1. Angew：Au合金化Pt的eg轨道占据助力可逆Li-O₂电池

构建良好的催化剂以加速OER催化活性和缓解充电过电位是实现高性能Li-O₂电池的主流选择。近日，北京大学郭少军教授展示了用M金属合金化（M=Au，Ru）来优化Pt的d带中心，以获得高性能的Li-O₂电池正极。

本文要点：

1）根据X射线光电子能谱(XPS)和密度泛函理论(DFT)的计算结果，e_g轨道占据对催化剂活性的影响是单向的。研究发现，高电负性的Au原子倾向于从Pt原子中俘获电子，导致Pt原子在PtAu合金中的e_g占据低于在PtRu纳米晶中。PtAu合金中e_g电子数目较少，导致Ptd带上移，增强了与LiO₂的结合作用，从而降低了OER势垒和OER过电位。

2）实验结果显示，PtAu基Li-O₂电池在1000 mAh g^-1的截止容量下表现出0.36 V的低OER过电位和220次循环的优异循环稳定性，优于目前大多数贵金属基正极。

本研究首次实现了通过操纵d轨道粒子数作为描述符来开发用于具有低充电过电位的高性能Li-O₂电池的过渡金属基正极。

Yin Zhou, et al, Engineering eg Orbital Occupancy of Pt with Au Alloying Enables Reversible Li-O₂ Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202201416

https://doi.org/10.1002/anie.202201416

2. Angew：一种为稳定太阳能电池装置架起小分子和聚合物桥梁的二合一策略

低聚物受体有望结合高度发达的小分子受体和聚合物受体的优点。然而，基于低聚物的有机太阳能电池（OSCs）由于发展缓慢和多样性低而远远落后。有鉴于此，南方科技大学的何凤等研究人员，开发了一种为稳定太阳能电池装置架起小分子和聚合物桥梁的二合一策略。

本文要点：

1）研究人员通过小分子的低聚物化生产了三个低聚物受体。

2）二聚体dBTICγ-EH在体异质结器件中获得了14.48%的最佳功率转换效率（PCE），并且在光照下具有1020h的T80（初始PCE的80%）寿命，远优于小分子和聚合物受体。

3）更令人兴奋的是，它显示准平面异质结（Q-PHJ）器件中的PCE为16.06%，这是迄今为止使用低聚受体的最高值OSC。

本文研究结果表明，小分子低聚是一种很有前途的策略，可以获得在高效性和持久稳定性之间最佳性能的OSCs，并为低聚物材料的商业应用提供了光明的前景。

Hengtao Wang, et al. Oligomeric Acceptor: A “Two-in-One” Strategy to Bridge Small Molecules and Polymers for Stable Solar Devices. Angewandte Chemie, 2022.

DOI：10.1002/anie.202201844

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202201844

3. Angew：在石墨烯调控的铜单原子电催化剂中构建Cu-C键用于CO₂还原制CH₄

通过精心设计催化剂来调节中间体，从而控制反应方向，对于提高电催化CO₂转化为CH₄的选择性至关重要。M–C（M=金属）键对于调节多电子反应尤其重要，然而，其在纳米材料中的构建具有挑战性。有鉴于此，南开大学的袁明鉴等研究人员，报道了在石墨烯调控的铜单原子电催化剂中构建Cu-C键用于CO₂还原制CH₄。

本文要点：

1）研究人员通过合理设计在独特的graphdiyne平台上原位锚定Cu-SAs（单原子），首次实现了化学键Cu-C（GDY）的构建。

2）原位拉曼光谱电化学和DFT计算证实，由于Cu-C键的形成，在CO₂还原过程中，在Cu原子上主要形成*OCHO中间体，而不是*COOH，从而促进了CH₄的形成。

3）因此，研究发现，在Cu-SAs/GDY中构建Cu-C键可以提供有效的电荷转移通道，但最重要的是控制反应中间产物，并引导更容易的反应途径制备CH₄，从而显著提高其催化性能。

本文研究工作为在原子水平上提高CO₂ RR的选择性提供了新的见解。

Mingjian Yuan, et al. Constructing Cu-C Bond in Graphdiyne-Regulated Cu Single Atom Electrocatalyst for CO₂ Reduction to CH₄. Angewandte Chemie, 2022.

DOI：10.1002/anie.202203569

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4. Angew：硫醇介导的聚胍可控二硫键交换聚合反应高效应用于生物医学

新的载体制备方法是开发下一代生物大分子给药系统的关键。有鉴于此，北京化工大学的徐福建、俞丙然等研究人员，开发了硫醇介导的聚胍可控二硫键交换聚合反应，高效应用于生物医学。

本文要点：

1）研究人员通过在温和的反应条件下调节活化亲核试剂的浓度和反应时间，建立了一种可控的二硫键交换聚合，以获得低毒高效的生物可还原聚胍（mPEG225-b-PSSn，n=13,26,39,75,105）。

2）研究聚合度与生物相容性之间的关系，以确定最佳聚胍mPEG225-b-PSS26。

3）该聚胍在释放不同功能核酸方面表现出良好的抗病毒性能。

4）mPEG225-b-PSS26令人印象深刻的治疗效果在4T1荷瘤小鼠以及全层皮肤缺损小鼠中得到进一步验证。

本文研究的可控二硫键交换聚合为构建新型生物大分子传递系统提供了一种有吸引力的策略。

Fu-Jian Xu, et al. Controllable Disulfide Exchange Polymerization of Polyguanidine for Effective Biomedical Applications by Thiol-Mediated Uptake. Angewandte Chemie, 2022.

DOI：10.1002/anie.202200535

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202200535

5. Angew：Lewis对聚合诱导自组装一步快速合成不同形态两嵌段共聚物

自组装嵌段共聚物（BCP）纳米结构因其在纳米医学、纳米反应器、刺激响应材料等领域的潜在应用，引起了人们的极大关注。在过去的十年中，Lewis对聚合（LPP）已经成为一种强有力的聚合策略。通过选择合适的Lewis碱（LB）和Lewis酸（LA）的组合，使Lewis酸度、Lewis碱度和空间效应达到平衡，LPP不仅显示出单体范围广、高活性、可控或活性、完全化学或区域选择性以及在材料化学中的独特应用等优点，而且在聚合物合成中也完成了一些具有挑战性的任务。近日，吉林大学张越涛教授开发了一种LP-PISA策略，以实现在RT条件下一步快速合成纳米颗粒。

本文要点：

1）将亲核性较强的LB与大体积有机铝LA相结合，可以协同高效地将丙烯酸酯DMAEA和氟甲基丙烯酸酯TFEMA的混合物一步聚合成自组装嵌段共聚物。通过¹H、¹³C核磁共振、DOSY、GPC和DSC等分析手段对共聚物的结构进行了表征，结果表明共聚体中形成了较好的二溴环己烷。动力学研究也证明了这种LP-PISA策略能够一步合成di-BCP。

2）通过调节疏水嵌段的DP，这种LP-PISA策略可以得到一系列不同形貌(球体、蠕虫和囊泡)的di-BCPs，这一点可以通过透射电子显微镜和DLS测量得到进一步的证实。此外，通过使用适当的具有液晶性质的FLP和PHDFDMA作为疏溶剂嵌段，该LP-PISA策略仅用2分钟就以单步方式合成了di-BCPs纳米纤维。

这些结果表明LP-PISA能够在快速和单步过程中从单体混合物中合成不同形貌的聚合物纳米粒子，这可能为将来实现PISA的大规模商业应用提供一种方法。这种LPPISA系统对不同类型单体的进一步应用和具有更高级形态的diBCPs的合成仍在进行中。

Chengkai Li, et al, Single-Step Expeditious Synthesis of Diblock Copolymers with Different Morphologies by Lewis Pair Polymerization-Induced Self-Assembly, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202202448

https://doi.org/10.1002/anie.202202448

6. Angew：通过分级自组装合成一种具有负离子配位三螺旋结的粘性导电凝胶

将阴离子协同组装成功能性软材料仍然是一个重大挑战。有鉴于此，西北大学的Dong Yang等研究人员，通过分级自组装合成了一种具有负离子配位三螺旋结的粘性导电凝胶。

本文要点：

1）研究人员设计了具有邻苯乙烯桥接的双-双(尿素)和胺或酰胺端的四个C₂-对称性阴离子结合配体，与磷酸盐离子自组装生成A₂L₃三螺旋结构。

2）末端胺/酰胺基和尿素基之间的多级分子间氢键形成了功能凝胶。

3）用该法所制得的凝胶进一步被用于不同表面之间的导电粘附，并表现出优异的柔韧性和选择性润湿性。

本文研究工作中描述的由阴离子配位组件构建的粘弹性凝胶，是阴离子配位驱动的新型智能材料的第一个例子。

Yiwei Gao, et al. Hierarchical Self-Assembly of Adhesive and Conductive Gels with Anion-Coordinated Triple Helicate Junctions. Angewandte Chemie, 2022.

DOI：10.1002/anie.202201793

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202201793

7. AM：热注入用于稳定水系锌离子电池中的锌金属负极

锌（Zn）金属具有成本低、容量大、环保等特点，被认为是一种极具吸引力的水系储能器件负极材料。然而，枝晶生长和严重的副反应制约了锌（Zn）金属负极的发展。目前，人们开发了大量三维（3D）主体以解决这些问题，而将Zn金属预先存储到结构电极中具有一定的挑战性。近日，北京理工大学陈人杰教授，Man Xie首次报道了一种利用多孔Cu（PCu）为主体的一步熔融浸渍技术预储Zn金属的复合负极。

本文要点：

1）该电极不仅可以获得坚固而均匀的锌涂层，还可以形成多层片层结构，以实现AZIBs的长循环性能。研究结果表明，PCu为镀锌层和剥离层提供了稳定的支架，并在熔融过程中原位生成了铜锌固溶体，从而调控了锌核的形成。同时，空气中的可控冷却过程也在金属锌表面生成了一层氧化层，从而有效地抑制了循环过程中的HER（仅1.8 mmol h⁻¹ cm⁻²）和副产物Zn(OH)₄^2-。

2）在10 mA cm⁻²的高电流密度下，复合锌电极可以捕捉到极平坦的循环（>1000次）和降低对称电池约44 mV的电压滞后。此外，令人鼓舞的是，使用这种独特的负极和LiMn₂O₄（LMO）正极的软包电池能够在300次循环后实现94 mAh g⁻¹的非凡容量。

本研究提出了一种新颖的锌负极结构和可扩展的水系锌离子电池锌金属预储方法。

Jiahui Zhou, et al, Establishing Thermal Infusion Method for Stable Zinc Metal Anodes in Aqueous Zinc-ion Batteries, Adv. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adma.202200782

https://doi.org/DOI: 10.1002/adma.202200782

8. AEM：水包溶剂电解质调节的固体电解质界面助力高电压和稳定的水系Mg-MnO₂电池

利用二价Mg²⁺作为电荷载体的镁电池由于其在低成本、高安全性和高能量密度方面的独特性，在储能方面引起了人们极大关注。然而，Mg负极上钝化层的积累导致的短循环寿命严重阻碍了它们的进一步发展。近日，中科大Wei Chen，霍夫曼先进材料研究院Hanlin Hu提出了一种抑制钝化层积累的新策略，通过使用有机溶剂-水电解质构建坚固的界面层来稳定Mg负极。

本文要点：

1）有机溶剂在Mg负极上分解，形成富含MgO、聚醚镁的有机-无机混合界面层，防止自由水对Mg负极的侵蚀。此外，有机溶剂可与H₂O形成氢键，抑制水的活性，从而保护Mg负极。

2）为了突出溶剂-水电解质的优点，研究人员开发了一种Mg-MnO₂电池，其通过Mn²⁺/MnO₂化学中的MnO₂正极与Mg负极耦合。结果显示，Mg-MnO₂电池在约2.5 V时表现出良好的放电平台，在1000次循环后放电容量约为500 mAh g^-1。

该结果强调了通过水包溶剂电解质设计的界面工程来稳定Mg负极的可行性。

Yan Xu, et al, Solid Electrolyte Interface Regulated by Solvent-in-Water Electrolyte Enables High-Voltage and Stable Aqueous Mg-MnO₂ Batteries, Adv. Energy Mater. 2022

DOI: 10.1002/aenm.202103352

https://doi.org/10.1002/aenm.202103352

9. Nano Letters：基于DNA的MXF增强放射治疗并激发强大的抗肿瘤免疫反应

由金属离子和生物大分子(“X组分”)通过配位作用构成的金属“X”骨架材料（MXF）具有晶体结构及多种功能。上海交通大学谭蔚泓与苏州大学刘庄等人报道了一系列由多种金属离子(如：锌、铪、钙)和DNA寡聚脱氧核苷酸组成的MXF。

本文要点：

1）以铪离子（Hf4+）和CpG寡核苷酸组成的MXF为例，研究者证明这种HF-CpG MXF可以实现高Z元素增强的光子放疗，并进一步触发强大的肿瘤特异性免疫反应，从而显著抑制肿瘤生长。

2）体内实验表明，当在肿瘤局部注射HF-CpG MXF并进行照射后，可彻底清除原发肿瘤，完全抑制肿瘤转移，并激发抗肿瘤免疫反应，在肿瘤再挑战实验中显示出良好的保护效果。这项研究为构建多种合理设计的功能化MXF奠定了基础，并提出了仅通过局部放疗来刺激全身系统免疫反应的策略。

Yu Yang. et al. DNA-Based MXFs to Enhance Radiotherapy and Stimulate Robust Antitumor Immune Responses. Nano Letters. 2022

DOI：10.1021/acs.nanolett.1c04888

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c04888

10. Nano Energy：吗啉分子钝化钙钛矿薄膜

具有羰基的分子被认为是钝化金属卤化物钙钛矿表面缺陷的理想候选者。然而，作为吸电子基团，C=O 基团是使氢在其相邻原子上具有活性的基团。因此，羰基化合物容易产生酮-烯醇互变异构和氢解离，影响其钝化效果。苏州大学王照奎等人选择了三种羰基分子——吗啉、3-吗啉和3,5-吗啉，它们具有不同的羰基含量，系统地研究了活性氢对其缺陷钝化效果的影响。

本文要点：

1）当分子处于活性氢可忽略不计的最佳构型时，多功能分子的钝化效果将最大化。因此，采用 3-吗啉表面处理可达到 23.05% 的冠军功率转换效率。

2）这项工作的发现揭示了在钙钛矿光伏器件中设计多功能钝化分子时羰基分布在分子构型中的重要性。

Yi-Ran Shi, et al. Unraveling the Role of Active Hydrogen Caused by Carbonyl Groups in Surface-Defect Passivation of Perovskite Photovoltaics, Nano Energy, 2022.

DOI：10.1016/j.nanoen.2022.107200

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2211285522002816

11. ACS Energy Lett. ：了解甲脒卤化铅钙钛矿的不稳定性：晶粒和亚晶粒边界的转化反应动力学

转化和重建反应在杂化钙钛矿的颗粒边界产生显著的结构变化，从而影响这些材料的环境稳定性和光电特性。里尔第一大学G. N. Manjunatha Reddy等人研究了基于甲脒 (FA) 的钙钛矿 FAPbX₃ (X = I, Br) 中水分诱导的转化反应，并表明这些材料的环境稳定性可以从几小时调整到几个月，采用一系列表征技术研究了FAPbI₃不同的α-→δ-相变动力学。

本文要点：

1）研究人员主要通过 X 射线衍射、光学显微镜、光致发光和固态（ ss) NMR光谱技术发现，晶界和亚晶界表现出不同的α-→δ-FAPbI3相变动力学。

2）研究结果表明，动态转变涉及在晶体表面发生的立方相的局部水诱导溶解，然后是六方相的沉淀。通过 ¹H、²H 和 ²⁰⁷Pb ssNMR 光谱可以深入了解动力学捕获的 α-→δ-FAPbI₃ 的结构和动力学。

Parth Raval, et al. Understanding Instability in Formamidinium Lead Halide Perovskites: Kinetics of Transformative Reactions at Grain and Subgrain Boundaries, ACS Energy Lett. 2022, 7, 1534–1543

DOI：10.1021/acsenergylett.2c00140

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsenergylett.2c00140

12. ACS Nano：一种超声诱导的自清除水凝胶用于男性可逆避孕

全世界近一半的意外怀孕主要是由于避孕失败，这对女性健康造成极大的负担。男性避孕技术主要包括避孕套和输精管结扎术，尽管它们在节育方面发挥着至关重要的作用，但无法兼顾高效性和可逆性。哈尔滨医科大学附属第四医院Lu Wang、徐万海和国家纳米科学技术中心乔增莹、王浩等人制备了一种具有实时监测能力的超声(US)诱导的自清除水凝胶，将其原位注射到输精管后，能够按需实现有效的避孕和非侵入性的再通。

本文要点：

1）该水凝胶由对活性氧簇（ROS）敏感的硫缩酮连接的海藻酸钠（SA-tK），经US处理后可产生ROS的二氧化钛（TiO2）以及能引发水凝胶形成的氯化钙(CaCl2)组成。

2）用于避孕时，将上述混合物一次性注入输精管内，它可在160秒内从液体转变为水凝胶，从而阻断输精管并抑制精子的活动。当需要生育时，使用非侵入性的超声波可以促使二氧化钛产生ROS，引起SA-tK断裂以破坏水凝胶的结构。再通后可生育率能恢复到100%。

3）同时，超声还可用于实时监测血管闭塞和再通过程。综上所述，使用这种水凝胶进行避孕是一种安全、有效且可逆的男性避孕策略，能够解决男性对生育能力进行控制的这一需求。

Ziqi Wang. et al. An ultrasound-induced self-clearance hydrogel for male reversible contraception. ACS Nano. 2022

DOI：10.1021/acsnano.1c09959

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c09959