1. Nature Nanotechnology：光子雪崩转移效应实现超大光学非线性
稀土掺杂固体受到激发光作用能够形成光子雪崩（photon avalanche）效应，产生巨大的非线性响应荧光强度。因此相对于其他类型的非线性光学过程，通常使用比较弱的激光就能够引起这种光子雪崩效应。目前光子雪崩效应一般局限在块体材料，通常需要依靠复杂的激发过程，特别是对特定的体系具有特异性。有鉴于此，华南师范大学詹求强等报道一种基于光子雪崩转移机理MPA（migrating photon avalanche）的普适性方法，在种类广泛的多层核壳纳米结构稀土发光体产生巨大的光学非线性。
本文要点：
1)在MPA纳米粒子中，通过852 nm激光激发，导致Yb3+和Pr3+离子同步实现光子雪崩，因此在由Yb3+和Pr3+离子组成的核激发雪崩循环。此类纳米粒子的光子雪崩能够实现26阶非线性和达到60 kW cm-2的泵浦阈值。此外，作者发现Yb3+的光子雪崩能够将光学非线性响应转移到壳结构的其他发射体（比如Ho3+、Tm3+），通过级联倍增作用，导致产生更加高阶非线性，比如对Tm3+能够达到46阶非线性。
2)这种方法为在各种不同发光体实现大光学非线性提供了一种普适性方法。能够用于生物成像应用，在低功率的852 nm连续波激光束中实现了~62 nm侧向分辨率。
Liang, Y., Zhu, Z., Qiao, S. et al. Migrating photon avalanche in different emitters at the nanoscale enables 46th-order optical nonlinearity. Nat. Nanotechnol. (2022)
DOI: 10.1038/s41565-022-01101-8
https://www.nature.com/articles/s41565-022-01101-8
2. Nature Nanotechnology：由DNA制成的形状和大小可调的膜纳米孔
膜纳米孔对分子转运、便携式DNA测序、无标记单分子分析及纳米医学至关重要。传统的转运依赖于几纳米宽的桶状通道，但研究者们对形状可调且具有更宽的结构有着巨大的兴趣。然而，这些纳米孔在自然界中并不存在，使用现有的从头构建路线合成蛋白质是具有挑战性的。伦敦大学学院Stefan Howorka等人的最新研究表明，以DNA进行合理设计可以极大地扩展膜纳米孔的结构和功能范围。
本文要点：
1）研究者将DNA双链捆绑到孔亚基中，这些亚基以模块化的方式排列，形成可调节的孔形状和管腔宽度，最大可达数十纳米。此外，还能可选地引入用于识别或信号发送的功能单元。
2）通过调节基本参数，研究者以广泛使用的研究和手持分析设备对10纳米大小的蛋白质进行单分子检测，证明了该定制工程纳米孔的实用性和潜力。设计的纳米孔展示了DNA纳米技术如何构建功能性生物分子结构，并用于合成生物学、单分子酶学和生物物理分析，以及便携式诊断和环境筛选。
Yongzheng Xing. et al. Highly shape- and size-tunable membrane nanopores made with DNA. Nature Nanotechnology. 2022
DOI：10.1038/s41565-022-01116-1
https://doi.org/10.1038/s41565-022-01116-1
3. Nature Commun.：Al-Zr共掺杂LiNiCoMnO构建高能Li金属电池
高容量Ni富集层状氧化物材料是具有前景的二次Li电池的阴极材料，但是这种材料的结构不稳定现象导致电池循环性能较差。有鉴于此，美国阿贡国家实验室陆俊、Khalil Amine、华南理工大学杨成浩、中南大学Xinming Fan等报道Al/Zr共掺杂LiNi0.88Co0.09Mn0.03O2 (SNCM)阴极能够缓解电池的不稳定问题。
本文要点：
1)发现可溶性的Al离子能够组装到SNCM的晶格，溶解性较低的Zr离子更容易聚集在SNCM的表面层。这种Al/Zr协同共掺杂作用能够改善Li离子的移动能力、缓解材料的内部应力，而且能够在高电压电池循环过程抑制Li/Ni离子混合问题。
2)通过这种作用改善电极和电池长期循环过程的倍率稳定和结构稳定。Zr富集的材料表面有助于形成稳定的电极-电解液界面，因此抑制SNCM与氟化电解液之间反应、抑制Ni的溶解。构建了Al/Zr共掺杂SNCM组装为10.8 Ah袋装电池，在0.1 C和25 ℃的初始容量达到504.5 Wh kg-1。
Ou, X., Liu, T., Zhong, W. et al. Enabling high energy lithium metal batteries via single-crystal Ni-rich cathode material co-doping strategy. Nat Commun 13, 2319 (2022)
DOI: 10.1038/s41467-022-30020-4
https://www.nature.com/articles/s41467-022-30020-4
4. Angew: 三（羟丙基）膦共价修饰羟基化多壁碳纳米管作为先进锂硫电池功能中间层
具有高能量密度、高理论比容量的锂硫电池在近年来广受关注。然而，多硫化物的溶解穿梭效应、含硫物种转化的迟滞动力学等问题严重限制了Li-S电池的实用化进程。近日，温州大学Daying Guo、Xi’an Chen与Shun Wang等报道了三（羟丙基）膦（THPP）共价修饰羟基化多壁碳纳米管(CNT-OH)可以作为功能化中间层实现Li-S电池的稳定高效工作。
本文要点：
1）研究人员发现该中间层不仅能够加速催化转化、有效抑制多硫化物的穿梭效应而且能够减少金属锂负极一侧枝晶的形成。因此，使用CNT-OH/TDI/THPP中间层的Li-S电池能够在5C的高倍率下实现高达734.2mAh/g的可逆比容量。循环1500周后的可逆比容量仍然保有419.9mAh/g，对应着平均每周仅0.029%的衰减率，其库伦效率也高达99.4%。
2）除此之外，在低温下该电池也能够在长达1700周的长期循环过程中实现平均每周仅0.036%的低容量衰减率。研究人员还通过对THPP与多硫化物反应的非原位研究，阐明了THPP催化多硫化物转化为低阶硫化锂的新机理。这种简单的中间层策略是在不改变电极结构的情况下，将THPP分子共价接枝到中间层上，这可能为锂硫电池的应用带来光明的前景。
Bin Yang et al, Hydroxylated Multi-walled Carbon Nanotubes Covalently Modified with Tris(hydroxypropyl) Phosphine as a Functional Interlayer for Advanced Lithium-Sulfur Batteries, Angewandte Chemie, 2022
DOI: 10.1002/ange.202204327
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.202204327?af=R
5. Angew：无重原子、靶向线粒体、可激活的光敏剂用于光动力治疗和实时原位治疗监测
基于自旋轨道电荷转移体系间交叉机理，山西大学郭炜教授和霍莹莹副教授构建了两种吸收最大值为506 nm/660 nm的无重原子光敏剂BDP1/BDP2，并将其用于光动力治疗(PDT)。
本文要点：
1）具有长三重态寿命、高单线态氧量子产率和线粒体靶向等特性的光敏剂对癌细胞具有很高的光毒性。此外，PDT促进的细胞凋亡可以通过两种PSs伴随线粒体自噬激活而产生的荧光关闭响应来监测，从而实现及时的治疗反馈，避免治疗过少或过度。
2）此外，这种设计策略也使得研究者可以通过将γ-谷氨酰转肽酶的底物（γ-谷氨酰基）与BDP1/BDP2的烷氧基苯胺单元相连接而构建得到可激活的光敏剂GluBDP1/Glu-BDP2。实验结果表明，它们能够在择性地杀死癌细胞而非正常细胞，进而在不损害健康组织的情况下有效地消融肿瘤。
Junfeng Miao. et al. Heavy Atom-Free, Mitochondria-Targeted, and Activatable Photosensitizers for Photodynamic Therapy with Real-Time InSitu Therapeutic Monitoring. Angewandte Chemie International Edition. 2022
DOI: 10.1002/anie.202201815
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202201815
6. Angew综述：磁场中的电化学
发展新型方法提高电催化的基础认识对于解决电催化面临的各种技术挑战非常重要。其中磁电化学（magnetoelectrochemistry）为控制和理解电催化反应提供一些能够调控传统电催化反应的方法。磁电化学领域是一种具有高度交叉的领域，这个领域涵盖了电化学、流体力学、磁学等多学科，反应的实验结果有时出人意料。有鉴于此，新加坡南洋理工大学徐梽川等综述报道对目前磁场在多种电化学反应的相关应用、其中涉及的电化学基本原理，特别总结了电场对电催化结果产生的影响。
本文要点：
1)讨论了目前磁电化学领域面临的挑战，为克服目前电催化面临的问题，如何建立更有效的磁电化学方法学进行讨论。
Songzhu Luo, Kamal Elouarzaki, Zhichuan Xu, Electrochemistry in Magnetic Fields, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202203564
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202203564
7. AM综述：迈向实用高比能Li-S软包电池
Li-S电池作为一种高比能的储能器件凭借其高达2600Wh/kg的高能量密度而广受关注。对实用Li–S软包电池的评估和分析对于在实际工作条件下实现高能量密度以及为实际应用提供发展方向至关重要。最近，北京理工大学Jiaqi Huang与Boquan Li等对实用型高比能Li-S软包电池的发展进行了总结与展望。
本文要点：
1）文章总结了高能量密度Li–S软包电池近年来的研究进展并指出了进一步的研究方向。作者首先讨论了实现实际高能量密度的关键设计参数，以定义不同于扣式电池级评估的研究边界。然后作者对已发表的文献和最前沿的软包电池性能进行了系统分析来说明该领域所取得的进展以及与实际应用的差距。
2）作者从软包电池层面分别讨论了电池性能衰减的相关机制以及相应的改善策略。最后，作者从该领域的挑战和机遇出发对高比能软包Li-S电池的发展前景进行了展望。
Zixian Chen et al, Towards Practical High-Energy-Density Lithium–Sulfur Pouch Cells: A Review, Advanced Materials, 2022
DOI: 10.1002/adma.202201555
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202201555
8. AM：CsPbCl3-簇宽禁带和抑制宽禁带钙钛矿中的相偏析及其在钙钛矿/硅串联太阳能电池中的应用
氧化镍 (NiOx) 是一种有吸引力的空穴传输材料，可用于高效且稳定的 p-i-n 金属卤化物钙钛矿太阳能电池 (PSC)。然而，在 NiOx/钙钛矿界面发生了不希望的氧化还原反应，导致 NiOx 基宽带隙钙钛矿 (Br>20%) 的开路电压 (VOC) 低、不稳定性和相分离。为了同时解决钙钛矿/NiOx 界面的上述相分离问题和氧化还原化学，南开大学张晓丹等人通过在Cs22Br15钙钛矿前体溶液中添加无机 CsPbCl3 簇（3 mol%）将带隙从1.64 eV扩大到1.67 eV。
本文要点：
1）添加额外的 2 mol% CsCl 使 NiOx/钙钛矿界面与 Cl 富集，从而阻止界面处的氧化还原反应，同时将 Br 含量控制在 15% 以内，提高了宽带隙钙钛矿的光稳定性。
2）因此，单结 p-i-n PSC 的功率转换效率 (PCE) 从 17.82% 提高到 19.76%，从而制造出高效的单片 p-i-n 型 NiOx 基钙钛矿/硅串联太阳能电池，PCE 高达 27.26 %（认证的 PCE：27.15%）。
3）研究人员还将钙钛矿应用于 n-i-p 型钙钛矿/硅串联太阳能电池，以提供 1.93 V 的 VOC 和 25.5% 的最终效率。这些发现为制造高效和稳定的宽带隙钙钛矿提供了重要的见解。
Li, R., et al, CsPbCl3-cluster-widened bandgap and inhibited phase segregation in a wide-bandgap perovskite and its application to NiOx-based perovskite/silicon tandem solar cells. Adv. Mater..
DOI：10.1002/adma.202201451
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202201451
9. Adv Mater：Co-CeO2/C3N4构建S型异质结光催化CO2制甲烷
光激发动态调制过程进行最大量的利用光生电子和空穴，在多电子参与的CO2光催化还原制备CH4反应起到主要作用。但是目前针对S型异质结光催化剂进行调节，调节特定位点的电荷转移方向的相关研究仍然比较罕见。有鉴于此，电子科技大学向全军等报道一种原子级调节方法，将单原子Co修饰在CeO2中（而不是修饰在氮化碳基底上），因此在光催化还原CO2制备CH4的反应中实现了比较好的选择性。
本文要点：
1)通过原位动态表征，发现表面修饰Co的CeCo双金属形式氧化物导致催化剂能够保证较好的S异质结动态电荷态之间的连接的关键。掺杂Co的CeO2作为助催化剂起到非常关键的控制电荷导向作用，提高电子从C3N4基底转移到Co位点，因此改善需要大量电子生成CH4的步骤。
2)Co-CeO2/C3N4实现了高达181.7 μmol g-1的CH4产量，TON达到411.4，而且不用牺牲试剂，展示了这种催化剂合成CH4的发展前景。
Lei Cheng, et al, Site-Specific Electron-Driving Observations of CO2-to-CH4 Photoreduction on Co-doped CeO2/Crystalline Carbon Nitride S-scheme Heterojunctions, Adv. Mater. 2022
DOI: 10.1002/adma.202200929
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202200929
10. AM综述：等离激元荧光增强技术在临床诊断中的应用
杜克大学Maiken H. Mikkelsen对等离激元荧光增强技术在临床诊断中的应用进行了综述介绍。
本文要点：
1）基于荧光的生物传感器在生命科学和生物医学应用中得到了广泛的应用因这类传感器的检测限低，并且可以通过选择多种荧光团以同时测量多种生物标志物。最近，研究者尝试将荧光生物传感器应用于即时检测（POCT）领域，它能够通过低成本的策略实现快速的诊断检测。然而，基于荧光的分析方法在分析低浓度的底物时往往信号微弱，此时需要复杂、昂贵和笨重的仪器来提高检测灵敏度。金属和金属氧化物纳米结构是一种能够提高荧光生物传感器的有效方法，该方法能改善荧光体的激发率、量子产率、耐光性和辐射效率。
2）作者在文中概述了目前已报道的生物传感器，它们能够通过纳米结构实现荧光增强；此外，作者也对该技术在POCT领域中的应用前景进行了展望。
Daria Semeniak. et al. Plasmonic Fluorescence Enhancement in Diagnostics for Clinical Tests at Point-of-Care: A Review of Recent Technologies. Advanced Materials. 2022
DOI: 10.1002/adma.202107986
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202107986
11. Nano Letters：具有多尺度组织的纳米超晶格的两阶段组装
自组装技术虽然有望将纳米颗粒制造成有序的纳米材料，但在制造具有多尺度有序的结构方面往往受到限制。这是由于在实际过程中，实现如此复杂的组织结构所需的组装过程异常困难。在很长一段时间里，分层装配作为一种潜在的强大方法吸引了人们的兴趣。然而，由于实验的局限性，中间层结构在组成和结构上往往存在异质性，这对大规模有序结构的形成有很大的影响。在本研究中，南京大学田野等人开发了一种两阶段组装策略。
本文要点：
1）DNA折纸框架将一系列纳米粒子构筑成设计好的3D纳米簇，然后这些3D纳米簇被组装成有序晶格，其类型由簇价决定。通过调节纳米团簇的结构和团簇间的结合，研究者证明了结构复杂的纳米晶体的成功形成。这种两步组装方法为制备具有特定晶胞的纳米粒子超晶格提供了一种有力的制备策略。
Yuxiang Dong. et al. Two-Stage Assembly of Nanoparticle Superlattices with Multiscale Organization. Nano Letters. 2022
DOI：10.1021/acs.nanolett.2c00942
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c00942
12. Nano Letters：基于三重探针DNA骨架的晶体管用于对SARS-CoV-2进行十合一检测
开发精准的筛查技术是防控新冠肺炎的关键。其中，集中检测可以提高整体检测的效率。然而，由于目标被稀释和污染风险增加，如何提高集中检测的灵敏度和特异性仍具有很大的挑战性。有鉴于此，复旦大学魏大程教授、Mingquan Guo、刘云圻院士和Liqian Wang开发了一种石墨烯场效应晶体管传感器，并采用三重探针四面体DNA骨架(TDF)二聚体对其进行修饰，以用于对SARS-CoV-2 RNA进行十合一混合检测。
本文要点：
1）三重探针的协同作用以及特殊的纳米结构使得该传感器具有更高的结合亲和力、更快的响应速度和更好的特异性。研究表明，该传感器对未扩增样品的检测浓度为0.025-0.05拷贝μL-1，低于逆转录-聚合酶链反应的检测浓度。
2）在不需要核酸扩增的情况下，该传感器能够在平均诊断时间（74 s）内识别30份鼻咽拭子中的所有14例阳性病例。综上所述，该研究开发的由三重探针TDF二聚体传感器所实现的未扩增十合一混合检测方法在筛查COVID-19和其他流行病方面具有巨大的应用潜力。
Yungen Wu. et al. Triple-Probe DNA Framework-Based Transistor for SARS-CoV‑2 10- in‑1 Pooled Testing. Nano Letters. 2022
DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c00415
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.2c00415
