1. Nature：自适应胶体晶体中的形状记忆特性
可重构、机械响应的晶体材料是许多传感、软机器人、能量转换和存储设备的核心部件。晶体材料在各种刺激下容易变形，可恢复变形的程度高度依赖于键类型。实际上，对于通过简单静电相互作用连接在一起的结构可以实现最小的变形。相比之下，由分子键连接在一起的结构可以承受更大的变形，并且更容易恢复其原始结构。近日，美国西北大学Chad A. Mirkin研究了DNA工程化的多面胶体晶体的变形特性。
本文要点：
1) 这些晶体尺寸较大（大于100 µm），并具有高粘弹性体积分数（超过97%）的体心立方（bcc）结构。因此，它们可以被压缩成不规则的形状，如带有褶皱和折痕，尤其是这些变形晶体，在经过再水化后，在几秒钟内就呈现出其初始形成良好的晶体形态和内部纳米级秩序。
2) 对于大多数晶体来说，这种压缩和变形会对结构造成永久的、不可逆转的破坏。胶体晶体的实质性结构变化伴随着显著的可逆光学性质变化。例如，虽然原始晶体和结构上恢复的晶体在紫外-可见光区域表现出近乎完美（超过98%）的宽带吸收，但变形晶体的反射显著增加（在某些波长下高达入射光的50%），这主要是因为它们的折射率和不均匀性增加。
Lee, S., Calcaterra, H.A., Lee, S. et al. Shape memory in self-adapting colloidal crystals. Nature (2022).
DOI: 10.1038/s41586-022-05232-9
https://doi.org/10.1038/s41586-022-05232-9
2. Chem. Soc. Rev.: 金属-有机框架中精确整合金属原子聚集体
纳米金属聚集体（MA），包括金属纳米粒子（NP）和纳米团簇（NC），通常是许多应用中的活性物种。为了保持MA在“使用”中的活性，需要对其进行锚定和稳定，防止团聚。在这种情况下，金属-有机框架（MOF）表现出独特的特性组合，作为可调多孔MA载体。在合成过程中高度控制原子效率和应用MA@MOF复合材料需要建立特定的结构-性能关系，进而实现分子水平上的功能设计。由于MA@MOF（衍生）材料，其应用不仅在催化领域，还越来越多地应用在其他领域，例如医学诊断和热学，以及专业（生物）传感技术。近日，慕尼黑科技大学Roland A. Fischer对金属-有机框架中精确整合金属原子聚集体进行了综述。
本文要点：
1) 重点介绍了控制合成MA@MOF用于原子精确MA的材料。主要的合成策略，即“瓶装船”、“瓶装轮船”，以及实现新颖层次结构的方法MA@MOF在确定其潜力和局限性的同时，重点讨论了结构。
2) 该工作提供了使系统分析程序和最新技术能够在MOF腔中定位MA的标准特征化方法的概述。一般来说，虽然MA@MOF材料在最近几年已经过多次审查，到目前为止，MOF中的原子精确MA很少被报道，这为未来的研究提供了思路。
Kathrin L. Kollmannsberger et.al Defined metal atom aggregates precisely incorporated into metal–organic frameworks Chem.Soc.Rev. （2022）
DOI：10.1039/D1CS00992C
https://doi.org/10.1039/D1CS00992C
3. Chem. Rev.：烯基sp2 C–H和C–F键功能化的最新进展：范围、机理和应用
烯烃及其衍生物广泛存在于各种天然产品、药物和先进材料中。近年来，通过选择性地活化烯基（sp2）C-H键，科研工作者为开发新方法来获得这类重要化合物做出了重大努力。近日，南京工业大学Teck-Peng Loh对烯基sp2 C–H和C–F键功能化的最新进展进行了综述。
本文要点：
1) 作者描述了截止目前烯基sp2 C–H和C–F键直接功能化的最新策略。此外，还介绍了非金属、光氧化和电化学策略。该工作主要分为两个部分；第一部分重点介绍了目前可用的以不同烯烃衍生物为起始材料的烯基sp2 C–H官能化方法，第二部分描述了以易于获得的宝石二氟烯烃为起始材料进行的烯基sp2 C–F键官能化。
2) 该工作包括范围、局限性、机理研究、立体选择性控制（使用导向基团和金属迁移策略）及其在复杂分子合成中的应用。总之，作者旨在通过批判性总结研究人员在这一领域的贡献，记录重大进展、现状和最新工作，并有望在未来烯基sp2 C–H和C–F键功能化的应用提供思路。
Lu Zhuming et.al Recent Advances in Alkenyl sp2 C–H and C–F Bond Functionalizations: Scope, Mechanism, and Applications Chem.Rev. （2022）
DOI: 10.1021/acs.chemrev.2c00032
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.2c00032
4. Chem. Rev.: 胶体纳米棒异质结构的设计原理
胶体纳米晶的各向异性异质结构取决于其嵌入到可变的三维形态中的尺寸、形状和成分的电子结构，从而可以实现具有高性能和可调控功能的溶液处理材料的复杂设计。设计和合成这种复杂材料的关键在于理解支配纳米晶生长的基本热力学和动力学因素。近日，伊利诺伊大学Moonsub Shim对胶体纳米棒异质结构的设计原理进行了综述。
本文要点：
1) 纳米棒异质结构是最简单的各向异性纳米晶异质结构，作者就其生长机制进行了讨论。通过目前已知的例子探讨了晶体结构、表面刻面/能量、晶格应变、配体空间构型、前驱体反应性和反应温度对通过异质外延和阳离子交换反应生长纳米棒异质结构的影响。
2) 了解各种热力学和动力学参数的作用，可以控制合成具有独特定制特性的复杂纳米棒异质结构。然后讨论了由此类功能产生的选定应用前景。
Drake A. Cryphon et.al Design Principles of Colloidal Nanorod Heterostructures Chem. Rev. (2022)
DOI: 10.1021/acs.chemrev.2c00410
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.2c00410
5. Chem. Rev.: 柔性和便携式电化学储能装置的机遇:将焦点扩展到半固体/固体电解质
对灵活便携电子产品不断增长的需求刺激了先进电化学能源器件的研发，这些器件重量轻、超薄、体积小、可弯曲、可折叠、可编织、可穿戴和/或可拉伸。在这种灵活便携的器件中，除阳极和阴极外，半固态/固态电解质是决定能量/功率性能的必要组成部分。这种半固态/固态电解质作为离子传输通道，有助于解决泄漏、电极腐蚀和金属电极枝晶生长等问题。基于此，天津大学钟澄、胡文彬及英属哥伦比亚大学Jiujun Zhang等人进行了相关阐述。
本文要点：
1）介绍了半固态/固态电解质的基本原理(如化学成分、离子导电性、电化学窗口、机械强度、热稳定性和其他吸引人的特性)、电极-电解质的界面特性以及它们与各种能量器件(如超级电容器、二次离子电池、金属硫电池、和金属空气电池)在材料合成和/或表征、功能机制和性能验证的设备组装方面。
2）综述了在提高电化学能量器件性能方面的最新进展，重点分析了现有的技术挑战(例如，固体电解质相间形成、金属电极枝晶生长、多硫化物穿梭问题、半开放式电池结构中的电解质不稳定性)以及通过改性半固体/固体电解质材料克服这些挑战的策略。同时，作者提出了未来研究和发展的几个可能的方向，达到突破现有的技术瓶颈的目的，实现理想的灵活和便携的电化学能量器件，从而应用到实际。
Xiayue Fan, et al. Opportunities of Flexible and Portable Electrochemical Devices for Energy Storage: Expanding the Spotlight onto Semi-solid/Solid Electrolytes. Chem. Rev. 2022
DOI: 10.1021/acs.chemrev.2c00196
https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.2c00196
6. Nature Commun.: 非生产性能量转移光催化实现烯键酰基硅烷和烯丙基砜的级联环化
有机硅化合物是化学和材料科学中的重要分子，因为其毒性小，易于处理，硅元素丰富。酰基硅烷作为一种独特的羰基化合物，在合成化学中得到了广泛的应用。与普通酮相比，酰基硅烷可以吸收相对较长波长的光，并且它们通常比酮具有更低的三重态能量。但是发展酰基硅烷的光诱导级联环化具有挑战性，因为酰基硅油在光照下不稳定。鉴于此，武汉大学沈晓、戚孝天、中科大吴骊珠通过非生产性能量转移光催化实现烯键酰基硅烷和烯丙基砜的级联环化
本文要点：
1) 作者报告了从激发的酰基硅烷到具有较低三重态能量的光催化剂的能量转移可以抑制酰基硅油的分解。
2) 以中性曙红Y为光催化剂，通过烯键化酰基硅烷和烯丙基砜实现了环戊醇衍生物的高效合成。该反应具有广泛的底物范围，而含有稠环或桥联环的环戊醇衍生物的构造突出了这种转化的合成潜力。
Zhang, Y., Zhang, Y., Ye, C. et al. Cascade cyclization of alkene-tethered acylsilanes and allylic sulfones enabled by unproductive energy transfer photocatalysis. Nat Commun 13, 6111 (2022).
DOI: 10.1038/s41467-022-33730-x
https://doi.org/10.1038/s41467-022-33730-x
7. Nature Commun.：基于膜的TBADT回收作为提高连续流光催化HAT转化可持续性的策略
光催化氢原子转移(HAT)过程是众多研究的对象，展示了均相光催化剂十钨酸四丁基铵(TBADT)对于C(SP3)-H键功能化的潜力。然而，为了将这些研究转化为大规模的工业过程，需要仔细考虑催化剂的负载、成本和去除。阿姆斯特丹大学Timothy Noël等提出了有机溶剂纳滤(OSN)作为解决方案，以减少TBADT的消耗，增加其周转次数，并降低其在产品溶液中的浓度，从而实现大规模的光催化HAT转换。
本文要点：
1）作者优化了用于在乙腈中回收TBADT的合适膜的操作参数。连续的光催化C(sp3)-H烷基化和胺化反应通过两个OSN步骤与在线TBADT回收一起进行。
2）在线催化剂循环反应中观察到的产物产率与使用原始TBADT进行的反应的产率相当，因此强调不仅催化剂回收(> 99%，TON > 8400)是可能的，而且它不会以牺牲反应性能为代价。
Wen, Z., Pintossi, D., Nuño, M. et al. Membrane-based TBADT recovery as a strategy to increase the sustainability of continuous-flow photocatalytic HAT transformations. Nat Commun 13, 6147 (2022).
DOI: 10.1038/s41467-022-33821-9
https://doi.org/10.1038/s41467-022-33821-9
8. Nature Commun.：环境湿度条件下赤铁矿对邻苯二甲酸酯水解的晶面效应
邻苯二甲酸酯(PAEs)已被广泛用作塑料类物品的添加剂，造成严重的环境污染和日益增加的公共健康问题。南京大学Cheng Gu等发现具有特定晶面控制的赤铁矿纳米粒子可以在环境湿度条件下有效地催化PAEs水解，水解速率比水饱和条件下高2个数量级。
本文要点：
1）赤铁矿的催化性能显示出显著的小平面依赖性，其反应性顺序为{012} > {104} ≫ {001}，与表面欠配位铁的原子排列有关。{012}和{104}晶面具有0.34-0.39 nm的适当邻Fe-Fe间距，可与PAEs双齿配位，从而诱导更强的路易斯酸催化。
2）该研究有助于开发具有合适表面原子阵列的纳米材料，加深我们对PAEs在低湿度环境下自然转化的理解，并为修复/净化PAEs污染的环境空气提供了一种有前途的方法。
Jin, X., Wu, D., Liu, C. et al. Facet effect of hematite on the hydrolysis of phthalate esters under ambient humidity conditions. Nat Commun 13, 6125 (2022).
DOI: 10.1038/s41467-022-33950-1
https://doi.org/10.1038/s41467-022-33950-1
9. Nature Commun.：Eu基配位聚合物中有机自由基在300℃以上的稳定性
有机自由基以不成对电子为特征，这些化合物可以应用于生物医学技术和作为太阳能转换的材料。然而，未配对的电子往往会配对(形成化学键)，使自由基不稳定，阻碍它们的应用。广东工业大学Jun He和新加坡IMRE的Zhengtao Xu等报告了一个有机自由基系统，它甚至在350°C下也是稳定的，超过了其他有机自由基所观察到的温度上限(200°C)。
本文要点：
1）本文报道的系统的特征在于富硫有机连接体，其促进自由基中心的形成；在固态水平上，分子与Eu(III)离子结晶，形成以连接分子堆叠为特征的3D框架。然而，这种堆积有些松散，使得分子在较高的温度下摆动并转变成硫稳定的自由基。
2）所得固体框架保持结晶，并且对水和空气稳定。此外，它是黑色的，在可见光和近红外区域具有强的宽吸收，从而增强光热转换和太阳能驱动的水蒸发。
Ye, X., Chung, LH., Li, K. et al. Organic radicals stabilization above 300 °C in Eu-based coordination polymers for solar steam generation. Nat Commun 13, 6116 (2022).
DOI: 10.1038/s41467-022-33948-9
https://doi.org/10.1038/s41467-022-33948-9
10. Nature Commun.：流固相互作用产生的拓扑声子
在经典系统中发现了罕见的频带拓扑，其在器件应用中具有巨大潜力。与光子不同，声音在流体和固体中具有根本不同的动力学和对称性，分别表示为标量场和矢量场。到目前为止，对拓扑声子材料的研究只局限在流体或固体中，而忽略了它们在“混合物”中复杂的相互作用。鉴于此，香港大学Zhang Xiang、Zhu Jie对流固体相互作用产生的拓扑声子进行了研究。
本文要点：
1) 作者报道了一种利用独特相互作用的拓扑声子方法，揭示了在简单的三维声子晶体中实现声子学中难以实现的II型节环。II型节环是动量空间中的线简并，具有强烈倾斜产生的奇异性质，通过超声波近场扫描可以直接观察到。
2) 作为标志性现象，强烈倾斜的鼓膜表面状态，也在实验中得到了证明。这种声子方法为探索经典系统中的拓扑物理打开了思路，它易于实现，可用于设计高性能声学设备。
Wu, X., Fan, H., Liu, T. et al. Topological phononics arising from fluid-solid interactions. Nat Commun 13, 6120 (2022).
DOI: 10.1038/s41467-022-33896-4
https://doi.org/10.1038/s41467-022-33896-4
11. Angew：异构型共价有机骨架末端封端组装中自发电荷分离增强CO2光还原
众所周知，电荷分离是高效光催化太阳能转换的关键。虽然一些共价有机骨架(COFs)表现出可见光捕获，但较大的激子结合能降低了它们的光催化效率。近日，中科院福建物构所Tianhua Zhou报道了一种有效的末端封端策略，通过将多环芳烃通过共价键引入到COF中来构建异质结构，从而提高COF的电荷分离效率。
本文要点：
1）对TMBen COF进行了修饰，并成功地构建了一种低激子结合能的II型异质结。
2）一系列的实验表明，光生电子和空穴分别在TMBen和perenen域上分离，这使得电子-空穴复合的可能性最小。因此，TMBen-Perene对CO2光催化还原为CO表现出显著的增强性能，其效率是原始TMBen的8倍。
这项工作不仅说明了在分子水平上设计晶体多孔骨架的电荷分离性能的可行性，而且为设计用于人工光合作用的高性能共价有机骨架提供了新的线索。
Huaxing Lin, et al, Enhanced CO2 Photoreduction through Spontaneous Charge Separation in End-Capping Assembly of Heterostructured Covalent-Organic Frameworks, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202214142
https://doi.org/10.1002/anie.202214142
12. Angew：π-π堆积络合物诱导三组分偶联反应合成功能化胺
非共价相互作用(NCIs)如氢键、π相互作用、范德华力和库仑相互作用在酶催化、超分子化学、生物催化和有机合成中起着至关重要的作用。尽管NCIs相对较弱，但它们仍然通过过渡态稳定在减少自由能垒方面发挥着重要作用，使催化系统更加有效。此外，人们在催化剂的合理设计中已经考虑了NCIs，考虑了诸如控制或影响NCIs以实现高区域或位置选择性的取向、距离和电子效应等因素。近日，比利时安特卫普大学Shoubhik Das报道了π-π堆积和离子对相互作用在可见光照射下诱导α-氨基的产生，而不需要昂贵的光催化剂。
本文要点：
1）这一策略提供了通过三组分偶联反应构建功能化胺的途径，反应范围很广(>50个例子，产率高达90%)。此外，该合成路线还以很高的产率合成了复杂的官能化胺。
2）研究人员通过量子化学密度泛函理论计算确定了π-π堆积的离子络合物；随时间变化的的密度泛函理论（DFT）模拟了吸收光谱，并用微缩弹性带方法提供了所选物种可能的相互作用/反应图。
该方案可以在有机合成的学术和工业分支中为合成未开发的胺找到更多的机会。
Tong Zhang, et al, π-π Stacking Complex Induces Three-Component Coupling Reactions to Synthesize Functionalized Amines, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202212083
https://doi.org/10.1002/anie.202212083
