1. Chem. Soc. Rev.：可降解的聚合前药的设计和治疗效果
南京林业大学Farzad Seidi和泰国Vidyasirimedhi科学技术研究所Daniel Crespy对可降解的聚合前药的设计和治疗效果相关研究进行了综述。
本文要点：
1）前药是一种能够提高药物的治疗性能和减少其副作用的有效策略。聚合前药是由一个或多个药物单体聚合而成的一类高效前药，其能够逐渐降解以释放治疗试剂。实现聚合前药的完全降解是保证药物释放系统从体内顺利代谢的重要因素。聚合前药的降解和药物释放速率通常由连接聚合物结构中的单体药物单元的共价键类型控制。因此，研究者也以聚酯、聚酸酐、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酰胺、聚酮、聚金属药物、聚磷腈和聚亚胺为基础而开发出了多种类型的聚合前药。此外，刺激响应基团的存在，如氧化还原响应连接子(二硫化物、硼酸酯、金属络合物和草酸盐)、pH响应连接子(酯、亚胺、腙、缩醛、正酯、P-O和P-N)、光响应连接子(金属络合物、邻硝基苯基团)和酶响应连接子(酯、多肽)也使得聚合前药在肿瘤中发生聚合物主链的选择性降解。
2）作者在文中对于可降解的聚合前药的设计和疗效研究进行了系统综述。作者认为，将聚合前药与基因递送片段和靶向部分进行结合能够为开发具有高效协同性能的新型治疗策略提供重要的帮助。
Farzad Seidi. et al. Degradable polyprodrugs: design and therapeutic efficiency. Chemical Society Reviews. 2022
DOI: 10.1039/d2cs00099g
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/cs/d2cs00099g
2. Nature Commun.：扭曲双层石墨烯的拓扑态、相干绝缘态成像
van der Waals异质结材料的平带结构为调节量子化学电子相提供机会，其中一个非常著名的例子时单层-双层石墨烯中观测发现电子相关性质。有鉴于此，中国科学院大学毛金海、姜宇航等报道通过扫描隧道显微镜、绝缘态扭曲单层-双层石墨烯的相干光谱表征，发现电子晶体相。
本文要点：
1）当电子的填充为整数填充状态，发现在moiré晶胞中观测发现强库伦相互作用导致平带电子重新分布，因此导致在Fermi能级附近产生态密度为零的绝缘态。此外，这种方法能够直接的对电子晶体和扭曲双层石墨烯的奇异拓扑状态之间相互作用产生的环形拓扑态的规则晶格进行直接成像。
2）这项研究在扭曲的van der Waals结构材料与强电子相互作用相互作用形成的拓扑物理现象。
Li, Sy., Wang, Z., Xue, Y. et al. Imaging topological and correlated insulating states in twisted monolayer-bilayer graphene. Nat Commun 13, 4225 (2022)
DOI: 10.1038/s41467-022-31851-x
https://www.nature.com/articles/s41467-022-31851-x
3. Nature Commun.：具有复合聚合物纳米纤维超连接网络的超强多功能气凝胶
三维（3D）微纤维网络是各种天然组织和合成气凝胶的重要结构设计。尽管人们已经进行了大量研究，但合成具有高机械性能的3D微纤维网络仍然具有挑战性。近日，香港大学徐立之教授，Yuan Lin报道了一种超强聚合物气凝胶，涉及芳纶纳米纤维复合材料的自组装3D网络。
本文要点：
1）纳米组分之间的相互作用导致组装的网络具有高节点连通性和纤维之间的强交联性。
2）3D网络的理论模拟表明，即使在固含量不变的情况下，纤维节理上的这些特征也可能导致宏观力学性能提高数量级。
3）聚合物气凝胶具有高的比拉伸模数和断裂能，分别为625.3 MPa cm-3 g-1和4700 J m-2，这对不同的结构应用是有利的。此外，简单的加工技术实现了制造各种功能设备，如可穿戴电子设备、热隐形和滤膜。
这些坚固的微纤维气凝胶提供的机械洞察力和可制造性有望为材料设计和技术创新创造更多机会。
He, H., Wei, X., Yang, B. et al. Ultrastrong and multifunctional aerogels with hyperconnective network of composite polymeric nanofibers. Nat Commun 13, 4242 (2022).
DOI: 10.1038/s41467-022-31957-2
https://doi.org/10.1038/s41467-022-31957-2
4. JACS：利用纳米限制空间中的自剥离行为提高氧化石墨烯膜的渗透能转换
在亚纳米尺度的纳米通道中引入异质插层是优化二维纳米材料膜离子传输以提高渗透能量获取(OEH)的一种理想策略。不同的插层剂以前已经被用来在OEH中实现这一目标，但是具有性能一般，操作复杂，物理化学不确定性增加等不足。近日，迪肯大学Weiwei Lei，Dan Liu报道了一种简单的方法来发展一种在纳米通道中充满分离的OFs的GOMs，用于高性能OEH。
本文要点：
1）OFs在纳米限制空间内的自剥离行为是由碱性溶液处理所驱动的，使GOM具有扩展的纳米通道和带负电荷的插层剂。
2）通过这种方法，得到的膜可以克服渗透性和选择性之间的权衡，与原始的GOM相比，显示出更高的能量输出。这种增强可以归因于纳米通道的扩大和分离的OF在纳米限制空间中与GO纳米片形成重叠的双电层(EDL)的局部电荷密度的增加，共同增加了阳离子的选择性和增强了阳离子的渗透性。
3）此外，所获得的膜基系统在168 h的运行和人工海水条件下都可以保持约5.5 W m−2的高功率密度。总体而言，通过简单的碱性溶液处理的GOM可以应用于高效渗透能量转换应用。
Yijun Qian, et al, Boosting Osmotic Energy Conversion of Graphene Oxide Membranes via Self-Exfoliation Behavior in Nano-Confinement Spaces, J. Am. Chem. Soc., 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c04663
https://doi.org/10.1021/jacs.2c04663
5. JACS：四面体金纳米晶尺寸可控组装的结构多样性
几个世纪以来，多面体填料一直令人着迷，并不断激励着现代科学家。尽管人们已经进行了大量的计算机模拟和一些实验研究，但对合成四面体的相行为的了解仍然很零碎，这主要是因为缺乏尺寸可调的四面体构建块和多功能的表面化学。近日，印第安纳大学Xingchen Ye合成了边长可调的单分散金纳米四面体，并研究了它们自组织成不同的超晶格。
本文要点：
1）研究人员总共获得了11种不同的超结构，其中10种是首次用胶体纳米四面体在实验上实现的。通过改变聚合物配体长度与四面体边长的比例，获得了六种具有不同壁对称性的2D超结构。
2）此外，研究人员通过在贫化剂存在下分别组装PS接枝四面体、MUA封端四面体和CTAC封端四面体，获得了近纯相的单斜、立方金刚石和六方金刚石3D超结构。最后，通过在疏水基底上干燥水溶液，合成了二十面体和六角片状的离散多孪晶超颗粒。
3）所揭示的纳米四面体组装体的显著丰富性和复杂性可能会刺激未来对具有可调相互作用的各向异性纳米晶体的相行为的计算和实验研究。此外，研究人员预计尺寸可调的单分散金纳米四面体的出现将为等离子体激元、光学超材料、表面增强光谱和光介导的能量转换等研究开辟许多新的可能性。
Yi Wang, et al, Structural Diversity in Dimension-Controlled Assemblies of Tetrahedral Gold Nanocrystals, J. Am. Chem. Soc., 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c03196
https://doi.org/10.1021/jacs.2c03196
6. Chem综述：轴手性阻转异构
超越C-C轴的阻转异构（Atropisomer）分子是非常重要的轴手性化合物，因此近些年受到人们的广泛关注。相比于传统的双芳基C-C轴手性分子，通过C-N，C-O，C-B，N-N构建的轴手性分子化合物具有更大的困难和挑战，这是因为这些轴手性分子的旋转能垒比较低。但是，这种杂X-Y化学键具有较小的键长和电子排斥作用，导致拥挤的X-Y化学键，因此导致形成稳定的轴手性骨架结构。在过去的二十年，人们见证了这个轴手性分子领域的快速发展，而且一系列相关报道能够高效率的生成这些具有难度的骨架结构。有鉴于此，新加坡国立大学卢一新(Yixin Lu)等综述报道X-Y杂原子轴手性分子的相关进展。
本文要点：
1）这种含有X-Y手性轴结构的化合物具有较高的应用价值，并且这些分子可能用于构建不对称催化反应的新型配体或者新型催化剂，或者可能用于探索生物活性。这些超越C-C轴的阻转异构分子可能在最近得到进一步发展，在有机化学领域起到重要作用。
Guang-Jian Mei, Wai Lean Koay, Chun-Yan Guan, Yixin Lu, Atropisomers beyond the C–C axial chirality: Advances in catalytic asymmetric synthesis, Chem 2022
DOI: 10.1016/j.chempr.2022.04.011
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2451929422002091
7. Angew: 钙钛矿发光二极管中添加剂筛选的深度学习
有机分子的增材工程对于实现高性能钙钛矿光电器件至关重要。然而，通过实验寻找合适的添加剂既昂贵又耗时，而传统的机器学习 (ML) 由于在这个相对较新的领域中可用的实验数据有限，因此难以准确预测。南京工业大学黄维院士（西北工业大学）, 王建浦以及Lin Zhu等人展示了一种深度学习方法，该方法可以通过使用132个分子的小型数据集以高达 96% 的高精度预测钙钛矿发光二极管 (PeLED) 中添加剂的有效性。
本文要点：
1）该模型可以最大限度地利用分子的信息，并显著缓解以前的ML模型进行分子筛选时经常出现的重复问题。
2） 通过使用预测的添加剂，可以实现非常高效率的PeLED，其峰值外量子效率高达22.7%。该工作为进一步提高钙钛矿光电器件的性能开辟了一条新途径。
Zhang, L., et al, Deep Learning for Additive Screening in Perovskite Light-Emitting Diodes. Angew. Chem. Int. Ed..
DOI：10.1002/anie.202209337
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202209337
8. Angew：竞争吸附: SnO2降低Ru单原子位上吸附羟基的中毒效应以实现高效析氢
钌（Ru）理论上被认为是一种可行的碱性析氢反应（HER）电催化剂，它具有快速的水分解动力学。然而，其对吸附的羟基（OHad）的强亲和力阻碍了活性位点，导致在实际的HER过程中的催化性能仍无法令人满意。近日，德累斯顿工业大学冯新亮教授，南京师范大学Hanjun Sun合成了一种SnO2纳米颗粒掺杂的碳载Ru单原子（Ru SAs-SnO2/C），并作为一种新的电催化剂来调节Ru和OHad之间的强相互作用。
本文要点：
1）研究人员首次尝试引入SnO2(一种亲氧物种，具有良好的OHad吸附能力)通过Ru和SnO2之间的竞争吸附来减轻OHad在Ru位点上的中毒。由于OHad优先吸附在SnO2上，有效地促进了OHad转移过程(OHad + e- ⇋ OH-，Vomer反应的关键步骤)和Ru活性位点的再生。
2）制备的Ru SAs-SnO2/C催化剂在10 mA cm-2 下表现出低过电位（10 mV），25 mV dec-1的低Tafel斜率，和在1.0 M KOH电解质中在100 mV下5.44 H2 s-1的超高周转频率（TOF）值，这远低于商业Pt/C催化剂的性能(10 mA cm-2下21 mV的过电位，32 mV dec-1的Tafel斜率，0.74 H2 s-1)。此外，Ru SAs-SnO2/C在25 mV下的质量活性比Pt/C催化剂高约8.2倍，突出了更高的贵金属利用率。优于最近报道的其他Pt基和Ru基电催化剂。
3）结合密度泛函理论（DFT ）,研究人员阐明了SnO2的引入降低了Ru位点上的OHad中毒效应，这克服了Volmer步骤中的效率损失。
Jiachen Zhang, et al, Competitive Adsorption: Reducing the Poisoning Effect of Adsorbed Hydroxyl on Ru Single-Atom Site with SnO2 for Efficient Hydrogen Evolution, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202209486
https://doi.org/10.1002/anie.202209486
9. Angew：具有丰富表面活性位点的有序介孔钙钛矿氧化物的模块化共组装策略
有序的介孔钙钛矿氧化物具有良好的介观结构和多种金属位置，但其成功合成面临着复杂的组装动力学和晶体焙烧过程中的孔洞塌陷的挑战。近日，吉林大学乔振安教授设计了一种有效的模块化共组装方法，成功地制备了多组分和有结构的介孔钙钛矿氧化物。值得注意的是，研究人员提出了能量平衡的概念，从前驱体无机和有机模块相互作用能的角度研究了钙钛矿氧化物有序介孔结构形成的决定因素。
本文要点：
1）在合成过程中，预配位的多金属络合物作为无机模块，溶剂和模板剂作为有机模块，它们通过氢键很好地组装成固体有序的介观结构杂化复合材料。无机模块的预配位和树脂的共聚作为关键步骤，避免了晶相分离，为高温焙烧时保持良好的介孔结构提供了保证。
2）合成的介孔钙钛矿氧化物具有晶体结构、高比表面积和发达的中孔结构。由于介孔La2Zr2O7具有开放的介孔结构、晶壁上活性的Zr中心和适当的酸碱性质，DFT计算和实验研究表明，La2Zr2O7表现出优异的CTH性能，这是由于衬底分子的良好吸附和活化以及较低的能垒所致。
本研究提出了制备有序介孔钙钛矿氧化物的能量平衡机制和有效的合成策略，为有序介孔多组分材料的开发提供了广阔的前景。
Yuenan Zheng, et al, A Modular Co-assembly Strategy for Ordered Mesoporous Perovskite Oxides with Abundant Surface Active Sites, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202209038
https://doi.org/10.1002/anie.202209038
10. AM：“药中药”—偶氮杯芳烃与羟氯喹组成的主-客体制剂用于协同抗炎
大环药物的递送和治疗是超分子生物医学所面临的两个重要难题。将这两种功能进行整合有望为实现对疾病的协同治疗提供新的途径。然而，由于缺乏对大环宿主的功能化设计策略以及宿主和客体药物之间的有效识别不足，因此目前这两种功能往往是相互独立的。南开大学郭东升教授提出了一种“药中药”策略，即利用具有治疗活性的大环包裹活性药物，以形成多功能超分子活性药物成分。
本文要点：
1）作为概念证明，实验构建了羟氯喹(HCQ)与磺化偶氮杯[4]芳烃(HCQ@SAC4A)组成的复合物，并将其作为一种联合治疗类风湿关节炎(RA)的药物。SAC4A是一种具有清除活性氧和抗炎作用的治疗试剂，并且也是一种对乏氧响应的载体，可将HCQ直接递送到炎症关节腔。
2）研究发现，HCQ@SAC4A能够对炎症RAW 264.7细胞和RA大鼠表现出协同抗炎作用，而这一效应也归因于该复合物中两种活性成分在时间和空间上的一致性。综上所述，该研究充分证明了“药中药”策略能够作为一种新型的联合治疗范式，其主要特点是易于制备、混合搭配以及能够实现精确的比例控制。
Shihui Li. et al. Drug in Drug: A Host–Guest Formulation of Azocalixarene with Hydroxychloroquine for Synergistic Anti-Inflammation. Advanced Materials. 2022
DOI: 10.1002/adma.202203765
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202203765
11. AM综述：OER反应中的氧原子氧化还原
产氧反应过程中的电子转移过程通常通过金属的氧化还原过程（吸附质的转变（AEM），对应于金属的能带在Fermi能级附近）或者氧的氧化还原过程（晶格氧的氧化机理（LOM））。其中，LOM是通过氧的氧化还原过程，其中能够直接生成O-O化学键，而不是像AEM机理通过金属的氧化还原。因此，LOM过程能够避免AEM产氧反应需要生成O-O的决速步骤，说明LOM反应与AEM相比具有非常关键的优势，因此相关报道发现基于LOM的OER催化反应比AEM催化反应性能更高。有鉴于此，新加坡国立大学薛军民、Wee Siang Vincent Lee、新加坡科技研究局(A*STAR) Shibo Xi等综述报道LOM机理过程中的氧氧化还原过程中应用和可能用于研究氧的氧化还原物种的表征技术。
本文要点：
1）对目前相关报道的LOM电催化剂的氧产生氧化还原的机理进行总结，揭示了LOM催化反应过程中过渡金属氧化物的表面重构情况，最后对LOM电催化剂的发展前景进行展望。
Xiaopeng Wang, et al, Understanding of Oxygen Redox in Oxygen Evolution Reaction, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/adma.202107956
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202107956
12. AFM：可用于呼吸监测的新型水凝胶
实时监测人体生理指标对于保持一个良好的健康状态十分重要。呼吸是人类生命体征中最为关键的指标之一。严重的呼吸问题可能诱发一系列的疾病，如阻塞性睡眠呼吸暂停综合征（OSAS），阿尔兹海默症和心血管疾病（CVD）。因此，有效监测呼吸道的状态对于监测人体健康状况，预防疾病，挽救人类生命至关重要。目前用于呼吸检测的设备主要还是在医院当中，监测仪器笨重且庞大，不能满足可穿戴，便携式的要求。近日，华南农业大学的Tao Liu，刘珍珍团队开发了一种全新的电阻电容双模态集成水凝胶传感器，可用于呼吸的长期，高效，实时检测。
本文要点：
1）该工作制备了一种纤维素基的水凝胶传感器，纤维素具有良好的生物相容性，多羟基官能团，可开发多种功能。为提高纤维素水凝胶的韧性，采用单宁酸-甘油-氯化钠溶液进行物理和化学的双网络交联强化，构成的纤维素基水凝胶具有优异的韧性和电学性能。
2）该水凝胶的工作原理主要是通过夹在两个水凝胶层之间的介电层，构成类似于平行板电容器的模式，可对机械刺激做出响应，此外，基于离子电阻模式的压阻机理可感知温度变化。因此，该传感器可用于监测鼻息气流的温度变化以及来自胸部/腹部和脉搏的机械振动。
Jing Liu，et al，Multimodal Hydrogel-Based Respiratory Monitoring System for Diagnosing Obstructive Sleep Apnea Syndrome，Advanced Functional Materials，2022.
DOI：10.1002/adfm.202204686
https://doi.org/10.1002/adfm.202204686
