1. Nature Commun.：分级纳米马氏体设计的低成本超强韧钛合金

由于晶界的低热稳定性，晶界工程（GBE）对可实现的微结构的精细度和类型表现出一些限制，而独特的化学晶界工程（CBE）使研究人员能够创造出具有超细分级异质微结构的金属材料，以提高材料的机械性能。近日，西安交通大学孙军院士，张金钰教授使用低成本的亚稳态Ti-2.8Cr-4.5Zr-5.2Al（wt.%）合金作为模型材料，通过Cr和al合金元素之间的显著扩散失配来构建平均厚度约为20 nm的分级纳米马氏体，从而产生高密度的化学晶界(CBs)。

本文要点：

1）对于这种亚稳钛合金，屈服强度的显著提高源于致密的纳米马氏体界面强化，而大的塑性则归因于等轴初生α (α_p)球晶辅助下的分级3D α'/β片晶的多级应变硬化。与空冷锻造合金(σy～981 MPa，εf～22.8%)相比，这种具有～20nm厚纳米马氏体的分级结构WQ Ti-2.8Cr-4.5Zr-5.2Al合金具有超高强度σy～1266 MPa和高塑性εf～12.6%。

2）分级纳米马氏体工程策略为合金提供了所需的强度和延展性的组合，这有可能应用于许多可转变合金，并揭示了超强但延展性结构材料的微结构设计的新目标。

Zhang, C., Bao, X., Hao, M. et al. Hierarchical nano-martensite-engineered a low-cost ultra-strong and ductile titanium alloy. Nat Commun 13, 5966 (2022).

DOI：10.1038/s41467-022-33710-1

https://doi.org/10.1038/s41467-022-33710-1

2. JACS：单原子钇工程Janus电极助力可充电Na-S电池

由于可充电的Na-S电池具有相当高的能量密度、丰富的元素和较低的成本，因此其发展前景非常广阔，但其发展仍面临S物质氧化还原动力学缓慢、多硫化物穿梭效应以及Na枝晶生长等问题的严重阻碍。根据理论指导的预测，稀土金属钇(Y)-N₄单元已被筛选为多硫化物的化学亲和力及其电催化转化以及可逆的均匀Na沉积的有利Janus位点。鉴于此，清华大学李亚栋院士，王定胜教授，中科院福建物构所温珍海研究员专注于电极工程的发展，利用密度泛函理论（DFT）计算和电化学研究来开发高性能Na-S全电池。

本文要点：

1）理论计算预测，YN₄/C可以降低Na₂S分解势垒，并对多硫化物（Na₂S₆）展现出强吸收能，以及提供有效的亲Na位点促进均匀Na成核。

2）研究人员设计并合成了一种掺入N掺杂碳多面体中的Y单原子（Y SAs/NC），以构建Y SAs/NC-S||Y SAs/NC-Na全电池，其表现出高容量、优异的倍率性能和循环耐久性（在5 A g^-1下1000次循环后的容量保持率为97.5%）。

3）全面的机理研究进一步表明，Y单原子位点可以电催化从S₈到最终产物Na₂S的还原反应，具有加速的反应动力学，并有效地减轻“穿梭效应”,以及在镀钠/剥离过程中在高电流密度下表现出稳定的循环性能。

4）研究人员进一步制造了柔性Na-S软包电池（6 cm × 6 cm )，其表现出稳定的循环性能，突出了Y-SAs/NC在Na-S电池中的应用潜力。因此，这项工作将提供一个实用的策略，通过使用SACs精确地操纵Na和S电化学来制造高性能Na-S全电池。

Erhuan Zhang, et al, Single-Atom Yttrium Engineering Janus Electrode for Rechargeable Na−S Batteries, J. Am. Chem. Soc., 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c07655

https://doi.org/10.1021/jacs.2c07655

3. JACS：光激活免疫刺激纳米药物治疗免疫代谢性癌症

中国科学院上海硅酸盐研究所施剑林院士和同济大学医学院Min Zhou等报道了一种合理设计的具有光激活免疫治疗功能的肿瘤协同治疗免疫刺激剂(CC@SiO₂-PLG)。

本文要点：

1）这种CC@SiO₂-PLG纳米平台由过氧化氢酶和光敏剂(Ce6)共同封装在二氧化硅胶囊中，免疫刺激剂通过活性氧可裂解连接剂与之结合。CC@SiO₂-PLG在肿瘤组织中积累后，产生O₂以缓解肿瘤缺氧，并在激光照射下促进单线态氧(¹O₂)的产生，不仅破坏肿瘤，还释放肿瘤相关抗原(TAAs)。同时，光产生的¹O₂破坏连接子，导致CC@SiO₂-PLG上的共轭吲哚胺2,3-双加氧酶(IDO)抑制剂远程释放，从而导致免疫抑制肿瘤微环境逆转。

2）释放的TAAs与IDO介导的色氨酸/犬尿氨酸代谢途径的抑制一起诱导了对CC@SiO₂-PLG介导光疗的增强抗肿瘤免疫反应。因此，在小鼠异种移植瘤模型中，原发性/远处肿瘤和肺转移的生长受到了极大的抑制，而光疗法无法达到这一效果。

Wencheng Wu, et al. Photoactivatable Immunostimulatory Nanomedicine for Immunometabolic Cancer Therapy. J. Am. Chem. Soc. 2022.

DOI: 10.1021/jacs.2c07872

https://doi.org/10.1021/jacs.2c07872

4. Angew：单一光催化剂催化烯烃α-酰基化

实现烯烃α-酰化双官能化的直接策略在复合酮的合成中具有很大的吸引力。近日，中国科学院理化技术研究所吴骊珠院士首次成功地开发了单一光催化剂驱动的烯烃α-酰化反应。

本文要点：

1）在没有过渡金属催化剂和NHC催化剂的情况下，各种烯烃可以通过氟甲基、烷基、磺酰基和硫代丙烯基化双官能化直接转化为精油酮，选择性高，产率高，即使对未活化的烯烃也是如此。

2）成功的关键是α-酮酸对PC*的动力学惰性，从而导致动力学有利的自由基前体优先使烯烃的β位置官能化。同时，α-酮酸在氧化还原-中性催化体系中作为亲电剂被原位烷基阴离子攻击而催化α酰化反应，对酰基自由基的形成非常缓慢。

这项研究充分利用光催化剂来揭开一个多方面的挑战，不仅为烯烃的α酰化反应提供了一个简洁的设计原则，而且在由固有底物反应动力学决定的烯烃的化学和区域选择性去功能化方面也提供了一个未被认识到的机会。

Yuan-Yuan Cheng, et al, α-Acylation of Alkenes by a Single Photocatalyst, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202208831

https://doi.org/10.1002/anie.202208831

5. Angew：分级超分子自组装：多嵌段微结构的制备与可视化

由于超分子自组装的快速动力学和再平衡，很难通过自下而上的分子策略来构建精准和可控的多嵌段结构。近日，香港科技大学唐本忠院士，华中农业大学金红林教授，华中科技大学Lin Wang利用CB[8]与不同数目的AIEgen客体(2，1，0)之间的络合作用，实现了基于CB[8]、NaBr和CSPP的一锅分级超分子自组装，实现了不同荧光多嵌段微柱的制备，如Y–R–Y和N–R–N 3嵌段、N–Y–R–Y–N和Y–N–R–N–Y 5嵌段，以及Y–N–Y–R–Y–Y–Y–N–Y和N–Y–N–R–N–N–N–Y  7嵌段。这种由人工大环和普通盐在水溶液中制成的多嵌段微结构是前所未有的。此外，AIEgen作为荧光探针不仅研究溶液中的组装过程，而且在宏观水平上揭示了荧光多块微柱。

本文要点：

1）研究人员通过溶液核磁共振、紫外-可见吸收、荧光发射、寿命和荧光成像等表征，阐明了组装机理。每个荧光块的x射线单晶分析在分子水平上验证了组装的结构。荧光多嵌段微柱的形成受到多种超分子相互作用的协同控制，包括主体-客体相互作用、金属阳离子的配位以及带正电荷的客体在盐溶液中的组装。例如，参与组装的卤化钠的协同结合和竞争置换协同地结合在一起。有趣的是，CSPP组装的形成和解离平衡充当了CSPP的临时储库。

2）受组装机理的启发，研究人员推断，通过引入平衡反应来临时存储超分子组装体的部分原料，或者利用在卤化钠溶液中不同稳定性的主客体络合物，可以在一锅中制备更多种类的具有精确控制的功能区域的多嵌段结构。此外，这些想法也可以扩展到其他超分子组装。

Xiujuan Shi, et al, Hierarchical Supramolecular Self-assembly: Fabrication and Visualization of Multiblock Microstructures, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202211298

https://doi.org/10.1002/anie.202211298

6. Angew：Pt-Au合金催化甲酸的有氧氧化用于H₂O₂合成

通过电催化和光催化氧还原反应现场生产过氧化氢最近吸引了人们广泛的研究兴趣。然而，迄今为止，其实际应用一直受到活性低和需要复杂设备的严重困扰。近日，中科院长春应化所董绍俊院士合成了一系列超小型Pt_xAu_100-x合金来模拟HCOOH氧化酶用于H₂O₂合成，其中Pt₂₀Au₈₀催化剂在酸性条件下表现出最高的H₂O₂产率，达到了7.2mol g_cat^-1·h^-1。Pt₂₀Au₈₀催化剂的催化效率比电催化剂高1个数量级，比光催化剂高4个数量级。

本文要点：

1）实验结果表明，PtAu合金催化HCOOH脱氢的效率和氧还原为H₂O₂的选择性高于单金属Pt，保证了H₂O₂的高收率。

2）密度泛函理论(DFT)计算表明，Au纳米粒子上孤立Pt原子对甲酸脱氢的能垒低于纯Pt，这是反应速率提高的原因。

Jinxing Chen, et al, Platinum--Gold Alloy Catalyzes the Aerobic Oxidation of Formic Acid for Hydrogen Peroxide Synthesis, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202213930

https://doi.org/10.1002/anie.202213930

7. Angew：外加磁场下自旋效应对锂硫电池反应动力学和整体性能的促进作用

锂硫电池（LSB）仍然受到多硫化锂（LiPS）穿梭和Li-S反应缓慢的限制。鉴于此，西班牙加泰罗尼亚能源研究所Andreu教授证明当使用硫化钴作为催化添加剂时，由永磁体产生的外部磁场可以显著提高LiPS吸附能力和Li-S反应动力学。

本文要点：

1) 通过实验和理论证明，Co离子的电子自旋极化可以减少电子排斥并提高轨道杂化程度，从而提高的LSB的性能和稳定性。在外部磁场下，LSB在2 C下，8150个周期内的每个周期衰减率仅为0.0084%。

2) 该项工作不仅证明了一种有效的新型策略，它可以在无额外能源成本的情况下促进LiPS在LSB中的吸附和电化学转化，而且还丰富了自旋效应在电催化领域的应用。

Zhang, C., et al, Spin Effect to Promote Reaction Kinetics and Overall Performance of Lithium-Sulfur Batteries under External Magnetic Field. Angew. Chem. Int. Ed..

DOI: 10.1002/anie.202211570

https://doi.org/10.1002/anie.202211570

8. Angew：可充电电池有机电解质设计:从锂到镁

可充电镁电池(RMBs)由于其高容量和天然丰富的关键元素，被认为是“后”锂离子电池(LIB)技术中最可行的电池化学物质之一。镁离子导电电解质的基本性质对调控镁离子导体的整体性能起着至关重要的作用。西班牙CIC Energigune研究所Michel Armand等对不同镁离子导电电解质的发展进行了综合评述，以期了解镁离子导电电解质电池的研究现状。

本文要点：

1）作者对镁离子导电电解质电池与锂离子导电电解质电池的基本电化学进行了比较研究。

2）此外，本文还深入讨论了未来研究面临的挑战和可能的解决方案。目前的工作有望推动关键电解质的发现，从而提高RMBs的电化学性能和其他相关的新兴电池技术。

Zhang, H., Qiao, L. and Armand, M. (2022), Organic Electrolyte Design for Rechargeable Batteries: From Lithium to Magnesium. Angew. Chem. Int. Ed.. Accepted Author Manuscript.

DOI: 10.1002/anie.202214054 

https://doi.org/10.1002/anie.202214054

9. Angew：MOFs中静电锚定旋转的柔性配体使CO₂/N₂高效分离

金属有机骨架(MOF)具有分子分离的巨大潜力，但配体旋转的灵活性使其在构建用于精确筛选的固定纳米通道方面仍然具有挑战性。华东理工大学Zhi Xu等报道了一种静电锚定方法来固定在ZIF-8中旋转的2-甲基咪唑(2-MIM)配体。

本文要点：

1）静电诱导剂三氟醋酸酯锚定并阻断了ZIF-8的六元窗，同时诱导正2-MIM从初始的49°旋转到68°，从而打开了相邻的大小恒定为3.4 Å的四元窗。ZIF-8对CO₂/N₂的吸附选择性从14.02提高到332.86。

2）进一步的膜基分离表现出出色的CO₂/N₂选择性，高达137，理想的渗透率为286 Barrer，超过了2019年的上限。该策略为在软MOF中固定旋转的配体，实现精确分子筛分提供了新的思路。

Qu, K., et al, High-Efficiency CO₂/N₂ Separation Enabled by Rotation of Electrostatically Anchored Flexible Ligands in Metal–Organic Framework. Angew. Chem. Int. Ed.. Accepted Author Manuscript.

DOI: 10.1002/anie.202213333 

https://doi.org/10.1002/anie.202213333

10. EES：卤代噻吩作为溶剂添加剂调节形态并获得高效有机太阳能电池

在供体和受体溶液中加入溶剂添加剂被认为是实现高效有机太阳能电池的有效策略。由于最先进的光伏材料沿着其共轭主干具有噻吩序列，因此在这一贡献中，噻吩类似物2,5-二溴噻吩（HBrT）和2,5-二溴-3,4-二氟噻吩作为溶剂添加剂被开发出来。华南师范大学刘升建、华南理工大学黄飞通过卤代噻吩作为溶剂添加剂调节形态并获得高效有机太阳能电池。

本文要点：

1) FBrT具有较高的沸点，并且由于“类溶解”原理，能够很容易地溶解给体和受体，为延长光伏材料的结晶和相分离动力学过程提供了有效的工具。由于同时形成结晶度增加、良好的相分离和类P-i-N异质结，FBrT处理的太阳能电池表现出改进激子解离、电荷传输和提取，并抑制了载流子复合。因此，添加FBrT添加剂的PM6:Y6基太阳能电池的效率达到17.9%，填充因子达到78.6%，这是PM6:Y5基二元太阳能电池中达到的最高值之一。

2) 更引人注目的是，FBrT溶剂添加剂在基于L8-BO、Y6-BO和BTP-eC9的太阳能电池中具有普遍适用性，并在器件中实现了18.6~18.7%的效率。这些发现表明，噻吩衍生物是进一步优化有机太阳能电池的有效溶剂添加剂。

Guo Lingzhi et.al. Halogenated Thiophenes Serve as Solvent Additive in Mediating Morphology and Reaching Efficient Organic Solar Cells （2022）

DOI:10.1039/D2EE02553A

https://doi.org/10.1039/D2EE02553A

11. AM：阐明石墨炔中sp-N掺杂机理用于开发非金属催化剂

由于金属储量有限，科学家致力于探索基于碳材料的高性能非金属催化剂。掺杂会在表面形成不均匀的电荷分布，是一种提高催化性能的有效途径。然而，传统碳材料中的掺杂位点很难控制，从而阻碍了其发展。近日，中科院过程所王丹研究员、杨乃亮研究员，北京科技大学Ranbo Yu利用石墨炔（GDY）中独特的sp-C的优势，合成了一种新型的sp杂化氮（sp-N）的N掺杂构型催化剂。

本文要点：

1) 该催化剂在氧还原反应中具有与Pt相当的催化活性。然而，反应过程的反应中间体未被捕获到，从而阻碍了对反应机理的理解，也阻碍了非金属催化剂的精确合成。经过四年的研究，作者首次实现了类中间体分子的制备，并通过周环反应最终获得了掺杂sp-N的GDY催化剂。

2) 与其他N构型掺杂的GDY相比，由于sp-N引入了独特的电子结构，设计的sp-N GDY在CO₂电还原生成CH₄方面表现出高催化活性，从而更有利于稳定中间体。

Liu, B., et al, Reveal the Mechanism of sp-N Doping in Graphdiyne for Developing Site-Defined Metal-Free Catalysts. Adv. Mater.. 2206450.

DOI: 10.1002/adma.202206450

https://doi.org/10.1002/adma.202206450

12. AM: 三维金属有机框架中的解偶联太阳能存储和暗光催化

实现太阳能转换和长期储存以获取可用的电能和化学能的材料是离网能量分配的关键。由于金属-有机骨架（MOF）中铼配位络合物的特定限制解除了可见光照射下独特的电子积累特性。近日，墨尼黑工业大学Warnan Julien报道了三维金属有机框架中的解偶联太阳能存储和暗光催化。

本文要点：

1) 在该MOF结构中，约15 C g_MOF^-1的电荷可以集中储存四周以上而不会损失。电化学反应和析氢催化的解耦、按需放电和光驱动充电可以进行10个以上的循环，并保留约90%的初始充电容量。

2) 实验研究和理论计算将电子俘获与MOF诱导的几何约束以及Re-center的配位环境联系起来，突出了MOF限制对分子客体的关键作用。该究是关于3D多孔胶体实现长寿命电子的光积累、解锁黑暗光催化以及通向太阳能电容器和太阳能电池系统应用的开创性报道。

Stanley, P.M., Sixt, F. and Warnan, J. (2022), Decoupled Solar Energy Storage and Dark Photocatalysis in a 3D Metal-organic Framework. Adv. Mater.. 2207280.

DOI: 10.1002/adma.202207280

https://doi.org/10.1002/adma.202207280