1. Nature：实现百公里自由空间高精度时间频率传递
近年来，基于超冷原子光晶格的光波段原子钟（光钟）的稳定度已进入E-19量级，将形成新一代的时间频率标准（光频标），结合广域、高精度的时间频率传递可以构建广域时频网络，将在精密导航定位、全球授时、广域量子通信、物理学基本原理检验等领域发挥重要作用。
中国科学技术大学潘建伟及其同事张强、姜海峰、彭承志等与上海技物所、新疆天文台、中科院国家授时中心、济南量子技术研究院和宁波大学等单位合作，通过发展大功率低噪声光梳、高灵敏度高精度线性采样、高稳定高效率光传输等技术，首次在国际上实现百公里级的自由空间高精度时间频率传递实验，时间传递稳定度达到飞秒量级，频率传递万秒稳定度优于4E-19。实验结果有效验证了星地链路高精度光频标比对的可行性，向建立广域光频标网络迈出重要一步。
Shen, Q., Guan, JY., Ren, JG. et al. Free-space dissemination of time and frequency with 10−19 instability over 113 km. Nature (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05228-5
2. Nature Materials：金属-有机框架中的交换控制三重态聚变
从光伏到生物成像，基于三重态聚变的光子转换具有广泛的应用前景。然而，在传统的分子和聚合物系统中，三重态聚变的效率因其自旋依赖性而受到严重限制。今日，麻省理工学院Dinca Mircea、Baldo Marc A报道了金属-有机框架中的交换控制三重态聚变。
本文要点：
1) 作者展示了金属-有机框架（MOF）的固有可裁剪性，结合其高度多孔且有序的结构，通过最小化条间交换耦合，在单重态和五重态中实现了三重态-三重态对之间的有效自旋混合。
2) 作者还在NU-1000中实现了单重态-五重态耦合，并且在NU-1000上观察到异常磁场效应，这归因于单重态和五重态之间的诱导共振。在相对较低的外加磁场（0.14 T）下，室温下就能够增加聚变率 。
Ha, DG., Wan, R., Kim, C.A. et al. Exchange controlled triplet fusion in metal–organic frameworks. Nat. Mater. (2022).
DOI: 10.1038/s41563-022-01368-1
https://doi.org/10.1038/s41563-022-01368-1
3. Nature Materials：机械变色纺织品用强韧胆甾液晶弹性纤维
随着科技的不断发展，能够感知和响应环境刺激的智能纺织品逐渐在医疗、体育和时尚等多领域受到广泛关注。近年来，有关可穿戴设备和智能服装的研究已经取得了许多进展，其中，基于胆甾的液晶弹性体具有强烈的机械变色响应，是一类极具潜力的机械响应性纺织品，但由于存在Plateau–Rayleigh不稳定性，因此易于将前体溶液分解成液滴，使得制造适合于纺织品的液晶弹性体纤维备受挑战。
鉴于此，卢森堡大学的Jan P. F. Lagerwall 教授课题组提出了一种能平衡前体溶液粘弹特性的方法，实现了机械响应性且强韧性的胆甾型液晶弹性体纤维制备。
本文要点：
1) 该研究所制备的弹性体纤维在拉伸比200 %时，具有快速、渐进和可逆的机械力致变色（从红色到蓝色），波长移动达155 nm；
2) 对弹性体纤维进行“编程”，所得纺织品对于任何单轴应变，沿着弧线均可看到一系列机械变色响应，且每个针脚可以根据其相对于应变方向的角度显示不同的颜色；
3) 该新型机械响应性纤维可以作为纺织品缝进衣服里，且能经受反复拉伸和循环机洗，并保持机械和性能稳定。
Geng, Y., Kizhakidathazhath, R. & Lagerwall, J.P.F. Robust cholesteric liquid crystal elastomer fibres for mechanochromic textiles. Nature. Materials. (2022).
DOI: 10.1038/s41563-022-01355-6
https://doi.org/10.1038/s41563-022-01355-6
4. JACS：通过扭曲分子内电荷转移(TICT)过程精确控制荧光团发射的总体设计策略
用于生物成像的荧光探针已经成为生命科学和医学的重要工具，而其发展的关键是对可用于荧光开关控制的机制的准确理解，如光诱导电子转移（PET）和Förster共振能量转移（FRET）。近日，庆应义塾大学Kenjiro Hanaoka，东京大学Yasuteru Urano建立了一种新的分子设计策略，通过控制扭曲的分子内电荷转移(TICT)过程，合理地开发可活化的荧光探针，这些探针响应于目标生物分子而显示出荧光开/关的变化。
本文要点：
1）这种方法是在通过含时密度泛函理论(TD-DFT)计算和其衍生物的光物理评价对N-苯基罗丹明染料(可作为QSY系列购得)的荧光猝灭机理进行彻底研究的基础上开发的。
2）为了说明和验证这种基于TICT的设计策略，研究人员采用它来开发实用的HaloTag和SNAP-tag荧光探针。进一步研究表明，TICT控制的荧光开/关机制可以通过合成用于HaloTag的基于Si罗丹明的荧光探针来推广，从而提供了一个涵盖可见光和近红外范围的化学染料调色板。
Kenjiro Hanaoka, et al, General Design Strategy to Precisely Control the Emission of Fluorophores via a Twisted Intramolecular Charge Transfer (TICT) Process, J. Am. Chem. Soc., 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c06397
https://doi.org/10.1021/jacs.2c06397
5. JACS：通过具有可转换功能配体的钍团簇实现高的光/热催化产物选择性和转化率
由于钍元素易水解导致它们的合成困难，使得钍团簇的结构探索和功能应用仍然非常少见。近日，华南师范大学兰亚乾教授，Jiang Liu设计并合成了四种不同的六核钍簇合物[Th6O4(OH)4(HCOO)12(H2O)6]（Th6-MA，MA=甲酸）、[Th6O4(OH)4(BEN)12(H2O)6]（Th6-BEN，BEN=苯甲酸）、[Th6O4(OH)4(FCC)8(NO3)4(DMA)4]（Th6-Fcc，Fcc=二茂铁甲酸）和[Th6(μ4-O)2(μ3O)2(μ-OCH3)4(C8A)2(DMF)6]（Th6-C8A，C8A=杯[8]芳烃）在合成过程中加入不同的官能化封端配体。
本文要点：
1）随着官能化有机配体配位的变化，四个六核钍原子簇呈现出不同的结构特征，它们的光吸收能力(从紫外光扩展到可见光区域)以及电荷分离能力也表现出显著的差异。这使得人们可以将这些钍原子团作为一个模型系统来系统地阐明由结构引起的特定性质的变化。
2）基于这些优点，研究人员首次将其应用于光或热驱动的胺氧化反应(包括苯胺氧化和苯胺氧化)。在光催化苯甲胺氧化偶联反应中，Th6-C8A的光催化活性最高，转化率高达99%，高于Th6-Fcc（87%），远高于Th6-MA（6%）和Th6-Ben（15%）。实验表征和理论计算结果表明，Th6-C8A具有较强的电荷分离能力和对O2的较强吸附能力，有利于活化反应底物，提高光催化转化效率。
3）当该模型体系用于苯胺氧化时，可以通过使用不同的配体来实现对不同产物的高选择性转化。Th6-MA和Th6-BEN对AB(94%，偶氮苯)和AOB(100%，偶氮苯)具有高选择性，转化率接近100%，Th6-Fcc对NSB(100%，亚硝基苯)和NB(100%，硝基苯)具有高选择性。值得注意的是，Th6-C8A作为催化剂可以高选择性地活化H2O2氧化苯胺生成AOB(98%)、NSB(93%)和AB(77%)，具有高转化率。理论计算表明，H2O2的活化位主要在Th4+位，溶剂化效应促进了Ph-NHOH中间体的生成，从而导致苯胺的氧化产物不同。这是首次利用钍簇合物催化剂实现对苯胺氧化反应中四种不同产物的选择性调节。
这项工作为更有效的钍簇合物催化剂的结构设计和催化应用(光催化或热催化)提供了新的研究策略。
Qian Niu, et al, Achieving High Photo/Thermocatalytic Product Selectivity and Conversion via Thorium Clusters with Switchable Functional Ligands, J. Am. Chem. Soc., 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c08258
https://doi.org/10.1021/jacs.2c08258
6. Angew：PNP配体在钴介导的白磷活化和功能化中的作用
作为白磷（P4）氯化途径的一种生态替代品，过渡金属介导的白磷活化以获得实用的磷产品备受关注。俄罗斯科学院喀山科学中心有机物理化学研究所Dmitry G. Yakhvarov等报道了一种利用含PNP配体的钴配合物进行P4活化、转化和后续功能化的简便方法。
本文要点：
1）使用N,N -bis(diphenylphosphino)amine作为配体，可以将P4四面体转化为锯齿状链，形成络合物[Co(Ph2PNHP(Ph2)PPPPP(Ph2)NHPPh2)]BF4。PNP配体中氮原子上存在有机取代基，可以与η1-配位的P4分子形成配合物，这表明N-H键在白磷四面体转化中起着关键作用。
2）此络合物可以通过与Ph2PCl的反应容易地官能化，从而形成一种新的具有独特P9配体的配合物。所得结果为在过渡金属配合物的配位领域中方便地构建新的多磷配体提供了机会。
Kuchkaev, A..M., Kuchkaev, A..M., Khayarov, K..R., Zueva, E..M., Dobrynin, A..B., Islamov, D..R. and Yakhvarov, D..G. (2022), Angew. Chem. Int. Ed. Accepted Author Manuscript.
DOI: 10.1002/anie.202210973
https://doi.org/10.1002/anie.202210973
7. Angew：质量选择手性阴离子分离中的光电圆二色性成像
光电圆二色性（PECD）是由圆偏振光诱导的非外消旋样品的光电发射中的一种前后不对称现象。由于PECD光谱对分子手性电位的敏感性增加，因此与其他手性方法相比，PECD光谱在手性鉴别方面具有潜在的分析优势。在PECD光谱中使用阴离子可以实现质量选择性，并为采用桌面光源的简单实验方案提供了途径。然而，阴离子的PECD证据有限，并且缺乏对光脱附中控制PECD电子动力学的力的洞察力。鉴于此，德国马普所Mallory Green等证明了质量选择的去质子1-吲哚阴离子在光脱附中的PECD效应。
本文要点：
1）通过利用具有可调谐光源的速度图成像光电子能谱，在很宽的光子能量范围内测定了能量分辨的PECD。且观察到的PECD高达11%，与中性物种的测量结果相似。
2）通过与中性1-吲哚醇的当前理论预测和实验结果进行比较，本文迈出了探索PECD中短程相互作用作用的第一步。
Triptow, J., Fielicke, A., Meijer, G. and Green, M. (2022), Angew. Chem. Int. Ed.
DOI: 10.1002/anie.202212020
https://doi.org/10.1002/anie.202212020
8. AM：用于稳定钙钛矿光伏的光触发可持续缺陷钝化
实时动态更新了光致缺陷和自由移动卤素离子的生成过程。大多数报道的策略是静态和短期的，这使得他们的光稳定性的改善非常有限。因此，寻找与缺陷产生的动态特性相匹配的新的钝化策略是非常迫切的。如果没有新产生的缺陷，钝化分子应该存在于不会成为缺陷产生起始位点的构型中。对于新产生的缺陷，钝化分子应该转移到拥有钝化位点的其他构型中。苏州大学王照奎教授等采用经典的光异构分子螺吡喃，其前后异构形式满足两种不同构型的要求，实现后续操作中光诱导缺陷出现时的状态转移和连续更新缺陷的动态捕获。
本文要点：
1）螺吡喃作为光触发和自愈的可持续钝化位点，实现了缺陷的持续修复。目标器件在紫外照明下老化456 h，在全光谱照明下老化1200 h，均能保持93%和99%的初始功率转换效率。
2）该研究为钙钛矿光伏中实现连续缺陷钝化和薄膜愈合提供了一种新的可持续钝化策略概念。
Shi, Y.-R., Wang, K.-L., Lou, Y.-H., Liu, G.-L., Chen, C.-H., Chen, J., Zhang, L. and Wang, Z.-K. (2022), Light-Triggered Sustainable Defect-Passivation for Stable Perovskite Photovoltaics. Adv. Mater.
DOI: 10.1002/adma.202205338
https://doi.org/10.1002/adma.202205338
9. AM：高效稳定钙钛矿太阳能电池用无掺杂双噻吩亚胺基聚合物空穴传输材料
开发高迁移率、长期稳定性和全面钝化的空穴传输材料(HTMs)，对于同时提高钙钛矿太阳能电池(PVSCs)的效率和稳定性具有重要意义。华南理工大学薛启帆副研究员等成功开发了两种具有交替苯二氮噻吩(BDT)和双噻吩亚胺(BTI)单元的供体-受体(D-A)共轭聚合物PBTI和PFBTI，由于分子骨架具有良好的平面性和扩展共轭性，具有良好的空穴迁移率。
本文要点：
1）这两种共聚物都可以作为HTMs，具有合适的能级和有效的缺陷钝化。缩短BTI单元的烷基链，在BDT基团上引入氟原子，可有效增强HTMs的空穴迁移率和疏水性，从而提高PVSCs的效率和稳定性。因此，以PFBTI为HTM的有机-无机混合PVSCs的功率转换效率(PCE)为23.1%，大大提高了长期运行和环境稳定性，这是迄今为止报道的无掺杂聚合物HTMs的PVSCs的最佳效率之一。
2）此外，PFBTI还可应用于无机PVSCs和钙钛矿/有机串联太阳能电池，PCE分别达到17.4%和22.2%的历史新高。这些结果说明了PFBTI作为一种高效和广泛应用的HTM在制备高成本和稳定的PVSCs方面的巨大潜力。
Bai, Y., Zhou, Z., Xue, Q., Liu, C., Li, N., Tang, H., Zhang, J., Xia, X., Zhang, J., Lu, X., Brabec, C.J. and Huang, F. (2022), Dopant-free Bithiophene Imide-based Polymeric Hole Transporting Materials for Efficient and Stable Perovskite Solar Cells. Adv. Mater.
DOI: 10.1002/adma.202110587
https://doi.org/10.1002/adma.202110587
10. Nano Letters：简易合成生物碳基MoS2复合材料用于高性能超级电容器
纳米复合材料因其环保和高性价比的特性，在下一代储能设备的开发中获得了很高的需求。然而，它们的短期能量保持性和边际稳定性被认为是需要克服的障碍。近日，韩国嘉泉大学Seongjae Cho通过简单的水热方法合成了生物碳基MoS2 (Bio-C/MoS2)纳米颗粒，展示了一种高性能的超级电容器。
本文要点：
1）采用一步水热技术，从天然枣皮和种子生产生物碳/二硫化钼复合材料。采用一个简单的热解过程，从低成本和生态友好的红枣种子中制备生物碳纤维(Bio-C)。对于MoS2纳米颗粒，枣皮提取物作为还原剂和稳定剂。在直径小于50 nm的情况下，成功地获得了均匀分散的MoS2球。结构分析表明，Bio-C/MoS2复合材料具有纳米球形状，提供了更大的电活性位点，高孔通道结构允许离子在电解质中扩散。
2）实验结果显示，裸MoS2纳米球、Bio-C和Bio-C/MoS2复合电极电容器的电容分别约为235、575和945 F g−1，在电流密度为0.5 A g-1的情况下循环10000次后，电荷损失仅为5%。采用这种纳米结构的Bio-C/MoS2复合电极的全固态对称超级电容器件的最大能量密度为157.9 Wh kg−1，经过10000次循环后，具有优异的循环稳定性，容量保持90%。
研究结果将为设计高性能储能技术的环保材料铺平新的道路。
Hansa Mahajan, et al, Facile Synthesis of Biocarbon-Based MoS2 Composite for High Performance Supercapacitor Application, Nano Lett., 2022
DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c02595
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c02595
11. Nano Letters：金属-金属氧化物催化界面的形成和结构演化:强金属-载体键合、有序金属间化合物和单原子
深入研究金属−与金属氧化物的相互作用及其演化对于多相催化来说至关重要，其有助于理解和操纵催化基元的结构。近日，阿贡国家实验室Hua Zhou，新加坡国立大学Qian He，弗吉尼亚理工大学Huiyuan Zhu报道了原位和非原位高角度环形暗场扫描透射电镜(HAADF-STEM)、x射线吸收光谱(XAS)研究和对一系列核/壳金属/铁氧化物NPs (M/FeOx, M = Pd, Pt, Au)的系统催化评价，以探测它们在金属-金属氧化物界面构建和H2处理(M/FeOx-H)过程中的结构演化。
本文要点：
1）对于Pd/FeOx体系，研究人员从STEM研究中观察到H2处理后Pd - Fe键比Pd - Pd键的比例增加，并形成Pd单原子(SAs)，证实了SMSI的形成。在Pt/FeOx体系中，发现Pt核转变为具有L10和L12混合相的有序金属间质PtFe。在Pt/FeOx界面形成时，在氧化壳层上观察到Pt SAs。在合成后H2处理过程中，PtFe金属间化合物核的热力学稳定性没有进一步的变化。相反，在Au/FeOx中，除了多孔的蛋黄/壳的形成和微不足道的Au-Fe键合外，没有观察到实质性的结构变化。
2）研究人员比较了Pd/FeOx-H在乙炔(C2H2)半氢化反应中不同H2O2处理阶段的催化性能，发现只有SMSIR修饰的样品在300 ℃下同时具有较高的C2H2转化率和乙烯(C2H4)选择性。在300 ℃下处理30 min或1 h, Pd/FeOx-H在60 ℃下的转化率分别为92.7%或100%，C2H4选择性分别为88.8%或86.5%。
Zihao Yan, et al, Metal−Metal Oxide Catalytic Interface Formation and Structural Evolution: A Discovery of Strong Metal−Support Bonding, Ordered Intermetallics, and Single Atoms, Nano Lett., 2022
DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c02568
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c02568
12. Nano Letters: 等离激元催化反应中的等离激元电势
利用金属/掺杂半导体的等离激元效应调控催化反应的产率和选择性不仅可以将太阳能高效转化成化学能，而且为精准合成提供了新方法。例如，光照下铜的等离激元可以显著提升重要的工业反应乙烯环氧化的选择性。通常认为，等离激元催化反应中速率或产物选择性的改善来自于等离激元弛豫过程中的热电子和热效应。最近，香港城市大学吕坚院士研究团队发现：等离激元电势，即一种光电势，也会对具有纳米结构的银电极表面的氧还原速率产生影响，甚至在特定光照和偏压下，起主导作用，并进一步发展了一种量化和区分等离激元电势、热电子、热效应各自贡献的简便方法。相关成果在Nano Letters上在线发表。
Weihui OU, et al. Plasmoelectric Potential in Plasmon-Mediated Electrochemistry. Nano Lett. 2022,
DOI：10.1021/acs.nanolett.2c01035
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.2c01035
