1. Nature Commun.：无机纳米片可通过调节免疫共刺激通路促进体液免疫以对抗医学植入物感染
调控免疫细胞共同抑制或共同激活信号的策略能够为免疫治疗提供重要帮助。然而，由于一些免疫“冷”疾病（如医学植入物造成的细菌生物膜感染等）所涉及的免疫共刺激途径非常复杂，因此难以对其进行靶向。上海交通大学张先龙教授、中科院上海硅酸盐研究所施剑林院士和林翰副研究员证明了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)修饰的二维硫代磷酸锰MnPSe3(MPS)纳米片能够在感染微环境(IME)中通过调节抗原递呈和共刺激分子表达触发强大的抗菌生物膜体液免疫，进而在小鼠模型中对抗外科植入物感染。
本文要点：
1）机制研究表明，PVP修饰的MPS(MPS-PVP)可通过产生活性氧物质破坏生物膜的结构以导致抗原暴露，并同时改变免疫抑制(IL4I1和CD206)和共激活信号(CD40、CD80和CD69)的平衡。
2）平衡的改变会导致增强的APC启动和抗原呈递，进而产生生物膜特异性体液免疫和记忆反应。实验结果表明，术前进行基于MPS-PVP的新型辅助免疫治疗可以成功地缓解移除感染植入物后的残留和复发感染。综上所述，这项研究提供了一种能够替代抗生素治疗的新策略以有效对抗生物膜感染。
Chuang Yang. et al. Inorganic nanosheets facilitate humoral immunity against medical implant infections by modulating immune co-stimulatory pathways. Nature Communications. 2022
https://www.nature.com/articles/s41467-022-32405-x
2. JACS：孔结构可调的非对称介孔半球在−液界面的各向异性自组装
不对称材料因其耐人寻味的物理化学性质和广阔的应用前景而引起了人们的极大兴趣，但赋予它们精确可控的形貌和多孔结构仍然是一个艰巨的挑战。近日，复旦大学赵东元院士，李伟展示了一种简单的胶束各向异性自组装策略在液-液界面处制备具有不对称几何结构和放射状多室纳米结构的水母状微孔结构。
本文要点：
1）在合成中，关键是设计一种水包油两相体系作为多功能平台，支持胶束岛成核和各向异性自组装形成不对称的纳米结构。同时，通过改变乙醇的体积分数，可以很容易地控制胶束的生长模式，这遵循了界面能调节的机制。
2）此外，还可以通过使用不同的两亲性三嵌段共聚物作为模板来系统地调节胶束结构，从而得到各种新的不对称纳米结构，如蛋壳、莲花、水母和蘑菇状的MCHs。
3）值得注意的是，合成的水母状微通道具有小直径(∼350 nm)、大比表面积(∼684m2 g−1)、富N掺杂(∼6.3wt%)和径向开放的介观结构，因此它们能够作为高性能的负极用于钠离子电池(SIB)，并且具有长期稳定的性能（循环1000次后，在5.0 A g−1下容量为124 mAh g−1）。此外，基于该负极的全电池也表现出出色的倍率性能(59 mAh g−1，2.0 A g−1)。
这些发现可能会为构建史无前例的非对称纳米结构开辟新的视野，用于许多先进的应用。
Liang Peng, et al, Anisotropic Self-Assembly of Asymmetric Mesoporous Hemispheres with Tunable Pore Structures at Liquid−Liquid Interfaces, J. Am. Chem. Soc., 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c06436
https://doi.org/10.1021/jacs.2c06436
3. JACS：具有高量子产率的NIR-II AIEgens用于光-化学发光成像
利用小分子染料在近红外二区窗口(NIR-II, 1000-1700 nm)进行荧光成像的策略具有很好的临床应用潜力。然而，许多NIR-II染料往往存在发射猝灭效应和量子产率(QYs)低等问题。目前，AIE策略已被成功地应用于开发NIR-II染料。这类染料具有供体-受体(D-A)结构，其在聚集状态下虽具有较高的QYs，但仍有很大的改进空间。有鉴于此，香港中文大学（深圳）唐本忠院士和复旦大学张凡教授通过将给电子的三苯胺单元改为四苯基乙烯(TPE)，合理设计了具有NIR-II发射性能的TPE- BBT染料及其衍生物(TPEO-BBT)。
本文要点：
1）两种染料纳米颗粒在水中的相对QYs分别为31.5%和23.9%。此外，实验也测得TPE- BBT纳米颗粒在水中的绝对QY为1.8%。其晶体的绝对QY为10.4%，是目前已被报道的有机小分子中的最高值。研究表明，优化的D−A相互作用和聚集态TPE-BBT所具有的较高刚性是其具有超高QY的两个关键因素。
2）通过连续的CL共振能量转移和Förster共振能量转移过程，研究者也进一步利用TPE-BBT进行NIR-II光致发光(PL)和化学发光(CL)生物成像。结果表明，具有超高QY的TPE-BBT能够分别对小鼠血管和小鼠局部关节炎症进行高效的PL成像和CL成像，其信噪比高达130。综上所述，该研究提出的设计策略能够为开发具有明亮发射的NIR-II染料和推动NIR-II生物成像技术的发展提供新的借鉴。
Hanchen Shen. et al. Rational Design of NIR-II AIEgens with Ultrahigh Quantum Yields for Photo- and Chemiluminescence Imaging. Journal of the American Chemical Society. 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c07443
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c07443
4. Joule：通过固体电解质界面工程高选择性和高速率电合成氨
氨是一种对化肥生产至关重要的大规模大宗商品，传统的哈伯-博世合成氨工艺会导致二氧化碳（CO2）的大量排放。电化学合成氨是一种很有吸引力的替代方法，但该工艺仍然存在产氨率低和法拉第效率低的缺点。近日，丹麦技术大学Ib Chorkendorff，Jens K. Nørskov利用理论模拟的方法来筛选锂介导的氮还原（LiNR）过程中的锂盐，发现由于SEI层中LiF的存在，氟基电解液有利于获得高FE。
本文要点：
1）系统的实验研究表明，LiBF4基电解质是实现高效LiNR工艺的最稳定和最有前途的电解质。
2）实验结果表明，在高孔率的Cu电极上，用LiBF4基电解质在20 bar的N2中，电流密度为-1.0 A cmgeo-2时，FE为71%±3%，NH3产率达到了2.5±0.1 μmol s-1 cmgeo-2。
3）高LiNR性能得益于形成的致密而均匀的富LiF SEI层，以及LiBF4良好的热稳定性和化学稳定性，从而使锂离子镀得均匀，并抑制了电解液的失控降解。此外，研究人员还发现，NH3在气体、电解液和SEI沉积层中的分布高度依赖于所使用的锂盐。
这项研究为开发一条工业上可行的电化学氨合成途径提供新的见解。
Li et al., Electrosynthesis of ammonia with high selectivity and high rates via engineering of the solid-electrolyte interphase, Joule (2022)
DOI：10.1016/j.joule.2022.07.009
https://doi.org/10.1016/j.joule.2022.07.009
5. Angew：木质素转化过程中同时生成甲酯和CO
木质素是一种丰富的可再生碳源。由于木质素结构复杂，其利用具有很大的挑战性。近日，中科院化学研究所韩布兴院士，瑞士联邦理工学院Paul J. Dyson描述了一种同时利用木质素的有效策略，木质素中的甲氧基与羧酸反应生成甲酸甲酯，其他烷基和苯基与氧反应生成一氧化碳，可直接用于羰化反应。
本文要点：
1）基于木质素由甲氧基和C9单元构成的分类，研究人员设计了一种铜基催化体系，催化体系由CuO纳米粉末、I2和碱组成，使反应能够在温和的条件下以空气为氧化剂进行。未净化的气流(含CO)可直接用于羰化反应。因此，该体系促进羧酸与甲氧基碳的甲基化生成液体产物甲酯，并促进氧与剩余碳的反应生成主要气体产物CO。
2）结果显示，该方法在温和的条件下将木质素同时转化为具有附加值的液体和气体产品，扩大了木质素化学用于制备药品等高附加值产品的范围。
3）机理研究表明，木质素发生了有序的C-C和C-O键活化序列，实现了木质素的全转化。
这项工作为将整个木质素聚合物转化为有价值的产品开辟了一条道路，例如，雷米普利药物的克级合成。
Mingyang Liu, Buxing Han, Paul J. Dyson, Simultaneous Generation of Methyl Esters and CO in Lignin Transformation, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202209093
https://doi.org/10.1002/anie.202209093
6. Angew：一种钴单原子催化剂以百万分之几的催化剂负载量进行酰氯氟化反应
提高敏感催化体系的稳定性是催化领域的一个新兴研究课题。然而，目前多相催化剂的设计主要是提高其催化性能。近日，清华大学王定胜教授，广西师范大学Hai-Tao Tang研究了SAC（Co1–N4@NC）催化的酰氯氟化反应，其中低价的Co SAC可以通过氧化氟化原位生成Co–F活性物种，并在反应中表现出超高的反应活性和稳定性。
本文要点：
1）在F-Co1N4物种的存在下，反应可以完全摆脱对AGF的依赖，廉价易得的KF可以作为反应的氟源，从而解决了酰氯氟化的实际应用问题。此外，利用所制备的Co SAC，只需负载ppm催化剂（催化剂负载=0.576 ppm）即可实现酰氯的氟化反应。在催化剂负载量低于ppm的情况下，采用无机SAC催化有机合成反应。该反应的TON值达到1.58×106，是文献报道的最高值的16,000倍。
2）研究发现，该反应体系具有很高的底物相容性，对各种复杂药物结构的修饰也是有效的。此外，在放大生产过程中，催化体系不受反应底物中杂质的影响，仍然可以稳定地工作。
3）一系列表征和理论计算表明，反应的高活性归因于F-Co1N4活性物种，并阻止了反应过程中Co的脱附和失活。
这项研究表明，无机SAC可以作为研究有机合成的良好载体，并可能在实际应用中为有机合成的规模化生产开辟新的领域。
Wen-Hao Li, et al, A Single-Atom Cobalt Catalyst for the Fluorination of Acyl Chlorides at Parts-per-Million Catalyst Loading, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202209749
https://doi.org/10.1002/anie.202209749
7. Angew：固体核磁共振技术研究H-ZSM-5沸石上骨架Lewis酸位对甲醇活化的反应活性
揭示沸石上的酸性中心对于确定催化剂的结构活性和探索其在多相催化中的潜在应用至关重要。近日，中国科学院精密测量科学与技术创新研究院Jun Xu报道了ZSM-5沸石上活性骨架Lewis酸位的鉴定。
本文要点：
1）研究人员用三甲基氧化膦探针分子的一维（1D）31P和二维（2D）31P- {27Al}核磁共振谱确定了与羟基键合的骨架三配位Al的结构。
2）2D 13C{27Al}核磁共振关联实验观察到了低温甲醇反应中骨架相关Al-Lewis酸位上甲氧基物种的有利生成，进一步，密度泛函理论（DFT）计算证实了这一点。这些甲氧基物种作为活性C1物种，有助于甲醇进一步转化为碳氢化合物。
这些结果为研究沸石的Lewis酸性提供了新的见解。
Min Hu, et al, Unravelling the Reactivity of Framework Lewis Acid Sites towards Methanol Activation on H-ZSM-5 Zeolite with Solid-State NMR Spectroscopy, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202207400
https://doi.org/10.1002/anie.202207400
8. Angew：用于电化学析氧反应的氧化钴纳米晶的表面硼调制
电化学水分解提供了一种储存太阳能、风能和水电等可再生能源产生的中间电能的方法。它是一种高效和可持续的技术，能够以化学键的形式储存大量能源，作为化石燃料的清洁替代品。在水分解中，析氧反应（OER）具有缓慢的热力学，涉及四个电子转移步骤和氧-氧键的形成，这被认为是水电解系统的瓶颈。因此，设计高效的OER电催化剂是氢经济框架下基础研究和工业应用的一项紧迫任务。近日，马克斯普朗克煤炭研究所Harun Tüysüz发现，硼和钴氧化物的偶联改变了它的结构，显著提高了电催化OER性能。
本文要点：
1）研究人员通过简单的沉淀和热处理工艺，制备了一系列形貌和织构参数可调的Co-B氧化物。
2）详细的结构分析首先证实了无序和部分无定形材料的形成，在局部原子尺度上存在纳米Co3BO5和/Co2B2O6。
3）通过硼调制，在1 M KOH电解液中，通过大电流和仅需338 mV的过电位，就可以达到10 mA/cm2的电流密度，因此催化剂具有优异的OER反应活性。相同位置的透射电子显微镜和原位电化学拉曼光谱研究揭示了材料的蚀变和表面重构，以及CoO2和(氧)氢氧化物中间体的形成，发现其高度依赖于样品的结晶度。
Mingquan Yu, et al, Surface Boron Modulation on Cobalt Oxide Nanocrystals for Electrochemical Oxygen Evolution Reaction, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202211543
https://doi.org/10.1002/anie.202211543
9. AM：水分和氧气在碳基CsPbI2Br太阳能电池缺陷管理和有序氧化中的作用
缺陷辅助复合导致的大能量损失（Eloss）使得碳基钙钛矿太阳能电池（C-PSCs）的光伏性能不如金属电极电池。华南农业大学Huashang Rao和Xinhua Zhong等人系统地研究了环境因素（水分和氧气）对CsPbI2Br晶体薄膜再退火过程中缺陷管理的影响。
本文要点：
1）密度泛函理论和实验结果表明，空气中的水分可以显著降低结晶膜的氧化动力学，导致有序氧化。
2）同时，氧化分解产物PbO和CsPbIBr2在晶界富集，有效地钝化表面缺陷。同时，CsPbI2Br和CsPbIBr2之间的能带耦合提高了空穴提取效率。
3）相应的C-PSC的光电压从 1.05 V增加到 1.32 V，表明有序氧化策略导致开压损失的降低。相应地，冠军电池实现了15.27%的效率，认证效率为14.7%，这是CsPbI2Br C-PSCs效率的新纪录。
Zhang, G., Zhang, J., Yang, Z., Pan, Z., Rao, H. and Zhong, X. (2022), Role of Moisture and Oxygen in Defect Management and Orderly Oxidation Boosting Carbon-Based CsPbI2Br Solar Cells to A New Record Efficiency. Adv. Mater..
DOI：10.1002/adma.202206222
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202206222
10. ACS Nano：“双介质系统”实现对锂-硫电池中的硫氧化还原转化进行有效和持续的调节
Li-S电池在实现高能量密度存储方面具有巨大的潜力，但众所周知的多硫化物穿梭和缓慢的氧化还原动力学严重阻碍了其实际应用。虽然合理设计的氧化还原介体可以优化多硫化物的转化，但是这种介体过程的效率和稳定性仍然是巨大的挑战。近日，中科院上硅所Heng Li，天津科技大学Bowen Cheng，香港城巿大学Wenjun Zhang提出了构建“双介体系统”的策略，以通过耦合精选的固体和电解质可溶性介体来实现多硫化物转化动力学的有效和持久调节。
本文要点：
1）理论预测和详细的电化学分析揭示了这两种介体在协同优化硫物种的氧化还原转化中的结构-活性关系，从而实现了对促进硫电化学的功能支持介体系统设计的更深入的机械理解。具体而言，这种双介体系统实现了全范围“电化学催化”和硫物质的强化“化学还原”过程的桥接，并且由于每个介体组分之间的有益相互作用，极大地抑制了介体失活/损失。
2）由于这些有利的特性，Li-S电池在1200次循环后，每循环的容量衰减缓慢，仅为为0.026%，在8.2 mg cm-2的硫负载和贫电解质条件下，容量达到了8.8 mAh cm-2。
这项工作不仅提出了一个有效的介体系统的设计策略，以提高Li-S电池的性能，而且激发了其潜在的利用面临其他类似的复杂的电化学转化过程。
Long Jiao, et al, “Dual Mediator System” Enables Efficient and Persistent Regulation toward Sulfur Redox Conversion in Lithium−Sulfur Batteries, ACS Nano, 2022
DOI: 10.1021/acsnano.2c04402
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c04402
11. ACS Nano：过渡金属二硫属化合物上稳定的液态硫生成助力低温锂-硫电池
由于锂-液态硫化学的高面积容量和快速动力学，室温下在MoS2基面上的液态硫的电化学形成引起了很多关注。然而，液体硫一旦接触到从MoS2边缘产生的固体硫晶体，就转化为固相。因此，不能在整个MoS2表面上形成稳定的液态硫。近日，香港理工大学Shu Ping Lau，Zheng-Long Xu报道了在多硫化物脱锂过程中，在H2退火的MoS2衬底上产生稳定的液态硫。
本文要点：
1）液态硫的形成是渐进的，快速合并和增长，导致异常大的硫液滴和高面容量。这种现象在传统的锂-固体硫电化学系统中从未观察到。有趣的液态硫化学来源于MoS2边缘周围的部分氧化层和MoS2基面上的硫空位，它们有效地调节了电场分布和硫分子与H2-MoS2基底的结合能。
2）研究人员还在基于H2-MoS2的电化学系统中展示了极具竞争力的面容量和超稳定的液态硫相，将工作温度降至-50 °C，在此温度下，商用锂离子电池和锂-固体硫电池很难工作。
所提出的在氢处理的TMD上稳定形成液态硫的概念将激发对基于液态硫的液流电池、快速充电电池和低温储能技术的广泛研究兴趣。
Fangyi Shi, et al, Stable Liquid-Sulfur Generation on Transition-Metal Dichalcogenides toward Low-Temperature Lithium−Sulfur Batteries, ACS Nano, 2022
DOI: 10.1021/acsnano.2c04769
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c04769
12. ACS Nano：调节过渡金属碳化物的电子结构以促进酸性介质中的析氧反应
开发低成本、高效、耐用的非贵金属电催化剂用于酸性介质中的析氧反应(OER)是实现质子交换膜水电解槽(PEM-WE)应用面临的主要挑战。众所周知，过渡金属碳化物具有类铂的电子结构和催化行为。然而，在酸性介质中单金属碳化物的OER活性较差。近日，广东工业大学Xin Yue，黄少铭教授采用两种策略，包括构建双金属碳化物（TiTaC2）和将氟(F)掺杂到双金属碳化物（TiTaFxC2）中，以产生在酸性介质中具有高活性和稳定性的高性能OER催化剂。
本文要点：
1）通过水热处理和随后的退火过程成功地设计和制备了还原氧化石墨烯(rGO)负载的双金属碳化物纳米粒子（TiTaC2 NP/rGO）。结果表明，在酸性介质中，TiTaC2 NP/rGO比单金属碳化物(TiC NP/rGO和TaC NP/rGO)具有更高的OER活性，这是由于双金属碳化物自旋态的改变。
2）将F掺杂到TiTaC2 NP/rGO中以进一步增强它们的OER活性。结果表明，掺氟双金属碳化物（TiTaFxC2 NP/rGO）表现出优异的催化活性（起始电位仅为1.42 V，达到100mA cm-2的过电位为490 mV）、更快的动力学（Tafel斜率仅为36mV dec-1）和高耐久性（1.6V下保持电流密度达 40 h），甚至优于Ir/C催化剂。
3）详细的结构表征和密度泛函理论(DFT)计算表明，双金属碳化物的电子结构发生了调整，并对其可能的机理进行了讨论。
Min Feng, et al, Tuning Electronic Structures of Transition Metal Carbides to Boost Oxygen Evolution Reactions in Acidic Medium, ACS Nano, 2022
DOI: 10.1021/acsnano.2c02099
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c02099
