1. Science Advances：可在任意极性、非极性和离子溶剂中分散的梳型聚合物杂化Mxene纳米片

基于溶液的二维（2D）纳米材料加工是一种理想的选择，特别是对于低温大面积柔性多功能器件的制造。MXenes是一种新兴的2D材料家族，由过渡金属碳化物、碳氮化物或氮化物组成，通过水处理提供优异的电学和电化学性能。

近日，延世大学Jeong Ho Cho，成均馆大学Sae Byeok Jo提出了一种用于Ti₃C₂T_x MXene纳米片的共价键合“超分散剂”，它可以同时在从极性到非极性甚至离子溶剂的前所未有的广泛分散窗口中提供极大的沉积时间，利用这种分散剂，聚合物组分的加入进一步导致了沉积的复合膜具有优异的机械和水分稳定性。

本文要点：

1）研究人员成功引入一种梳型聚羧酸醚引入以形成MXene@PCE杂化材料，其中聚丙烯酸（PAA）链段通过共价的Ti─O键固定在MXene表面，而聚乙（烯）二醇（PEG）链段提供可调节的空间间距以抵御强烈的胶体相互作用。

2）在分散状态下，聚乙二醇链段的Flory半径（R_F）约为2.5 nm和1.1 nm(较差的溶剂)至6.8 nm(较好的溶剂)作为接枝的半稀刷，从而提供足够的空间间距以避免MXene纳米片之间的胶体相互作用[即vdW和电子双分子层(EDL)相互作用之间的补偿]。

3）由此得到的MXene@PCE杂化材料显示了从48 MPa^0.5(水)到18.5MPa^0.5(氯仿)的广泛的Hildebrand溶解窗口，其中可以同时包括各种极性、非极性和低沸点有机溶剂。在非极性有机溶剂中，由于屏蔽作用，控制MXene纳米片沉积的相互作用参数比裸MXene降低了10³以上。

4）杂化材料在各种离子水溶剂中表现出持久的分散性，如酸、碱和人造水溶液。此外，聚合物分散剂的加入使混合体沉积的复合膜在机械和湿度压力下具有极强的电磁干扰屏蔽能力。

Gyeong Seok Park, et al, Comb-type polymer-hybridized MXene nanosheets dispersible in arbitrary polar, nonpolar, and ionic solvents, Sci. Adv., 2022

DOI: 10.1126/sciadv.abl5299

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abl5299

2. Nature Photon.：杂化钙钛矿中的室温超荧光及其起源

相干宏观状态的形成以及使用外部刺激对其纠缠的操纵对于新兴的量子应用至关重要。然而，对集体量子现象（如玻色-爱因斯坦凝聚、超导、超流和超辐射）的观察仅限于极低的温度，以抑制由于随机热搅动引起的相移。在这里，我们报告了混合钙钛矿薄膜中的室温超荧光。这一令人惊讶的发现表明，在这种材料平台中，对热过程引起的电子相移具有极强的免疫力。为了解释这一观察结果，北卡罗莱纳州立大学Kenan Gundogdu等人提出混合钙钛矿中大极化子的形成为电子激发提供了振动隔离的量子模拟，并保护其即使在室温下也不会失相。

本文要点：

1）了解持续量子相干性和高温下超荧光相变的起源可以为新兴量子信息技术的设计系统提供指导。

2）并在定制混合钙钛矿材料中实现类似的高温宏观量子现象。

Biliroglu, M., Findik, G., Mendes, J. et al. Room-temperature superfluorescence in hybrid perovskites and its origins. Nat. Photon. 16, 324–329 (2022). 

https://doi.org/10.1038/s41566-022-00974-4

3. Angew：空气阴极催化剂的疏水化工程以改善用于高效锌空气电池的氧扩散

空气正极多相界面较差的氧扩散严重抑制了锌-空气电池的能量密度。开发有效的策略来解决这一问题，对于克服性能瓶颈具有重要意义。基于此，安徽大学胡海波，吴明在教授，济南大学原长洲教授开发了一种仿生疏水的空气阴极电催化剂。

本文要点：

1）受潜水蝇仿生的启发，在导电碳布(CC)上原位生长的Co₃O₄纳米薄膜(NSS)上，通过浸渍聚四氟乙烯（PTFE）层在空气阴极上引入了一种疏水表面设计，该设计可以有效地促进氧的扩散，并在获得的疏水-Co₃O₄ NSs/CC阴极上形成更多的三相界面，促进氧扩散，使其具有更高的电催化效率。

2）与没有疏水表面设计的空气阴极相比，采用疏水Co₃O₄ NSs/CC阴极组装的ZAB获得了更高的功率密度(171 mW cm^-2)和更高的功率密度(102 mW cm^-2)，证明了疏水工程对空气阴极界面反应动力学的增强作用。

研究结果为在空气正极上实现促进界面反应动力学提供了一种有效的策略，从而使下一代金属-空气电池的设计具有更高的能量效率和循环寿命。

Kun Tang, et al, Hydrophobization Engineering of the Air-cathode Catalyst for Improved Oxygen Diffusion towards Efficient Zinc-Air Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202202671

https://doi.org/10.1002/anie.202202671

4. AM：燃料电池中的垂直石墨烯增强钛合金双极板

双极板（BP）是质子交换膜燃料电池（PEMFC）的关键部件之一。在BP材料中，金属BP因其优异的综合性能而得到广泛使用。然而，BP与气体扩散层之间的界面接触电阻（ICR），以及金属BP在酸性操作条件下的腐蚀，降低了PEMFC的性能和稳定性。近日，北京大学刘忠范院士，彭海琳教授提出了一种利用等离子体增强化学气相沉积方法直接生长垂直石墨烯(VG)涂层来增强钛(Ti)合金BPs表面的方法。

本文要点：

1）在模拟的PEMFC运行环境中，与裸钛合金相比，VG涂层钛合金的腐蚀速率降低了1−2个数量级，ICR降低了100倍，导热系数提高了20%，水接触角增加了68.1°。

2）结果表明，VG的独特结构使得PEMFC具有良好的导电性和导热性，而高度疏水的VG涂层抑制了腐蚀性液体的渗透，并有助于水管理。

这项研究为通过用于能源和催化剂应用的高性能电极的坚固和多功能的VG涂层来增强金属表面开辟了新的机会。

Feng Yu, et al, Vertical Graphene-Reinforced Titanium Alloy Bipolar Plates in Fuel Cells, Adv. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adma.202110565

https://doi.org/10.1002/adma.202110565

5. AM综述: 用于安全锂钠电池的离子凝胶薄膜

为了能够高效利用随机且间歇分布的可再生能源（风能、太阳能）来实现碳中和，锂钠等二次电池被视作能够最高效的储能方式。传统的使用液态电解质的锂钠电池面临着电解液泄露甚至起火爆炸的风险。固态电解质虽然能够解决安全问题，但是又存在着离子电导率太低、界面稳定性差等问题。最近，华中科技大学胡先罗教授等对使用具有不燃性、高离子电导的离子凝胶薄膜电解质的相关研究进展进行了概括总结。 

本文要点：

1）文章重点关注了离子凝胶电解质（电解质薄膜）在锂钠等二次电池中的应用进展并比较了其相对于传统液态电解质和固态电解质的优缺点。

2）文章讨论了基于无机框架或无机-有机杂化框架的离子凝胶，这对于制备和表征各种类型的离子凝胶电解质大有裨益。具有独特性质的无机离子凝胶电解质可以是做准固态电解质来兼具液态和固态电解质的有点。

Sen Wang et al, Ionogel-Based Membranes for Safe Lithium/Sodium Batteries, Advanced Materials, 2022

DOI: 10.1002/adma.202200945

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202200945?af=R

6. AM: 非质子性Li-O₂电池中氢键辅助的溶液放电过程

表面放电机制导致的正极钝化过程是阻碍非质子性Li-O2电池超高能量密度完全实现的关键因素。最近，中国科学院长春应化所的黄岗研究员和张新波研究员等提出了一种氢键辅助的溶剂化结构能够诱导溶液放电来克服表面放电机制的短板。

本文要点：

1）研究人员将具有超强抗氧化能力、富含羟基的2,5-二叔丁基对苯二酚（DBHQ）用作可溶性的催化剂来强化溶液放电过程并抑制含氧物种造成的电解液分解。DBHQ中的羟基具有很强的溶剂化能力，能够通过氢键相互作用与O^2-和Li₂O₂等发生溶剂化并能够通过静电相互作用与Li⁺和LiO₂相结合。

2）在50Mm DBHQ的辅助下，非质子性Li-O₂电池中的溶液放电过程得到了显著强化。在200mA/g的电流密度下能够实现高达18945mAh/g的放电比容量。同时，DBHQ超强的抗氧化能力可以帮助还原性含氧物种更加稳定，因而Li₂O₂的生成效率提高到97.1%。

Qi Xiong et al, Hydrogen Bond-Assisted Solution Discharge in Aprotic Li-O2Battery, Advanced Materials, 2022

DOI: 10.1002/adma.202110416

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202110416

7. AM：MOF衍生的空间受限单原子催化策略实现的用于锂离子电池的零应变高容量硅/碳负极

开发高容量的零应变电极材料是锂离子电池发展的关键。近日，同济大学杨金虎教授、张弛教授采用空间受限的单原子催化方法制备了零应变SiNDs∈MDN负极材料。

本文要点：

1）该策略利用自生成的锌单原子作为催化剂，实现了在MDN的纳米孔中原位生成超小的SiNDs。由SiNDs均匀分散在层状多孔中形成的SiNDs∈MDN赋予了复合材料优异的力学性能、良好的导电性和独特的零应变性能。研究人员通过大量的实验表征和力学模拟证明了该材料的零应变特性。

2）实验结果显示，SiNDsMDN电极在半电池中表现出长循环性能、高容量和出色的倍率性能，在全电池中表现出高能量密度，可与最先进的半锂离子电池相媲美，甚至远远超过商用的全锂离子电池。

本研究报道了一种新的零应变电极材料，并将零应变电极材料的概念从单晶扩展到复合材料，使其容量和能量密度都有了显著的提高。此外，该方法可有效用于制备面向实际能源应用的具有高能量密度和长循环能力的优质Si/C复合负极。

Bingjie Chen, et al, Zero-Strain High-Capacity Silicon/Carbon Anode Enabled by a MOF-Derived Space-Confined Single-Atom Catalytic Strategy for Lithium-Ion Batteries, Adv. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adma.202200894

https://doi.org/10.1002/adma.202200894

8. AM：胶体-聚合物电解质减少界面湍流以稳定可深度循环的锌金属电池的锌离子流量

在大容量、高电流密度的深循环条件下，电解液的流动性和析氢反应(HER)会引起锌离子电池（ZMBs）界面的严重扰动，从而进一步扰动离子通量，加速锌枝晶的生长。近日，南通大学Tao Qian设计了一种具有特殊胶体相并抑制HER的胶体聚合物电解液（CPE），以减少界面湍流并促进锌的深度电化学。

本文要点：

1）密度泛函理论（DFT）计算证实，在CPE中，锌离子沿输运路径的定量迁移势垒表现出比普通水溶液电解质小得多的波动，表明CPE能有效地减小界面扰动。有限元模拟和原位拉曼测试证实了这一点，锌离子均匀沉积在电极上。

2）即使具有高容量（高达20mAhcm^-2）和高电流密度（高达100 mA cm^-2），CPE仍能使Zn//Cu电池稳定运行，以及实现N/P比低至1的Zn/NaV₁₂O₃₂全电池。

这项研究开辟了一条基于CPE的全新途径，以促进ZMBs甚至其他水系储能应用中的深度循环电化学。

Jinqiu Zhou, et al, Diminishing Interfacial Turbulence by Colloid-Polymer Electrolyte to Stabilize Zinc Ion Flux for Deep-Cycling Zn Metal Batteries, Adv. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adma.202200131

https://doi.org/10.1002/adma.202200131

9. ACS Catalysis：三甲基氯硅烷硅烷化选择性脱除丝光沸石中的酸中心以提高二甲醚羰化稳定性

催化研究总是在追求更高效的催化剂以实现选择性可控的转化。这其中，沸石中酸中心的局部环境被认为是其在许多化学反应中具有催化选择性的重要原因。近日，中科院大连化物所刘中民院士，Zhengxi Yu报道了三甲基氯硅烷（TMCS）硅基化处理可以选择性地覆盖丝光沸石分子筛12元环(12-MR)孔道中的酸性中心，从而显著提高二甲醚（DME）的羰化反应性能。

本文要点：

1）DRIFT, ¹H MAS NMR和FTIR光谱的详细机理研究表明，当氯基被质子迅速水解时，TMCs物种取代了桥羟基中的Brnsted H⁺，并伴随着硅氧烷键的形成。

2）由于空间限制，硅化反应主要发生在沸石的12-MR通道中，并在沸石的8-MR通道中产生了大部分剩余的酸中心(80%)，这使得DME羰化反应具有更好的选择性和更长的寿命。

这项工作实现了一条有选择地控制沸石不同限制位置内酸中心分布的概念性途径，以提高催化剂的催化选择性。

Rongsheng Liu, et al, Selective Removal of Acid Sites in Mordenite Zeolite by Trimethylchlorosilane Silylation to Improve Dimethyl Ether Carbonylation Stability, ACS Catal. 2022

DOI: 10.1021/acscatal.1c05896

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c05896

10. ACS Catalysis：单一Pd-S_x位点在硫化镉表面作为高效氢自动转移载体用于高选择性可见光驱动C−N耦合

通过胺和醇的N-烷基化反应选择性合成有价值的仲胺是现代工业中的一个重要反应，但在化学合成技术中仍然是一个挑战。近日，南京大学邹志刚院士，Yong Zhou，香港中文大学(深圳)Wenguang Tu报道了一种基于单原子的光催化剂，用于高选择性和高效的可见光驱动的苯胺和苯甲醇的N-烷基化反应，这种光催化剂是通过Pd单原子与CdS表面的悬挂S原子原位配位（单一Pd−S_x物种）而形成。

本文要点：

1）机理研究表明，单一的Pd−S_x物种可以作为氢气自转移的有效载体，用于氢化生成仲胺N-苄基苯胺，从而使仲胺N-苄基苯胺的转化率和几乎100%的产物选择性与令人印象深刻的制氢（11.8 mmolg_cat⁻¹ h⁻¹）结合在一起。

2）瞬时吸收结果也证实了单一Pd−S_x物种能够捕获光生电子，使其具有较长的寿命，有利于氢在Pd−S_x物种上的吸附振动耦合。

3）此外，在优化的反应条件下，该催化剂对不同醇类和取代胺的N-烷基化反应具有良好的底物耐受性。

这项工作为N-烷基化工业在温和的条件下提供了一种替代的太阳能催化体系。

Feng Niu, et al, Single Pd−S_x Sites In Situ Coordinated on CdS Surface as Efficient Hydrogen Autotransfer Shuttles for Highly Selective Visible-Light-Driven C−N Coupling, ACS Catal. 2022

DOI: 10.1021/acscatal.2c00433

https://doi.org/10.1021/acscatal.2c00433

11. ACS Nano：仿生纳米药物触发的原位免疫疫苗可激活先天和适应性免疫以治疗细菌性骨髓炎

细菌性疫苗的开发对于激活对抗骨髓炎等感染性疾病的免疫应答而言具有重要意义。然而，目前细菌免疫治疗的响应效果还远未令人满意，这主要是由于细菌的不稳定的抗原表位所导致的。上海交通大学附属第六人民医院张先龙教授、沈灏和中科院上海硅酸盐研究所施剑林院士报告了一种基于骨髓炎模型的原位疫苗接种策略以对细菌感染进行免疫治疗，该策略使用了一种名为HMMP的仿生纳米药物，其由封装PpIX的中空MnOx和从巨噬细胞/肿瘤细胞系中提取的脱混合膜所组成。

本文要点：

1）HMMP的特点在于其可通过增强的声动力治疗以作为原位疫苗的细菌抗原释放，并由此引发抗原提呈细胞，从而激活针对细菌感染的细胞和体液适应性免疫响应。

2）该治疗方案不仅能够在骨髓炎模型中实现细菌消除，而且可同时对对侧膝关节免疫原性差的继发性骨髓炎产生强大的系统性抗菌免疫，并能产生持久的细菌特异性免疫记忆反应以防止感染复发。综上所述，该研究能够为通过原位疫苗接种以激活先天和适应性抗菌免疫响应的和实现细菌免疫治疗提供重要的借鉴。

Han Lin. et al. Biomimetic Nanomedicine-Triggered in Situ Vaccination for Innate and Adaptive Immunity Activations for Bacterial Osteomyelitis Treatment. ACS Nano. 2022

DOI: 10.1021/acsnano.1c11132

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c11132

12. Biomaterials：通过分子调控同步提高NIR-II区I型光动力和光热效应以治疗胰腺癌

胰腺癌被称为“癌症之王”，是最致命的恶性肿瘤之一。如何探索有效的胰腺癌诊断和治疗技术是一项重要但也极具挑战性的任务。近年来，光学诊疗因具有多种独特的优点而受到了广泛的关注。然而，传统的光学诊疗材料的穿透深度有限、对氧依赖性强和受热休克蛋白抑制的程度高等缺点往往会严重影响其整体治疗效果，特别是在治疗胰腺肿瘤等深部乏氧肿瘤方面尤为显著。深圳大学王东教授、浙江大学计剑教授和香港中文大学（深圳）唐本忠院士通过分子工程构建了具有聚集诱导发光(AIE)特征的光敏剂DCTBT、其具有NIR-II荧光成像(FLI)、对氧不依赖的I型光动力治疗(PDT)和高效的光热治疗(PTT)等功能。

本文要点：

1）在修饰有靶向EGFR多肽的两亲性聚合物的帮助下，实验所制备的DCTBT脂质体能够有效地在胰腺肿瘤处聚集并进行可视化成像。

2）此外，该DCTBT脂质体也能够在小鼠模型中显著抑制皮下和原位PANC-1肿瘤的生长。综上所述，这项研究能够为设计具有临床应用前景的下一代癌症诊疗药物提供新的借鉴。

Dan Li. et al. Synchronously boosting type-I photodynamic and photothermal efficacies via molecular manipulation for pancreatic cancer theranostics in the NIR-II window. Biomaterials. 2022

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961222001156