1. Nature Commun.：具有强非线性霍尔效应的双层MoTe₂单晶的生长

过渡金属碲化物(TMDT)等强自旋轨道耦合材料的对称性降低导致了非平凡的拓扑结构、独特的自旋织构和高的电荷-自旋转换效率。双层MoTe₂晶体是非中心对称的，与单层或三层膜相比具有独特的拓扑性质，但目前还没有一种可控的方法来制备双层MoTe₂晶体。近日，新加坡国立大学Kian Ping Loh，意大利拉奎拉大学Alessandro Stroppa利用逐层同质外延的方法生长了高质量的双层1T‘MoTe₂薄膜和三层单晶。

本文要点：

1）在第一阶段获得的单层MoTe₂用作生长模板，以实现逐层生长。CVD生长的两层膜1T‘MoTe₂表现出很强的室温离面铁电极化，而三层膜是非极性的。

2) 双层和三层MoTe₂单晶都表现出很大的面内非线性霍尔(NLH)效应。双层T_dMoTe₂的二次谐波输出电压为125 μV，输入电流为97 μA，面内非线性霍尔值高达7×10^-3 μm V^-1，这是迄今为止报道的二维材料的最高值之一。

Ma, T., Chen, H., Yananose, K. et al. Growth of bilayer MoTe₂ single crystals with strong non-linear Hall effect. Nat Commun 13, 5465 (2022).

DOI：10.1038/s41467-022-33201-3

https://doi.org/10.1038/s41467-022-33201-3

2. Nature Commun.：通过梯度表面能调制集成晶圆级超平坦石墨烯

对于先进的电子器件来说，将大规模二维(2D)材料集成到半导体晶圆上是非常理想的，但是诸如与转移相关的裂纹、污染、褶皱和掺杂等挑战仍然存在。近日，北京大学彭海琳教授，国防科技大学Shiqiao Qin，Mengjian Zhu根据薄膜粘附理论，薄膜从一层到另一层的转移主要由各层表面能的差异决定，设计了一种具有梯度表面能分布的多功能三层转移介质。

本文要点：

1）在这种情况下，目标衬底的表面能越高，它就越好地充当薄膜“受体”,因为它的润湿性更好。因此，转移介质和目标衬底的表面能应被设计成确保可靠的粘附和释放，这是保证晶圆级2D材料集成的关键特征。因此，梯度表面能(GSE)调制方法有助于将4英寸单晶超平坦石墨烯集成到硅片上。

2）转移的石墨烯晶片保持其平整度，显示出完整和清洁的表面，几乎没有水掺杂。因此，得到的晶圆级石墨烯显示出在4英寸的面积上只有约6%偏差的均匀薄层电阻。与传统的湿法转移(约2000 cm² v^-1 S^-1)相比，在室温下，二氧化硅/硅上转移的石墨烯表现出优异的电学性能，具有更小的狄拉克点和更高的载流子迁移率(约10000 cm² v^-1 S^-1)。

3）室温下，研究人员在转移到SiO₂/Si上的石墨烯中也观察到了量子霍尔效应(QHE)，用h-BN包裹的转移石墨烯在1.7K下记录到分数量子霍尔效应 (FQHE)，具有高达 ~280,000 cm² V^-1 s^-1 的高迁移率。此外，在4英寸石墨烯/硅晶圆上制备的集成热发射器阵列在近红外区显示出显著的广谱发射。

Gao, X., Zheng, L., Luo, F. et al. Integrated wafer-scale ultra-flat graphene by gradient surface energy modulation. Nat Commun 13, 5410 (2022).

DOI：10.1038/s41467-022-33135-w

https://doi.org/10.1038/s41467-022-33135-w

3. JACS：合成单分散的弱限域态CdSe、CdS立方体

浙江大学彭笑刚等报道发展了一种普适性的合成粒径≤30 nm的正方形zinc-blende（面心立方）结构的CdSe、CdS、CdSe/CdS核壳纳米晶体。由于纳米粒子的边长比半导体的激子尺寸高5倍(激子具有比较弱的空间限域作用)，这种纳米晶体展示了新颖的光物理性质，包括接近100 %的单激子和双激子荧光量子效率、没有荧光闪烁现象的单个纳米粒子、混合型激子荧光衰减、载流子的单指数衰减寿命低于μs、非常稳定并且较窄的荧光峰（FWHM<0.1 meV, 1.8 K）。

本文要点：

1）通过精确的选择合适熵的配体，合成了边长达到30 nm的CdSe、CdS（激子尺寸为5.6 nm），以及CdSe核的尺寸为5~16 nm的CdSe/CdS核壳结构。

由于这种单分散纳米粒子具有临界尺寸、形状、晶面结构，在室温条件实现了与尺寸有关的室温荧光，比如不常见的与粒子尺寸大小有关的非常宽的荧光峰（半峰宽度达到~100 meV）、荧光峰的能量呈现非单调变化特点、双峰单激子荧光。

2）模拟计算结果显示这种优异的荧光性能归因于动态激子的带边电子/空穴态，这种情况的激子结合能非常小，在弱限域状态纳米晶体中无法使光生电子-空穴对保持Wannier结合激子状态。

Liulin Lv, Shaojie Liu, Jiongzhao Li, Haixin Lei, Haiyan Qin, and Xiaogang Peng*, Synthesis of Weakly Confined, Cube-Shaped, and Monodisperse Cadmium Chalcogenide Nanocrystals with Unexpected Photophysical Properties, J. Am. Chem. Soc. 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c05151

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c05151

4. JACS：冰晶模板合成MOF纳米粒子二维超结构

东华大学李小鹏、江苏理工学院宋肖锴、昆士兰大学Yusuke Yamauchi等报道通过冰模板法合成二维层状MOF纳米粒子材料，无需任何外部作用，仅仅通过自组装过程就能够得到单层或双层MOF纳米粒子，在这些相邻的多面体MOF纳米粒子之间通过晶面堆积排列形成有序的阵列超结构纳米粒子。随后将层状MOF进行热解，由于热解过程向外收缩力，得到空心碳纳米粒子互连的二维超结构材料，并且展示了优异的电催化活性。

本文要点：

1）由于具有高比表面积、多级孔结构、较高浓度的暴露活性位点、能够进行快速的电子转移等优势，这种二维层状碳展示了优异的碱性ORR性能，性能达到单个碳纳米粒子性能的10倍。

2）通过这种方法能够制备多种MOF纳米粒子的二维超结构（比如ZIF-8、UiO-66、MIL-88），这种制备能够兼容粒子分布较宽的情况、多种MOF共同存在的情况。随后的热解反应过程得到相互连接的空心碳球，这是相关报道首次得到相互连接的碳球。这项研究展示了冰模板法能够作为一种构建MOF超结构非常有效的方法。

Yujie Song, et al, Two-Dimensional Metal–Organic Framework Superstructures from Ice-Templated Self-Assembly, J. Am. Chem. Soc. 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c06109

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c06109

5. JACS：共价有机材料高活性OER

通过分解水制氢作为“可持续能源”需要克服OER半反应动力学缓慢的缺点，人们发展了将有机-无机结合的方式进行模拟PS II体系高效率进行OER，但是目前该体系只适用于均相催化剂，无法用于异相催化。对催化剂结构的相关理解非常薄弱，而且难以控制反应机理过程是限制这一发展的关键难点。有鉴于此，维尔茨堡大学Florian Beuerle、Frank Würthner等报道合成了一种高结晶度的COF材料用于化学/光化学水氧化反应。合成的COF材料通过互穿型结构保证其稳定性，因此在多次催化反应循环过程后仍保持较好的催化活性。

本文要点：

1）合成的COF是目前此类固体有机金属晶体材料性能最好的，OER反应速率达到~26000 μmol L^-1 s^-1，（二级速率常数k≈1650 μmol L s^-1 g^-2）。催化剂能够在稀疏溶液同样实现性能优异的光催化（k≈1600 μmol L s^-1 g^-2）。

2）将Ru(bda)的二醛基分子构建晶化/无定形的3D亚胺聚合物材料，可逆的亚胺键为骨架材料提供连接，发现无定形状态的Ru(bda)-聚合物表现适中的化学氧化和水氧化反应活性，但是晶化的Ru(bda)-COF具有优异的水氧化活性，相比于无定形聚合COF，这种COF材料通过金属和有机晶体之间的协同相互作用，分解水反应的性能提高了20-30倍，晶化Ru(bda)-COF的制氧速率高达~26000 μmol L^-1 s^-1。通过分别在酸性/中性环境考察催化剂性能，验证具有很好的稳定性和可回收再利用特点。并且通过H/D交换动力学同位素效应、分子建模等方法研究OER机理，研究关键的生成O-O化学键的过程（I2M vs WNA）区别，发现Ru(bda)-COF具有纳米尺度的结构排列实现了协同构建O-O化学键的机理。

Suvendu Karak, et al, A Covalent Organic Framework for Cooperative Water Oxidation, J. Am. Chem. Soc. 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c07282

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c07282

6. JACS：两性离子聚合物梯度界面相用于碱性电解液中锌的可逆性电化学

水系碱性锌电池是一种具有科学和技术价值的电池，它们提供了具有成本效益和安全的电能存储潜力。尽管锌负极较差的电化学可逆性、形状变化、锌在电解液中长时间暴露时容易被表面氧化物和氢氧化膜钝化、水的电还原等问题已经得到了很好的研究，但仍是尚未解决的挑战。近日，康奈尔大学Yong Lak Joo，Rong Yang，Lynden A. Archer利用分子设计和气相沉积的两性离子梯度(ZG)聚合物界面，在碱性水溶液中实现了可逆锌的电沉积。

本文要点：

1）通过扩散限制的衍生化反应，可以很容易地获得组成梯度，并能够有效地抑制锌负极上的化学和电化学HER过程。通过实验和计算，研究人员系统地揭示了抑制HER和表面钝化反应的分子机理，表明控制水分子在电解液−负极界面的分布和活性为降低其参与HER的倾向提供了强有力的机制。

2）基于ZG相间策略开发的高性能Zn||NiOOH和Zn||空气电池显示出长期稳定的电化学性能潜力。此外，这里采用的这种相间设计策略简单明了，原则上这一概念很容易适用于基于任何其他当代感兴趣的金属的水和非水电池，以实现低成本和长时间的电能存储。

Shuo Jin, et al, Zwitterionic Polymer Gradient Interphases for Reversible Zinc Electrochemistry in Aqueous Alkaline Electrolytes, J. Am. Chem. Soc., 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c06757

https://doi.org/10.1021/jacs.2c06757

7. JACS：综合硫酮衍生的苝二酰亚胺及其生物共轭物用于成像示踪和靶向光动力治疗

国立台湾大学周必泰教授和Ja-an Annie Ho在酰亚胺N位点上将发色团3,4,9,10-苝四羧基二酰亚胺(PDI)以苯基取代基固定，然后进行硫离子化，得到一系列硫酮产物1S-PDI-D、2s-顺式PDI-D、2s-反式PDI--D、3S-PDI-D和4S-PDI-D。

本文要点：

1）研究表明，这些产物的光物理性质与锚定硫酮的数量有关，其中，S0-S2(ππ*)跃迁具有显著的低洼吸收，并随着硫酮数量的增加而发生红移，而最低洼激发态属于跃迁禁止的S1(nπ*)构型。所有的nS-PDIs在溶液中都是非发射的，但其双光子吸收截面大于800 GM。飞秒瞬态吸收研究表明，S1(nπ*)-T1(ππ*)系统间交叉(ISC)速率大于10¹² s^-1，可产生接近100%的三重态群。

2）实验计算出最低洼T1(ππ*)能量排序为1S-PDI-D>2S-cis-PDI-D~ 2S-trans-PDI-D>3S-PDI-D>4S-PDI-D，其中1S-PDI-D的T1能量(1.10 eV)高于¹O₂的1Δ_g态的T1能量(0.97 eV)。1S-PDI-D可以在两端与肽FC131结合形成1S-FC131，也可以在两端与肽FC131和cyanine5染料相连接以得到Cy5-1S-FC131。体外实验表明，1S-FC131和Cy5-1S-FC131能够识别A549细胞和其他三种正常肺细胞，并能有效地进行光动力治疗。此外，这两种分子复合物也能够在A549异种移植瘤小鼠模型中表现出很好的抗肿瘤性能。其中Cy5-1S-FC131在同时实现荧光示踪和靶向光动力治疗方面具有更显著的优势。

Yao-Lin Lee. et al. Comprehensive Thione-Derived Perylene Diimides and Their BioConjugation for Simultaneous Imaging, Tracking, and Targeted Photodynamic Therapy. Journal of the American Chemical Society. 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c07967

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c07967

8. JACS：Ag-Ni电催化脱羧交叉偶联

Scripps研究所Phil S. Baran等报道发展了一种电催化交叉偶联反应方法，通过独特的Ag-Ni电催化剂体系，实现了氧化还原活性酯（RAE）与芳烃卤化物之间的交叉偶联反应。

本文要点：

1）以氧化还原活性酯（RAE）、芳烃卤化物作为反应物，以10 mol % NiCl₂·6H₂O/10 mol % 2,2′-bpy/30 mol % AgNO₃作为催化剂在室温条件DMF溶剂中反应。电流设置为12 mA，阳极和阴极分别为Mg和RVC碳。

2）作者发现在优化的反应条件，偶联反应的条件非常简单：暴露空气，使用纯度较低的工业级溶剂；以价格令人接受的配体和Ni原料作为催化剂，以低于化学计量比的AgNO₃，在室温条件进行催化反应。这种方法给出的反应结果达到了相关报道的最好结果，能够通过非常简单的合成方法快速生成难以得到的产物。作者通过克级量放大反应，验证说明该反应能够实现10克量级的流动相反应。

Maximilian D. Palkowitz, et al, Overcoming Limitations in Decarboxylative Arylation via Ag–Ni Electrocatalysis, J. Am. Chem. Soc. 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c08006

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c08006

9. Angew：具有d带调制中心Pd和Sn负载和分布在MXene上用于抗CO的甲醇氧化

直接甲醇燃料电池(DMFC)的效率很大程度上取决于甲醇氧化反应(MOR)催化剂的活性和耐久性。近日，中山大学Zhiping Zeng，Dingshan Yu，苏州科技大学Hongbin Yan提出了一种基于Se掺杂MXene的用于MOR具有抗CO的Pd-TiN纳米合金催化剂（PdSn_0.5/Se-Ti₃C₂）。

本文要点：

1）研究人员采用Se掺杂和逐步一步电沉积的方法合成了PdSn_0.5/Se-Ti₃C₂催化剂。用相同的方法制备了Pd/Se-Ti₃C₂，不添加SnCl₂。

2）实验结果显示，Pd/Se-Ti3C₂催化剂的MOR质量活性（1046.2 mA mg^-1）是Pd/Ti₃C₂催化剂的2倍以上，表明Se原子的引入可能加速了反应动力学。而PdSn_0.5/Se-Ti₃C₂催化剂具有较高的MOR质量活性（4762.8 mA mg^-1），优于许多已报道的Pd基催化剂。

3）实验结果和理论计算都表明，金属晶体与Se掺杂Mxene的电子相互作用增强和Pd-Sn位的优化分布可以调节d带中心，降低Pd位上CO*的吸附能，促进Sn位上OH*的生成，从而通过与相邻Sn位上邻近的OH物种反应，高效地脱除CO中间体。

Shufen Chen, et al, Engineering Support and Distribution of Palladium and Tin on MXene with the Modulation d-Band Center for CO-resilient Methanol Oxidation, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202209693

https://doi.org/10.1002/anie.202209693

10. Angew：靶向递送单线态氧：生物正交代谢分流连接乏氧以快速释放单线态氧

单线态氧可以由芳香族过氧化物的热裂环反应所生成。在治疗环境中化学生成单线态氧时，需要对这种细胞毒性物种释放的时间和地点进行严格控制。大连理工大学Engin U. Akkaya教授和Lei Wang通过研究表明，使用含乏氧响应单元和氟化物触发的内过氧化物单元的双模块设计策略可以建立一个生物正交代谢分流，其中酶催化产生的亚微摩尔氟化物信号起着关键作用。

本文要点：

1）细胞硝化还原酶会在生物正交酶活性中被重新利用，其在目标化合物还原时会释放氟离子。在初始反应中释放的氟离子能够除去甲硅烷基，以实现高度加速的单线态氧释放。

2）结果表明，该策略能够在乏氧和常氧条件下表现出具有显著差异的细胞毒性，研究者也通过显微镜观察、活力测定和对照化合物实验对该结论进行了证明。

Hao Wu. et al. Targeted Singlet Oxygen Delivery: A Bioorthogonal Metabolic Shunt Linking Hypoxia to Fast Singlet Oxygen Release. Angewandte Chemie International Edition. 2022

DOI: 10.1002/anie.202210249

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202210249

11. ACS Nano：通过MOF纳米颗粒递送miRNAs以协助神经干细胞治疗缺血性卒中

中风是全球最常见的致残原因之一。神经干细胞(NSC)疗法可以替代丢失和受损的神经元，是一种潜在的中风治疗方法。由于只有少数NSC会发生神经元分化，因此NSC治疗效果也受到严重的阻碍。神经元特异性的miR-124可促进NSCs向成熟神经元分化，能够结合NSC疗法以治疗缺血性脑卒中。然而，miR-124的不稳定性和内化不良严重也阻碍了其进一步的临床应用。有鉴于此，山东大学刘宏教授、王希玮、仇吉川教授和山东第一医科大学第一附属医院辛涛教授提出了一种创新策略，即通过CaMOF@miR-124纳米系统递送miR-124，该策略可以有效防止核酸酶对miR-124的降解，并促进NSCs对miR-124的内化。

本文要点：

1）研究者利用体外细胞实验评估了NSCs加速神经元定向分化的作用，并通过将NSC疗法与Ca-MOF@miR进行联合治疗的体内实验研究了该纳米给药系统治疗缺血性脑卒中的临床应用潜力。

2）研究发现，Ca-MOF@miR-124纳米颗粒可促进NSCs在5天内分化为具有电生理功能的成熟神经元。经Ca-MOF@miR-124纳米颗粒处理的细胞的分化速度比未处理的细胞快至少5天。实验结果表明，Ca-MOF@miR-124纳米颗粒能够在治疗第7天将缺血区域降低到几乎正常水平。综上所述，该研究表明将Ca-MOF@miR-124纳米颗粒与NSC治疗相结合的策略有望进一步增强对外伤性神经损伤和神经退行性疾病的治疗效果。

Hongru Yang. et al. Delivery of miRNAs through Metal−Organic Framework Nanoparticles for Assisting Neural Stem Cell Therapy for Ischemic Stroke. ACS Nano. 2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c04886

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c04886