1. JACS：化学稳定的胍类共价有机骨架实现在高温下高效捕获低浓度碘

由于实际工业条件下的高温（≥150 ℃）和低I₂浓度（∼150 ppmv）等不利于I₂的吸附，从核废料中捕获放射性I₂蒸气仍然是一项具有挑战性的任务。近日，南开大学卜显和院士，Baiyan Li，阿卜杜拉国王科技大学Yu Han报道了一种新型的胍基共价有机骨架（COF），称为TGDM，它可以在工业操作条件下高效捕获I₂。

本文要点：

1）在150 °C和150 ppmv I₂下，TGDM对I₂摄取率为30 wt%，显著高于目前核燃料后处理行业中使用的工业银基吸附剂，如Ag@MOR（17 wt%）。

2）表征和理论计算结果表明，在TGDM的多种类型的吸附中心中，只有离子中心可以在恶劣条件下通过强库仑相互作用与I₂键合。与各种基准吸附剂相比，TGDM丰富的离子基团使其具有优异的I₂捕集性能。

3）TGDM具有极高的化学和热稳定性，完全满足实际放射性I₂捕获（高温、潮湿和酸性环境）的要求，并有别于其他离子COF。此外，TGDM还具有良好的可回收性和低成本，这是目前工业用银基吸附剂所不具备的。

这些优点使TGDM成为在核燃料后处理过程中捕获I₂蒸气的一个很有前途的候选者。此外，这种在COF中加入化学稳定的离子胍部分的策略将刺激用于I₂捕获和相关应用的新吸附剂的发展。

Zhiyuan Zhang, et al, Chemically Stable Guanidinium Covalent Organic Framework for the Efficient Capture of Low-Concentration Iodine at High Temperatures, J. Am. Chem. Soc., 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c00563

https://doi.org/10.1021/jacs.2c00563

2. JACS：Rh单晶上CO加氢过程中含氧中间体的Operando观察

CO、CO₂和H₂的混合物，即合成气，可用于生产化学品和燃料。利用生物质生产、从水中分解获取氢气以及直接捕获大气CO₂的新方法为可持续制造路线开辟了可能性，降低了对化石资源的依赖。近日，斯德哥尔摩大学David Degerman利用Rh(211)和Rh(111)催化剂上CO和CO₂加氢反应中的operandoXPS进行了机理研究。

本文要点：

1）表面吸附主要由CO、碳氢化合物和甲氧基组成。此外，有迹象表明，H_(ads)的共吸附严重影响了CO的覆盖率。氢化程度对表面取向敏感，碳氢化合物和甲氧基的覆盖度与温度有关。对于生产C₂₊含氧化合物(如乙醇)的前景，需要更高的CO分压来提高碳偶联率.。

2）在当前研究的反应条件下，225-250 °C附近的Rh(111)表面比其他研究条件更适合C-C耦合。在CO₂加氢反应中，观察到CO和不饱和烃，但覆盖率低得多。因此，在operando研究中对不同吸附质存在的认识有助于理解合成气反应中的选择性。

David Degerman, et al, Operando Observation of Oxygenated Intermediates during CO Hydrogenation on Rh Single Crystals, J. Am. Chem. Soc., 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c00300

https://doi.org/10.1021/jacs.2c00300

3. JACS：合成用于可见光介导的水中对映选择性光氧化的无金属手性共价有机骨架

尽管手性共价有机框架（CCOFs）已经大量应用在热不对称催化中，但它们尚未应用在同样重要的不对称光催化中。近日，山东师范大学董育斌教授，Jian-Cheng Wang首次报道了一种炔丙基胺连接的季铵溴化物修饰的卟啉-CCOF，其可以在水和空气中高度促进可见光驱动的硫化物的对映选择性光氧化生成亚硫醚。

本文要点：

1）研究人员在手性CuOTf-pybox存在下，通过常温下不对称A³偶联聚合，设计并合成了2,5-二甲氧基对苯二甲醛（DMTP）、5,10,15,20-四(4-氨基苯基)卟啉（TAPP）和四(4-氨基苯基)苯乙炔（PA-QA）修饰的CCOF，它含有光敏的卟啉、手性炔丙胺键和两亲性的季铵盐。

2）在可见光照射下，得到的无金属(R)-DTP-COF-QA对硫化物在空气和水中的对映选择性光氧化具有良好的催化活性和对映选择性。

3）此外，这一方法还被用于合成(R)-莫达非尼，这是一种用于治疗过度困倦的促进清醒的药物。

本研究为CCOF在不对称光催化中的应用开辟了一条新的途径。

Xuan Kan, et al, Synthesis of Metal-Free Chiral Covalent Organic Framework for Visible-Light-Mediated Enantioselective Photooxidation in Water, J. Am. Chem. Soc., 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c01186

https://doi.org/10.1021/jacs.2c01186

4. Angew：基于多功能NIR-II聚集诱导发光原的多模态成像指导的光热免疫治疗

光热-免疫协同治疗因其对原发肿瘤和远端肿瘤具有相辅相成的治疗效果而受到研究者的广泛关注。深圳大学王东教授、海南大学周非凡教授和香港中文大学（深圳）唐本忠院士以苯并[c]噻吩单元作为构建块，设计并制备了一种具有聚集诱导发光性能的多功能诊疗试剂TPA-BT-DPTQ，其同时具有近红外二区（NIR-II）荧光成像(FLI)、光声成像(PAI)、光热成像(PTI)和光热治疗等功能。

本文要点：

1）研究发现，TPA-BT-DPTQ纳米颗粒介导的光热治疗(PTT)不仅能显著破坏原发肿瘤，还能增强免疫原性，以进一步抑制远端肿瘤的生长。

2）实验结果表明，PTT能够与程序性死亡配体1(PD-L1)抗体相结合以增强免疫治疗的效果，进而有效防止癌症的转移和复发。

Dingyuan Yan. et al. Multimodal Imaging-Guided Photothermal Immunotherapy Based on a Versatile NIR-II Aggregation-Induced Emission Luminogen. Angewandte Chemie International Edition. 2022

DOI: 10.1002/anie.202202614

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202202614

5. Angew：具有增强光敏性能的阴离子花菁J型聚集纳米粒子用于靶向线粒体的肿瘤光疗

作为光敏剂（PSs），花菁在生物医学领域中得到了广泛的应用，但如何控制其在纳米粒子中的分子聚集仍然是一个很大的挑战。此外，花菁的聚集行为对其光敏性能的影响也尚不清楚。有鉴于此，华中科技大学李忠安教授、朱锦涛教授和武汉纺织大学田迪副教授通过反离子工程实现了在NPs中的J型超分子聚集，设计了首个基于三氰呋喃端基的阴离子花菁PS。

本文要点：

1）研究结果表明，在NPs中的J型聚集体不仅具有显著的红移发射、带负电荷的表面和高的光稳定性，而且能使单线态氧的产生效率比非聚集体态高5倍。

2）该研究充分证明了J-聚集体在增强光敏作用方面具有重要作用。结合其具有的线粒体靶向性能，该J型聚集体NPs能够在体内表现出显著的抗肿瘤光学治疗作用，具有很好的临床应用潜力。

Yibin Li. et al. Anionic Cyanine J-type Aggregate Nanoparticles with Enhanced Photosensitization for Mitochondria-targeting Tumor Phototherapy. Angewandte Chemie International Edition. 2022

DOI: 10.1002/anie.202203093

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202203093

6. Angew：Mg修饰多孔SnO₂电子传输层提高钙钛矿电池性能

通过平面SnO₂作为电子传输层构建的钙钛矿太阳能电池目前实现了最高记录的太阳能转化效率，但是多孔SnO₂电子传输层结构构建的太阳能电池器件的性能仍非常差。有鉴于此，华中科技大学韩宏伟、梅安意等报道将在SnO₂浆料中加入Mg调控氧缺陷，实现了高效率可印刷制备钙钛矿太阳能电池器件。

本文要点：

1）通过高温煅烧处理，能够消除氧缺陷从而抑制SnO₂自掺杂。在浆料中加入的Mg能够占据Sn位点和SnO₂的间隙位点，并促进形成氧空穴。形成的晶格Mg能够引入中性氧空穴、间隙Mg导致中性氧空穴进行离子化实现自掺杂。

2）通过调控氧空穴，提高SnO₂的载流子浓度和Fermi能级位置，因此这种电子传输层具有更低的电荷传输陷阱，能够抑制界面复合，电池的性能从6.62 %显著提高至17.25 %。

Jiale Liu, et al, Hongwei Han, Oxygen Vacancy Management for High-Temperature Mesoporous SnO₂ Electron Transport Layers in Printable Perovskite Solar Cells, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202202012

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202202012

7. AM：电光动力柔性装置用于高效根除耐药细菌

光动力治疗(PDT)由于具有时空选择性、无创性和耐药发生率低等优点而在抗菌领域中受到广泛关注。为了使其在临床应用中更加方便、通用和可操作，研究者提出了一种新型的抗菌策略，即电发光动力治疗(ELDT)，其基于电发光材料和光敏剂的纳米组装体，能够在电场下原位产生活性氧(ROS)，即EL分子发出的荧光能够激发光敏剂产生单线态氧(¹O₂)，进而对病原体造成氧化损伤。西北工业大学黄维院士、李鹏教授和贾庆岩教授在ELDT方案的基础上，将负载ELDT纳米剂的水凝胶与柔性电池集成，制备了一种柔性治疗装置，其能够满足伤口敷料的轻便和可穿戴要求。

本文要点：

1）研究表明，基于ELD的柔性装置能够通过ROS诱导的杀灭作用以对耐药细菌表现出有效的抗菌效果(>99.9%)，从而有效抑制浅表感染，促进创面愈合。

2）综上所述，该研究对ELDT策略进行了概念验证，证明其可作为PDT的潜在替代方案，并能够避免使用物理光源，进而通过一种基于水凝胶的柔性治疗装置以方便有效地杀死耐药细菌。

Jianhong Zhang. et al. An Electroluminodynamic Flexible Device for Highly Efficient Eradication of Drug-Resistant Bacteria. Advanced Materials. 2022

DOI: 10.1002/adma.202200334

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202200334

8. AEM: 基于蒸发的无掺杂Spiro-OMeTAD制备的高效稳定钙钛矿太阳能电池

热蒸发 (TE) 作为一种可扩展且低成本的有机空穴传输材料 (HTM) 制造技术，在钙钛矿太阳能电池 (PSC) 的应用中通常会产生低光伏性能和较差的器件再现性，因此显然需要了解 TE 的弱点。厦门大学杨丽和张金宝等人报道了一种通用的制造技术，溶剂退火辅助热蒸发 (SATE)，能够有效调节Spiro-OMeTAD 有机薄膜的形态和光电特性。 

本文要点：

1）SATE方法生产的未掺杂Spiro-OMeTAD 层具有高密度、良好的薄膜均匀性、增强的导电性和优异的薄膜稳定性，所有这些都优于传统的 TE。

2）此外，SATE 薄膜消除了掺杂剂引起的降解机制，同时提高了未掺杂 HTM 的电导率。值得注意的是，由此产生的器件将功率转换效率 (PCE) 从 14.68% (TE) 提高到 20.02% (SATE) 提高了 36%，这是 n-i-p PSC 中蒸发 HTM 的最高报告 PCE。

3）采用 SATE 的未封装 PSC 器件表现出优异的环境和热稳定性，在 30% 湿度的空气中 2500 小时后仍保持 85% 的初始性能。

4）高效率和同时提高的稳定性表明 SATE 可以普遍适用于有机薄膜的可控制造和可靠的器件。

Du, G., Yang, L., Zhang, C., Zhang, X., Rolston, N., Luo, Z., Zhang, J., Evaporated Undoped Spiro-OMeTAD Enables Stable Perovskite Solar Cells Exceeding 20% Efficiency. Adv. Energy Mater. 2022, 2103966.

DOI：10.1002/aenm.202103966

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.202103966

9. Nano Letters综述：功能有序介孔材料的现状与未来

有序介孔材料具有独特的介孔、大孔径、高比表面积和介孔通道等特点，在需要高效的表面可及性和扩散的广泛应用中具有优势。例如，大而有序的中孔骨架有利于内部的传质。较高的比表面积可以增强对目标分子和离子的吸附和负载。然而，尽管已经报道了功能介孔材料的发现和应用，该领域仍有两个关键的问题尚未解决：i）原子、纳米和微米尺度的精确控制；ii）未完成的元素和组成。近日，复旦大学赵东元院士指出了当前介孔材料科学面临的两个重要挑战，并介绍了各自的突破和克服的典型研究。

本文要点：

1）发展某些组装策略，研究人员现在能够获得多功能的Si、C和Ti基有序介观结构和纳米结构。然而，为了进一步推动这一领域的发展，需要应对几项挑战。目前，仍然缺少实现从原子到纳米和微观层面的精确控制的系统方法论和理论。大多数方法不能实现通用性调控，手性、尺寸、亲水性和活性中心分布等相关物理化学特性的调控也有待探索，规模化生产技术还很有限。此外，要洞察溶液处理的组装行为和确定纳米或原子级结构是非常困难的。引进先进的中间观测和结构分析技术十分重要。除了它们的合成外，我们预计在未来十年内，在传统的吸附和分离、涉及大分子的催化到尖端光电子学以及生物医学设备等各种应用方面都将取得重大进展。

2）除了介孔二氧化硅和碳以外，目前，人们还缺乏可靠的方法来精细控制其他具有潜力的介孔材料。精密合成的发展将极大地促进新型介孔材料的设计和高性能应用，包括但不限于具有联合纳米结构域的多功能集成介孔结构和具有独特光学/电学性质的介观异质结构。在具有高度定制的结构参数的可靠的合成方法的前提下，定量地强调结构与性能的关系是可行的。

总之，功能介孔材料已经逐渐成为研究分子获取和扩散潜力的平台，也是各个研究人员探索纳米科学基础意义的交叉领域。

Dongyuan Zhao, Functional Ordered Mesoporous Materials: Present and Future, Nano Lett., 2022

DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c00902

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c00902

10. ACS Energy Letters: 具有强吸电子能力的锂离子嵌入中间层助力高倍率锂金属电池

金属锂负极在大多数有机电解液中循环不稳定，这是开发新一代高比能电池急需解决的重要科学问题。提高金属锂负极的均匀性通常被认为是金属锂负极稳定性的关键。近日，中科院长春应化所明军与宁波材料所彭哲等利用具有强吸电子能力的亲锂界面层实现了金属锂负极的稳定。

本文要点：

1）研究人员通过将Nb₂O₅前驱体进行锂化制备了富锂层状氧化物界面层。该界面层不仅能够促进Li⁺的快速迁移，而且还有助于隔绝电解液与负极的直接接触从而抑制电解液分解。在初步锂化的过程中，正交晶系Nb₂O₅可以容纳适当多的Li⁺并转变为具有良好结构稳定性的富锂相。

2）研究人员发现在金属锂电化学沉积的过程中，锂离子首先要扩散通过界面层才能得到电子沉积在界面层以下。当Li_xNb₂O₅与碳纸结合作为金属锂载体时，在2mA/cm²的电流密度下循环600周后的库伦效率仍然高达99.1%。

Jiahe Chen et al, A Robust Li-Intercalated Interlayer with Strong Electron Withdrawing Ability Enables Durable and High-Rate Li Metal Anode, ACS Energy Letters, 2022

DOI: 10.1021/acsenergylett.2c00395

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.2c00395

11. ACS Nano：水凝胶颗粒阵列上实现快速DNA检测

荧光生物传感器由于其可靠性和重复性，被广泛用于DNA检测。但是DNA杂交动力学速率慢，往往需要较长的测试时间，这在一定程度上限制了其实际应用。鉴于此，北京科技大学许利苹等人通过将DNA限定在水凝胶颗粒表面，实现了超快的DNA荧光检测。

本文要点：

1）通过控制水凝胶颗粒的孔径和表面电荷，能将DNA分子限制在水凝胶颗粒的外水层。利用氧化石墨烯的荧光猝灭特性及其对单链DNA和双链DNA的不同吸附行为，研究者制备了基于水凝胶颗粒阵列的荧光DNA传感器。

2）利用水凝胶颗粒表面的限制效应和水分蒸发的富集效应，在400 nM的目标浓度下，DNA的识别时间能从3000 s缩短至10 s以下。此外，在50-400 nM的浓度范围内均能实现快速检测。这项研究为开发快速的生物传感器提供了新的思路，并在DNA诊断、基因分析和液体活检方面显示出巨大的潜力。

Fei Liu. et al. Space-Confinment-Enhanced Fluorescence Detection of DNA on Hydrogel Particles Array. ACS Nano. 2022

DOI：10.1021/acsnano.2c00157

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c00157

12. ACS Nano：二维材料异质结的纳米卷曲以增强光电化学析氢反应

利用阳光从水中清洁地生产氢气，已经成为大规模能源生产和储存的一种可持续的替代方案。然而，设计同时适用于光收集和水分解的光活性半导体是一个关键的挑战。原子薄型过渡金属二硫属化物（TMDs）由于具有广泛的电子性质和组成的可变性，被认为是很有前途的光催化剂。然而，载体传输效率、光吸收和电化学反应之间的权衡限制了它们的前景。

近日， 台湾中央研究院Ya-Ping Hsieh，台湾大学Mario Hofmann，Yang-Fang Chen将MoS₂和WS₂结合，并在准一维结构中引入卷曲，制备了异质结纳米卷轴（NSs）。

本文要点：

1）光谱表征表明，由于改进了电荷分离，形成了相当大的偶极。此外，异质结-NS之间的相互作用改变了能带结构，减少了辐射复合。与平面异质结相比，电荷积累在异质结中产生了更快的电化学反应速率。此外，NS形貌中所展示的光约束使得光辅助HER具有出色的性能。

2）HER分析表明，交换电流密度为1.44×10⁻⁴ A cm⁻²，塔菲尔斜率为39 mV⁻¹，优于以前报道的2D材料，可媲美商用Pt催化剂。因此，这项研究扩展了形态可控PEC催化的概念及其对能源获取的突出价值。

Rapti Ghosh, Enhancing the Photoelectrochemical Hydrogen Evolution Reaction through Nanoscrolling of Two-Dimensional Material Heterojunctions, ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.1c10772

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c10772