1. Chem. Soc. Rev.：分级多孔金属-有机凝胶和衍生材料：从基本原理到潜在应用

金属-有机凝胶（MOG）是一类新型的功能性软材料，其中支架框架是通过金属-配体配位与其他超分子相互作用（例如氢键或π-π堆叠）组合而成。通过有机和无机（金属/金属-氧簇）构建块的结合，在开发新型电化学传感器、超疏水材料和离子存储装置等方面取得了重大进展。这些飞跃在某种程度上是由这些金属-有机材料固有的分级微孔/中孔孔结构引起的。近日，都柏林大学Jacek K. Wychowaniec、印度查谟理工学院Kolleboyina Jayaramulu、德累斯顿工科大学Andreas Schneemann从基本原理到潜在应用对分级多孔金属-有机凝胶和衍生材料进行了综述。

本文要点：

1) 作者概述了这个不断发展的领域的最新发展。首先，阐明了传统凝胶领域的相似之处，并概述了相似之处和差异。然后，根据其结构/结构性质对不同类型的MOG进行分类：（1）原始MOG，（2）混合MOG，，（3）基于交联的MOG和（4）MOG衍生材料。

2) 此外，作者还研究了MOG的不同性质以及通过新兴的添加制造技术制备空间图案化宏观结构MOG的要求。此外，对MOG和MOG衍生材料的不同潜在应用领域进行了严格评估，并给出了与传统凝胶基材料相比的潜在改进和缺陷。最后，对MOG的未来发展方向进行了全面展望。

Jacek K. Wychowaniec et.al Hierarchical porous metal–organic gels and derived materials: from fundamentals to potential applications. 2022

DOI: 10.1039/D2CS00585A

https://doi.org/10.1039/D2CS00585A

2. Nature Commun.：二维矿物水凝胶衍生的单原子锚定异质结构用于超稳定析氢

氢能对于实现碳中和至关重要。具有单金属原子分散体的异质结构材料是制氢的理想材料。然而，大规模制备高稳定性、低成本和方便的单原子锚定异质结构催化剂仍然是一个巨大的挑战。近日，香港城市大学吕坚院士、李扬扬、哈尔滨工业大学Ligang Sun将二维矿物水凝胶衍生的单原子锚定异质结构用于超稳定析氢。

本文要点：

1) 由矿物水凝胶开发的单铁（Fe）原子分散的异质结构钼基纳米片在碱性条件下表现出优异的析氢反应（HER）活性和可靠性，在10 mA cm^-2电流密度下，表现出38.5  mV 的过电位，在200 mA cm^-2的电流密度下，具有超过600 h的稳定性，这优于大多数先前报道的非贵金属电催化剂。

2) 实验和密度泛函理论结果表明，O配位的单Fe原子分散异质结构极大地促进了H₂O的吸附，并能有效地吸附/解吸氢（H*）。作者报道的单原子分散异质结构HER电催化剂对于促进其绿色、大规模生产实施具有重要意义。

Lyu, F., Zeng, S., Jia, Z. et al. Two-dimensional mineral hydrogel-derived single atoms-anchored heterostructures for ultrastable hydrogen evolution. Nat Commun 13, 6249 (2022).

DOI: 10.1038/s41467-022-33725-8

https://doi.org/10.1038/s41467-022-33725-8

3. Nature Commun.：界面水工程促进中性电解水

中性介质中的析氢反应（HER）对于可持续的氢气生产具有重要的现实意义，但其活性普遍较低一个有待解决的难题。近日，清华大学陈晨、新疆大学吴雪岩报道了运用界面水工可以有效程促进电解水。

本文要点：

1) 作者通过使用从头算分子动力学、X射线吸收光谱和表面增强红外吸收光谱研究Ru单原子（RuNC）和RuSe_x簇合物（RuSe_x）对HER的协同作用，确定界面水可以有效促进中性HER。

2) 中性介质中的刚性界面水层将抑制RuNC电极/电解质界面处的H₂O*/OH*传输，但RuSe_x可以通过扰乱界面水网络促进H₂O*/OH*传输，从而增加RuNC上的有效H₂O*数量。通过RuSe_x和RuNC的协同作用，在过电位为100mV时的中性HER中，RuSe_x-RuNC的质量比活性是20wt.%Pt/C的6.7倍 。

Sun, K., Wu, X., Zhuang, Z. et al. Interfacial water engineering boosts neutral water reduction. Nat Commun 13, 6260 (2022).

DOI: 10.1038/s41467-022-33984-5

https://doi.org/10.1038/s41467-022-33984-5

4. Sci. Adv.：基于原位透射电子显微镜的二维In₂Se₃的相位和偏振调制

二维（2D）材料中的相变在应用中对材料物理和化学性质进行可逆调制。如具有双稳态平面外铁电（FE）α相和反铁电（AFE）。然而，2D In₂Se₃中的可逆相变仍然具有挑战性。近日，香港理工大学赵炯、杨明、香港城市大学Thuc Hue Ly基于原位透射电子显微镜技术进行二维In₂Se₃的相位和偏振调制。

本文要点：

1) 作者引入了两个因素，尺寸（厚度）和应变，这两个因素可以有效地调节2D In₂Se₃的相。作者通过在透射电子显微镜中的精细应变控制，实现了2D In₂ Se₃的可逆AFE和平面外FE相变。

2) 此外，2D FE In₂Se₃中的极化也可以在纳米尺寸的接触处原位操纵，从而呈现出显著的记忆电阻行为。原位透射电子显微镜（TEM）为操纵相关的FE相铺平了一条以前未被发现的道路，并突出了2D铁电体在纳米机电和存储器件应用中的巨大潜力。

Zheng Xiaodong et.al Phase and polarization modulation in two-dimensional In₂Se₃ via in situ transmission electron microscopy Sci. Adv. 2022

DOI: 10.1126/sciadv.abo0773

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abo0773

5. EES：用于二次电池的不粘锂合金片

自古埃及时代起，用于包装和装饰的金箔厚度达0.1微米。黄金的化学惰性导致其不粘性及其可塑性，是“黄金打浆”成功的基础。相比之下，锂金属具有极强的反应活性，会粘附在滚筒上，并在空气中降解。如何制造一到几微米厚的大面积锂箔是电池行业的一个关键挑战，因为当标准阳极（如石墨或硅）在电池组装之前通过机械方式将薄箔压到阳极上进行预锂化时，这种箔可以为可充电电池提供超长的循环寿命。近日，同济大学黄云辉、李洒向体心立方（BCC）相中添加约1at%的小合金元素会显著改变氧化表层的成分，使锂合金对轧钢机的粘性大大降低。

本文要点：

1) 作者发现形成的保护性钝化层可以显著增强空气稳定性，因此在存储长达12小时之后，也不会显著降低性能。此外，还有10倍的强化效果，使板材在轧制过程中不太容易发生韧性断裂损伤，同时保持延展性。因此，可以以卷对卷的方式大规模制造锂箔，厚度低至1μm。

2) 这种超薄锂箔阳极直接在袋式电池（>320 Wh kg^-1）中表现出优异的电化学性能，其中0.8 Ah袋式电池在2.67 g Ah^-1的贫瘠电解质条件下实现了100次循环寿命。此外，作者将5μm Li应用于石墨预锂化，并且具有额外的1 mAh cm^-2锂存储，LFP//石墨全电池的容量增加了18%，超过300次循环的平均库仑效率>99.99%。

Zhang Can et.al Non-stick Li-alloy leaf for long-lasting secondary batteries EES 2022

DOI: 10.1039/D2EE02135H

https://doi.org/10.1039/D2EE02135H

6. EES：配体和应变效应之间的权衡优化了Pt合金的氧还原活性

为了优化催化剂的性能，阐明化学反应活性对催化剂表面原子排列的依赖性至关重要。因此，确定提供反应中间体最佳结合的活性位点的性质是走向合理设计催化剂的第一步。近日，慕尼黑技术大学Regina M. Kluge、Aliaksandr S. Bandarenka、巴斯克大学Federico Calle-Vallejo报道了配体和应变效应之间的权衡优化了Pt合金的氧还原活性。

本文要点：

1) 针对氧还原反应（ORR），主要的催化剂包括铂（Pt）及其合金。后者受益于配体和应变效应，会影响表面的电子性质。作者通过电化学扫描隧道显微镜的原位技术，在酸性介质中以纳米尺度分辨率“可视化”Pt₃Ni（111）上的活性位点。与纯Pt相比，Pt₃Ni（111）的活性位点位于靠近台阶的凹形部位，而台阶的活性程度相当低。

2) 作者通过合金和应变敏感广义配位数的模型证实了实验结果。利用该模型，还可以评估各种铂合金催化剂上最佳催化活性中心的组成和几何构型。通常，配体效应和晶格压缩的相互作用导致Pt与3d过渡金属（Ti、Co、Ni、Cu）合金化，逐渐增加表面Pt原子的广义配位数，从而使（111）台阶高度活跃。理论和实验工具的结合为设计更高效的铂合金氧还原电催化剂提供了明确的策略。

Regina M. Kluge et.al A trade-off between ligand and strain effects optimizes the oxygen reduction activity of Pt alloys. EES 2022

DOI: 10.1039/D2EE01850K

https://doi.org/10.1039/D2EE01850K

7. Angew：BixMOy (M=Mo，V，W)纳米片的活性表面调节用于增强光催化CO₂还原

光催化性能可以通过引入反应位点来优化。然而，由于对原子级结构活性的了解有限，实际上很难在特定的光催化剂表面上设计这些。阿德莱德大学乔世璋教授等报道了一种简单的超声辅助化学还原方法，通过在铋基光催化剂上剥夺氧来调节特定的晶面。

本文要点：

1）改性Bi₂MoO₆纳米片的CO和CH₄产量分别为61.5和12.4 μmol g^–1，是原始催化剂的约3倍，并且具有约20小时的优异稳定性/再现性。

2）通过结合先进的表征和模拟，作者证实了表面调节光催化剂的反应机制，即高活性表面上的诱导缺陷加速电荷分离/转移，降低表面CO₂吸附/活化/还原的能垒。有希望的是，这种方法似乎可以推广到更广泛的材料。

Facet-specific Active Surface Regulation of BixMOy (M=Mo, V, W) Nanosheets for Boosted Photocatalytic CO₂ reduction. Angew. Chem. Int. Ed.. Accepted Author Manuscript.

DOI: 10.1002/anie.202212355

https://doi.org/10.1002/anie.202212355

8. AM：宽温下高性能锌离子电池中通过有机金属界面自分离来稳定电极和电解质

可充电水性锌离子电池由于其成本低、安全性高的特点，使其成为最具潜力的储能装置之一。然而，长期稳定电极和电解质的发展仍面临巨大挑战。近日，北京化工大学邱介山教授、王峰教授、陈仕谋教授开发了一种用于界面层设计的自分离策略，以同时优化电极和电解质。

本文要点：

1) 具有有机金属（三氰甲烷钠）的涂层演变为由氮、富碳聚合物网络和钠离子组成的电响应屏蔽层，其不仅调节锌离子迁移路径以抑制界面副反应，还吸附在锌扰动上以诱导平面锌沉积。此外，原位光谱和电化学分析证实，涂层中分离的离子可以扩散到电解质中，从而影响Zn²⁺溶剂化结构，并通过形成稳定的阴极-电解质界面和钠离子平衡来维持阴极结构的稳定性。

2) 由于这些独特的优势，对称锌电池具有3000小时的超长循环寿命和在较宽温度下具有20 mAcm^-2的速率性能。自分离策略的效率在实际的全电池中得到了进一步证明，该电池在-35°C到60°C的10000次循环中具有超长寿命。

Zhao, M., Lv, Y., Zhao, S., Xiao, Y., Niu, J., Yang, Q., Qiu, J., Wang, F. and Chen, S. (2022), Simultaneously Stabilizing both Electrodes and Electrolytes by a Self-Separating Organometallics Interface for High Performance Zinc-Ion Battery at Wide Temperatures. Adv. Mater. 2206239.

DOI: 10.1002/adma.202206239

https://doi.org/10.1002/adma.202206239

9. AM：蜘蛛丝启发的纳米复合聚合物可实现持久的日间辐射制冷

被动日间辐射制冷（PDRC）材料强烈反射太阳光并向外层空间发射热辐射，在可持续发展节能方面显示出巨大潜力。尤其是聚合物基PDRC材料，由于其加工简单、成本低、冷却性能优异等优点，引起了人们的广泛关注。然而，其他在光照下工作的聚合物器件（例如聚合物太阳能电池）一样，大规模实际应用需要解决与机械和紫外线性能相关的耐久性问题。近日，南京大学朱嘉、朱斌团队提出了一种以蜘蛛丝为灵感的纳米复合聚合物与钛酸钾（K₂Ti₆O₁₃）纳米纤维掺杂剂的设计，以在不影响其制冷性能的情况下提高耐用性。

本文要点：

1) 纳米纤维/聚合物形成的韧性界面有效分散了应力，提高了聚合物基体的力学性能；而K₂Ti₆O₁₃可以吸收高能紫外线光子，并将其转化为危害较小的热量，从而提高紫外线稳定性。

2) 以聚氧化乙烯辐射制冷器为例，其杨氏模量和抗紫外线性能分别提高了7倍和12倍。因此，纳米复合聚氧化乙烯的太阳反射率在室外阳光照射下连续720小时的老化试验中保持不变。该工作为同时提高聚合物基PDRC的机械稳定性和UV耐久性以实现大规模应用提供了新策略。

Yao, P., Chen, Z., Liu, T., Liao, X., Yang, Z., Li, J., Jiang, Y., Xu, N., Li, W., Zhu, B. and Zhu, J. (2022), Spider-silk Inspired Nanocomposite Polymers for Durable Daytime Radiative Cooling. Adv. Mater. 2208236.

DOI：10.1002/adma.202208236

https://doi.org/10.1002/adma.202208236

10. AM：高性能钙钛矿太阳能电池动态液晶转变的自发界面愈合

薄膜半导体的低温溶液处理比传统的真空处理更具成本效益；然而，它在快速整体结晶和残余拉伸应力期间导致更多的缺陷。陕西师范大学Jiaxue You等提出了一种新的动态液晶转变(DLCT)策略来一步解决这些问题。

本文要点：

1）该设计原理指出DLCT分子应该首先与钙钛矿颗粒在本体中相互作用，同时经历动态转变以自发愈合界面。然后作者设计了一个热致LC分子(CBO6SS6OCB)来演示这一策略。LC与钙钛矿胶体相互作用形成中间加合物，以阻止原位结晶。退火过程刺激浓缩的LC固体，使其流向电子传输层以释放残余应力，从而获得改善的电子提取。因此，器件效率增加到24.38%，1.184 V的V_OC是甲脒基钙钛矿太阳能电池中最好的。

2）此外，环境稳定性(2000小时老化后初始效率的93.0%)和光稳定性(500小时老化后初始效率的96.3%)大大提高。这项工作为高性能钙钛矿太阳能电池设想了一种新的添加相变工程。

Du, X., Zhang, L., Chen, R., You, J., Ma, Y., Wang, J., Wu, Y., Liu, B., Zhao, K., Chen, J., Chen, X., An, Z. and Liu, S. (2022), Spontaneous Interface Healing by Dynamic Liquid-Crystal Transition for High-Performance Perovskite Solar Cells. Adv. Mater.. Accepted Author Manuscript 2207362.

DOI: 10.1002/adma.202207362

https://doi.org/10.1002/adma.202207362

11. AM：用于含水锌离子电池的具有延伸共轭结构的MXene增强亚胺正极

有机分子被认为是水基锌离子电池(ZIBs)中有前途的储能材料，但由于其短程共轭结构和低分子量，受到导电性差和结构不稳定性的困扰。哈尔滨工业大学Xiaoxiao Huang等提出了一种基于亚胺的三(氮杂)并五苯(TAP),其沿着C = N主链具有延伸的共轭效应，其被原位注入到层状MXene中以形成TAP/Ti₃C₂T_x正极。

本文要点：

1）理论和电化学分析揭示了TAP中H⁺/Zn²⁺的选择性共嵌入/脱嵌机理，这归因于活性C = N位的空间效应。此外，Ti₃C₂T_x作为一种导电支架，有利于Zn²⁺的快速扩散，从而提高TAP的电极动力学。TAP和Ti₃C₂T_x之间的紧密电子相互作用在重复充电/放电期间保持了TAP/Ti₃C₂T_x的结构完整性。因此，TAP/Ti₃C₂T_x正极在含水ZIBs中以0.04 A g⁻¹提供303 mAh g⁻¹的高可逆容量，这也实现了超过10000次循环的超长寿命，容量保持率为81.6%。

2）此外，具有准固态电解质的柔性Zn||TAP/Ti₃C₂T_x电池展示了在可穿戴电子设备中的潜在应用。这项工作提供了关键的指导，创造高度稳定的有机电极先进的ZIBs。

Wang, X., Liu, Y., Wei, Z., Hong, J., Liang, H., Song, M., Zhou, Y. and Huang, X. (2022), MXene Boosted Imine Cathode with Extended Conjugated Structure for Aqueous Zinc-Ion Batteries. Adv. Mater.. Accepted Author Manuscript 2206812.

DOI: 10.1002/adma.202206812

https://doi.org/10.1002/adma.202206812

12. ACS Nano：通过配体工程控制Au₂₅(SR)₁₈纳米团簇中的电子-声子相互作用

了解金纳米团簇 (NC) 中的电子-声子相互作用对增强和调整其光致发光 (PL) 特性至关重要。在诸多方法中，配体工程是设计具有所需PL特性的Au NC的最直接和最容易的方法。然而，配体对Au NC中电子-声子相互作用的影响的系统理解仍然缺乏。近日，卡耐基梅隆大学金荣超等合成了四种不同-SR 配体保护Au₂₅(SR)₁₈^– NC，并仔细研究了它们与温度相关的带隙重正化行为。

本文要点：

1）Bose-Einstein双振子模型数据分析揭示了芳香配体保护的Au₂₅ NCs 中高频光学声子的抑制。

2）同时，低频breathing模式和quadrupolar模式被认为是芳香配体保护的Au₂₅ NCs中声子辅助非辐射弛豫途径的主要贡献者，这与非芳香配体保护的Au₂₅ NCs形成对比， 其中tangential和radial模式起关键作用。

3）对四个Au₂₅ NCs的PL测量表明，光学声子的抑制导致芳香配体保护的Au₂₅ NCs的量子产率更高。低温PL测量提供了对非辐射能量弛豫的见解，应进一步研究以全面理解Au₂₅ NC中的PL机制。

Zhongyu Liu, et al. Tailoring the Electron–Phonon Interaction in Au₂₅(SR)₁₈ Nanoclusters via Ligand Engineering and Insight into Luminescence. ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c06586

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c06586