制钒物质的溶解。另一方面，水溶剂的屏蔽和润滑作用有助于Mg2+的快速扩散。
2）值得注意的是，少量水的引入不会大大降低有机TEGDME的ESW，因为游离水分子通过与TEGDME配位而被很好地稳定。TEGDME/H2O的体积比为0.8∶0.2的优化混合电解质显示出3.9 V的ESW，这比纯TEGDME基电解质的4.1 V稍窄。
3）醚-水混合电解质结合了水体系的快速动力学和醚电解质的高稳定性的优点。结果显示，NVO正极材料在比容量、倍率性能和循环稳定性方面实现了增强的电化学性能，优于纯水和纯TEGDME对应物。
Xiaoke Wang, et al, Ether−Water Hybrid Electrolyte Contributing to Excellent Mg Ion Storage in Layered Sodium Vanadate, ACS Nano, 2022
DOI: 10.1021/acsnano.1c11590
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c11590
11. ACS Nano：磁驱动生物混合微泳器用于实现精准光热肌肉收缩
近年来，骨骼肌组织工程和仿生学领域中出现了多种用于实现肌管收缩和骨骼肌刺激的策略。然而，目前大多数的方法都缺乏实现精准刺激所需的可控性和适应性，尤其是在微观层面。有鉴于此，南方医科大学涂盈锋教授和中山大学彭飞副教授将磁性生物混合微泳器与近红外(NIR)激光照射相结合，成功地实现了对肌肉的无线精准激活。
本文要点：
1）实验将超顺磁性Fe3O4纳米颗粒浸涂在小球藻上而构建了该生物混合型微泳器，其在多种生物介质中都具有良好的磁性导航能力。在旋转磁场的引导下，该微型泳器可以精准地朝着单个C2C12衍生的肌管运动。在近红外光辐射下，Fe3O4纳米粒子的光热效应会导致靶肌管的局部温度升高约5℃，从而有效地触发肌管收缩。
2）机制研究表明，该现象与Ca2+无关，且会涉及到肌动蛋白-肌球蛋白直接相互作用。在体肌纤维收缩和组织学实验充分证明了该生物混合型微泳器的有效性和生物安全性，表明其有望进一步推动组织工程和仿生学等领域的发展。
Lu Liu. et al. Magnetically Actuated Biohybrid Microswimmers for Precise Photothermal Muscle Contraction. ACS Nano. 2022
DOI: 10.1021/acsnano.2c00833
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c00833
12. ACS Nano：一种双模摩擦电纳米发电机用于风能采集和自力式风速监测
摩擦电纳米发电机在风能收集和风速传感方面显示出广阔的应用前景。然而，在没有外部电源支持的情况下，很难在一个简单的设备中实现风能采集和实时风速监测。近日，中国科学院北京纳米能源与纳米系统研究所的Jie Wang提出了一种高性能双模式摩擦电纳米发电机，该发电机由交流摩擦电纳米发电机(AC-TENG)和直流摩擦电纳米发电机(DC-TENG)组成，可同时高效采集风能和实时监测风速。
本文要点：
1) 在材料优化的基础上，AC-TENG的电荷密度比以前的TENG提高了1倍。此外，得益于弹性结构和材料优化以实现低摩擦力，AC-TENG表现出优异的耐久性，并在1200000次操作循环后获得87%的电输出保持率。同时，由于高电荷密度和低摩擦力，AC-TENG的能量收集效率提高了一倍。
2）DC-TENG不仅显示了出色的实时传感性能，而且还能提供大风预警。
这项研究展示了一种有效收集风能并实现完全自供能和实时风速监测的策略。
Lixia He, et al, A Dual-Mode Triboelectric Nanogenerator for Wind Energy Harvesting and Self-Powered Wind Speed Monitoring, ACS Nano, 2022
DOI: 10.1021/acsnano.1c11658
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c11658
