1. Nature Nanotechnology：分级自组装的同手性螺旋微瓣

手性是自然界中的一种普遍现象，对生物材料和人工材料的性能都有重大影响。分层手性结构的拓扑结构及其在长度尺度上的手性控制在定义材料的多样性方面起着至关重要的作用。但由于扭曲结构具备较差的扭转能，且在不同组装层次上具有洗脱性手性控制，因而使得利用小分子合成制造微尺度的螺旋结构仍然具有挑战性。

最近，来自中科院化学研究所的刘鸣华和欧阳光辉团队提出了一种用于合成具有微米尺度的分层自组装螺旋微瓣的溶液-界面定向组装策略，揭示了溶液-界面定向自组装方法在实现分层级手性控制方面的潜力，并有望在更大的长度尺度上推进手性超结构的构建。

本文要点：

1) 研究发现，对映体联苯二甲酸二脲化合物的预组装中间胶体在固体基质上的滴蒸发组装方案可以形成具有极佳螺旋度的微螺旋体，且这一过程取决于起始对映体的分子手性；

2) 研究通过，变温光谱分析、电子显微镜表征和理论模拟计算揭示了该过程中的一种新机制，即同时诱导分子聚集和环化，从而为最终的微冠结构赋予有利的旋向；

3) 研究使用单分散发光螺旋环面作为手性光收集荧光，观察到了对共宿主手性受体染料的Förster共振能量转移，并因此产生了独特的圆偏振发光特性。

Du, C., Li, Z., Zhu, X. et al. Hierarchically self-assembled homochiral helical microtoroids. Nat. Nanotechnol. (2022).

DOI: 10.1038/s41565-022-01234-w

https://doi.org/10.1038/s41565-022-01234-w

2. Nature Nanotechnology：使用石墨烯约瑟夫逊结的量子噪声限制微波放大

约瑟夫逊结（JJ）及其可调谐特性（包括非线性）在超导量子比特和放大器中起着重要作用。JJ与电路量子电动力学架构一起构成了量子信息处理的许多关键组件。在量子电路中，微弱微波信号经常需要要求将低噪声进行放大，实现这一目的的常用器件是约瑟夫森参量放大器（JPA）。现有的JPA主要是基于在超导量子干涉器件几何结构中实现的Al–AlO_x–Al隧道结，其中磁通量是调谐频率的旋钮。近年来，二维（2D）范德华JJs的发展为构建电路量子电动力学器件提供了新的机会，并能实现使用栅极电势调谐结特性和工作点的额外优点，然而截止目前，量子噪声限制放大器组件仍然未能实现。

最近，来自印度Tata基础研究所凝聚态物理与材料科学系的Mandar M. Deshmukh和R. Vijay等人提出使用石墨烯JJ构建量子噪声限制的JPA，其线性谐振门可调谐性达到了3.5 GHz，并有望通过将传感器与量子放大器集成，进一步开发2D范德华材料可扩展器件架构。

本文要点：

1) 研究发现在24 dB情况下放大了10 MHz带宽和−130 dBm饱和功率，其性能与最佳的单结JPAs已经基本相近；

2) 另外，该研究使用的栅极可调JPA可以在量子限制噪声范围内正常工作，这使其成为高灵敏度信号处理的一个潜在应用器件；

3) 研究成功揭示了新型测辐射热计的相关理念，利用石墨烯的低热容量以及JJ非线性可以实现嵌入量子噪声限制放大器内的极其灵敏的微波辐射热计。

Sarkar, J., Salunkhe, K.V., Mandal, S. et al. Quantum-noise-limited microwave amplification using a graphene Josephson junction. Nat. Nanotechnol. (2022).

DOI: 10.1038/s41565-022-01223-z

https://doi.org/10.1038/s41565-022-01223-z

3. Nature Nanotechnology：基于量子点增强的太赫兹至可见光光子上转换的室温偏振敏感CMOS太赫兹相机

太赫兹（THz）辐射在许多领域都展现出了较好的应用前景，例如材料诊断、工业质量控制、非侵入性防区外传感、国土安全和无线通信等。太赫兹辐射可以穿透大多数非导电材料，包括对可见光和中红外光不透明的材料。然而，由于不含有同时具有高灵敏度、快速和宽带操作的室温探测器，其在实际应用上目前仍受到限制。鉴于此，来自麻省理工学院的Keith A. Nelson教授团队和明尼苏达大学Sang-Hyun Oh首次对量子点中THz驱动发光的观察提供了一种通过场驱动的点间电荷转移的潜在检测机制。

本文要点：

1) 研究提出了一种基于量子点增强THz到可见光上转换机制的室温互补金属氧化物半导体THz相机和偏振计，并且也对发光体的几何结构和制造设计进行了优化；

2) 除了具备宽带和快速响应的特点外，基于纳米线的传感器还可以对低至10千伏的峰值场进行检测，这一灵敏度要远高于现有的其他同轴纳米孔径型设备，使得其能够以较高的灵敏度同时记录太赫兹偏振态和场强。

Shi, J., Yoo, D., Vidal-Codina, F. et al. A room-temperature polarization-sensitive CMOS terahertz camera based on quantum-dot-enhanced terahertz-to-visible photon upconversion. Nat. Nanotechnol. (2022).

DOI: 10.1038/s41565-022-01243-9

https://doi.org/10.1038/s41565-022-01243-9

4. Acc. Chem. Res.：阴离子配位驱动组装

离散结构的组装因其优雅的结构和迷人的性质而成为超分子化学中的一个重要课题。在过去的几十年中，超分子化学家开发了多种分级组装策略，通常按两种主要驱动力分类：共价和非共价相互作用。典型的非共价相互作用包括金属配位、氢键和其他弱作用力。这些方法在构建各种超分子结构方面取得了巨大进展，如大环、笼、多面体和互锁系统。在这些方法中，金属配位驱动组装由于金属离子的良好定义的配位性质而具有吸引力。

事实上，在超分子化学方面，“配位”的概念已经扩展到过渡金属之外。特别是，阴离子配位化学，最早由Lehn于1978年提出，然后在二十年后由Bowman-James详细阐明，已经发展成为超分子化学的一个子领域。鉴于此，北京理工大学Biao Wu、Wei Zhao等综述了阴离子配位驱动组装（ACDA），这是该课题组在过去十年中建立的一种新的组装策略。

本文要点：

1）总结了在构建一系列“阴离子”超分子结构方面的工作，特别是基于寡脲配体和阴离子（主要是磷酸盐）之间的配位的三螺旋体和四面体笼。特别是，详细介绍了配体设计、组装过程（包括结构转化）以及系统向客体包合、超分子催化、光开关和分子器件的功能化方面的考虑。这些结果证明了ACDA在制备新型阴离子基系统中的巨大潜力。

2）尽管设计概念最初是从过渡金属的传统配位化学中借用的，阴离子络合物的结构与金属络合物有一些相似之处，但阴离子超分子组装体与金属类似物有显著差异。为此，阴离子体系可能会有有趣的应用（超分子手性、催化、储能等）。

Liang, Lin; Zhao, Wei; Yang, Xiao-Juan; Wu, Biao, Acc. Chem. Res. 2022, ASAP.

DOI: 10.1021/acs.accounts.2c00435

https://doi.org/10.1021/acs.accounts.2c00435

5. Nature Commun.：基于凝胶聚合物电解质离子二极管的离子整流

生物离子通道依靠离子作为电荷载体和单向离子流动来产生和传递信号。为了实现人工生物激励电路和无缝人机通信，需要开发基于离子输运的整流器件。南洋理工大学Pooi See Lee等利用凝胶聚合物电解质设计并制作了一个离子整流离子二极管，它利用了离子扩散迁移的新机制。

本文要点：

1）在GPE离子二极管中，正离子和负离子都可以自由移动和扩散，不会被任何带电聚合物或表面吸引或排斥。利用离子在不同GPE中的高或低扩散/迁移速率，在GPE界面产生优先离子流，实现离子整流。作者选择和制备具有高沸点、低挥发性有机溶剂和疏水性聚合物基质的GPE，可以缓解与溶剂蒸发相关的问题，并确保高的热稳定性。与作为电解质的电化学稳定的离子液体、盐和有机溶剂结合，可以保证没有电化学氧化还原反应(或者是非法拉第的)。

2）为了展示整流性能和与其他功能器件的多功能集成，作者将GPE离子二极管与用于信号传输的逻辑门结构的电子电阻和用于能量收集的摩擦电纳米发电机(TENG)集成在一起。离子二极管作为突触装置的潜力也显示出来。

Jiang, F., Poh, W.C., Chen, J. et al. Ion rectification based on gel polymer electrolyte ionic diode. Nat Commun 13, 6669 (2022).

DOI: 10.1038/s41467-022-34429-9

https://doi.org/10.1038/s41467-022-34429-9

6. Nature Commun.：受限活动向列中的活动边界层

传统液晶中边界层的作用通常与限制壁上的液晶元锚定有关。在经典观点中，锚定限制了平衡条件下被动材料的方向场。西班牙加泰罗尼亚纳米科学和纳米技术研究所Jordi Ignés-Mullol等研究表明，一个活跃的向列可以发展活跃的边界层，拓扑极化的限制边界。

本文要点：

1）作者发现，无论壁曲率如何，带负电荷的缺陷都在边界层中积累，并且它们影响系统的整体动力学，达到完全控制强限制情况下活性向列的行为的程度。此外，作者发现壁缺陷表现出本质上不同于其体缺陷的行为，例如高运动性或与另一个具有相同符号拓扑电荷的缺陷重组的能力。

2）这些奇异的行为是由缺陷周围指向矢场中的壁引起的对称性变化引起的。最后，作者建议壁缺陷的集体动力学可以用一维时空混沌的模型方程来描述。

Hardoüin, J., Doré, C., Laurent, J. et al. Active boundary layers in confined active nematics. Nat Commun 13, 6675 (2022).

DOI: 10.1038/s41467-022-34336-z

https://doi.org/10.1038/s41467-022-34336-z

7. Nature Commun.：非化学计量比钙钛矿薄膜中纳米粒子的反相边界加速脱溶

从非化学计量的钙钛矿氧化物中脱溶过量的过渡金属阳离子作为在氧化物表面形成稳定纳米粒子的简易途径已经引起了人们的兴趣。然而，这种纳米粒子形成的原子级机制仍然是未知的。成均馆大学Sang Ho Oh和马克斯·普朗克微结构物理研究所Hyeon Han等使用原位扫描透射电子显微镜(STEM)直接观察了外延非化学计量钙钛矿氧化物薄膜中NP形成的出溶过程，揭示了控制NP出溶到薄膜表面的最有效的微结构特征。

本文要点：

1）作者采用脉冲激光沉积法(PLD)在(LaAlO₃)_0.3(Sr₂AlTaO₆)_0.7 (LSAT) (001)衬底上生长了A位阳离子含量为10%、氧含量可控的La_0.2Sr_0.7Ni_0.1Ti_0.9O_3-δ (LSNT) 外延薄膜。作者发现非化学计量比外延膜包含沿{110}面横跨膜厚度的APB，其通过将角共享氧八面体排列局部改变为边共享排列来适应氧不足。原位横截面STEM观察解析了跨越膜厚度到表面的出溶过程，结合密度泛函理论(DFT)计算，揭示了APB是促进Ni NPs出溶的关键结构特征，因为它们由于低偏析能而为Ni离子提供了能量上有利的偏析位置。

2）此外，作者观察到APB提供了朝向表面的快速扩散路径，促进了NP主要在它们与膜表面的相交处的出溶。最后，作者的原位原子分辨率成像捕获到NPs的形成通过TSC机制发生。该机制促进稳定的三重结和与氧化物载体的相干界面的形成，导致NPs到氧化物载体的独特晶格匹配的嵌入。

Han, H., Xing, Y., Park, B. et al. Anti-phase boundary accelerated exsolution of nanoparticles in non-stoichiometric perovskite thin films. Nat Commun 13, 6682 (2022).

DOI: 10.1038/s41467-022-34289-3

https://doi.org/10.1038/s41467-022-34289-3

8. Nature Commun.：软纳米刷导向的多功能MOF纳米阵列

在必要的表面上控制生长良好取向的金属有机框架纳米阵列对于催化、传感、光学和电子学等广泛的应用具有显著的意义。上海交通大学Huibin Qiu、复旦大学Yonghui Deng和中国科学院上海高等研究院Gaofeng Zeng等开发了一种高度灵活的软纳米刷定向合成方法，用于在不同的基底上精确原位制备MOF纳米阵列。

本文要点：

1）软纳米刷是通过表面引发的活性结晶驱动的自组装来构建的，它们的活性聚(2-乙烯基吡啶)电晕通过配位作用捕获大量的金属阳离子。这使得MOF纳米颗粒的快速异质生长以及随后在硅片、Ni泡沫和陶瓷管上形成具有220~1100 nm定制高度的MIL-100 (Fe)、HKUST-1和CUT-8 (Cu)纳米阵列成为可能。包括金属氧簇和贵金属纳米颗粒在内的辅助功能组分可以容易地结合，以精细地制造具有协同特征的杂化结构。

2）值得注意的是，掺杂Keggin H₃PMo₁₀V₂O₄₀的MIL-100 (Fe)纳米阵列在甲醇催化氧化中显著提高了甲醛选择性，高达92.8%。此外，用铂纳米颗粒修饰的HKUST-1纳米阵列对H₂S表现出异常的灵敏度，检测极限为ppb级。

Wang, S., Xie, W., Wu, P. et al. Soft nanobrush-directed multifunctional MOF nanoarrays. Nat Commun 13, 6673 (2022).

DOI: 10.1038/s41467-022-34512-1

https://doi.org/10.1038/s41467-022-34512-1

9. Nature Commun.：等离子体热电子占位的超灵敏探测

等离子体系统中的非热和热载流子引起了当代基础和应用物理学的极大兴趣。尽管理论描述不仅预测了能量，还预测了产生的载流子的位置，但是这些理论的实验证明仍然缺乏。赛格德大学Judit Budai等通过实验证明，在表面等离子体激元的光激发下，非热电子布居出现在直接耦合到局域场的等离子体激元膜的最顶端区域。

本文要点：

1）所应用的全光学方法基于介电函数的椭偏光谱测定，允许作者获得关于表面等离子体激元引起的直接相关的电子占有率变化的深入信息。作者方法的超高灵敏度允许作者捕获由具有超快衰减时间的电子-电子散射过程引起的变化的特征。

2）这种方法的另一个优点是其对表面现象的超高灵敏度和关于构成金膜的层的介电功能的深入信息。通过利用椭偏测量的这些特征，作者可以揭示连续波(cw)激发同时具有几个等离子体相关效应的指纹。

10. Nano Letters：形状记忆集流体对过热锂离子电池的早期制动

11. Nano Letters：全碳纳米管太阳能电池装置模仿光合作用

12. Nano Letters：螺旋相中极性可控的电流感生磁性斯格明子