1. Nature Commun.：二维BCS-BEC交叉中的涡旋动力学

巴丁-库珀-施里弗(BCS)凝聚和玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)是成对费米子系统的两个极限基态，这两个极限之间的交叉一直是高温超导和冷原子超流性两个领域的兴奋来源。对于超导体，像石墨烯和Li_xZrNCl这样的超低掺杂系统成功地接近了从BCS侧开始的交叉。这些超导体提供了新的机会来阐明朝向BEC机制的带电粒子传输的本质。东京大学Yoshihiro Iwasa等利用最近建立的门控Li_xZrNCl系统系统地研究了2D BCS-BEC交叉中的涡旋霍尔效应。

本文要点：

1）作者通过实验观察到霍尔角随着交叉内掺杂的减少而增加。结合TDGL理论，作者成功地定性再现了这种行为，并因此提出了实验支持的交叉内涡动力学的演变。该模型还允许推测超出实验区域的预期涡流动力学，接近BEC极限，从而揭示了整个BCS-BEC交叉区域及其以外的涡流动力学的综合情况。Li_xZrNCl的简单能带结构(没有竞争有序)对于建立对包括铜氧化物在内的许多超导体中的VHE的清楚理解应该是至关重要的，这是长期未解决的问题。

2）作者提出的密度控制的BCS-BEC交叉有可能成为材料探索和研究BEC极限中未探索的超导物理学的重要平台，正如展示的BEC极限中涡旋动力学的开放问题有待实验解决。

Heyl, M., Adachi, K., Itahashi, Y.M. et al. Vortex dynamics in the two-dimensional BCS-BEC crossover. Nat Commun 13, 6986 (2022).

DOI: 10.1038/s41467-022-34756-x

https://doi.org/10.1038/s41467-022-34756-x

2. Nature Commun.：氢含量变化很大的七种氢化镧的高压合成

随着LaH₁₀在近环境温度和高压下的超导电性的报道，镧-氢系统已经引起了极大的关注。根据粉末X射线衍射和电阻率数据，怀疑可以合成LaH₁₀以外的相，尽管它们还没有被鉴定。拜罗伊特大学Dominique Laniel等展示了作者对该系统的单晶X射线衍射研究的结果，由密度泛函理论计算支持，揭示了在50至180 GPa范围内合成的氢化镧的意外化学和结构多样性。

本文要点：

1）作者制备了七种镧氢化物LaH₃、LaH₄、LaH_4+δ、La₄H₂₃、LaH_6+δ、LaH_9+δ和LaH_10+δ，并测定了镧在它们结构中的原子坐标。这里揭示的稀土元素氢化物的规律为指导寻找其他可合成的氢化物和候选高温超导体提供了线索。

2）镧氢化物中氢含量的可变性和样品的相不均匀性突出了与评估潜在超导相和高压氢化物中电子跃迁性质相关的挑战。

Laniel, D., Trybel, F., Winkler, B. et al. High-pressure synthesis of seven lanthanum hydrides with a significant variability of hydrogen content. Nat Commun 13, 6987 (2022).

DOI: 10.1038/s41467-022-34755-y

https://doi.org/10.1038/s41467-022-34755-y

3. Nature Commun.：通过堆积嵌段共聚物启动自组装途径

嵌段共聚物的自发自组装十分普遍，经过特定设计，其可以组装成定义明确的纳米级结构。然而，平衡态组装仅能产生一些有限的结构。原则上，非平衡态的组装策略可以通过利用自组装的反应性来扩大结构的多样性。基于这一情况，来自美国布鲁克海文国家实验室的Kevin G. Yager团队开发了一种结合控制薄膜初始配置和排序记录的路径启动策略，实现了对结构控制的增强，从而可以用于设计获得更丰富的材料功能特性。

本文要点：

1) 研究通过依次涂覆不同的材料以形成规定的初始状态，并使用热退火使这些明显的非平衡状态在组装过程中演化，穿过通常无法到达的瞬态结构；

2) 此外，研究者们探索了巨大的相关超空间、跨越加工（退火温度和时间）、材料（成分和分子量）和分层（厚度和顺序）维度的影响，得到了一个新型结构库，包括垂直定向的穿孔薄片、渡槽结构（具有基底钉扎穿孔的垂直薄片壁）、护墙（锯齿状薄片）和交叉薄片网络结构。

Russell, S.T., Bae, S., Subramanian, A. et al. Priming self-assembly pathways by stacking block copolymers. Nat Commun 13, 6947 (2022).

DOI: 10.1038/s41467-022-34729-0

https://doi.org/10.1038/s41467-022-34729-0

4. Nature Commun.：通过肟连接水相合成高功能性、疏水性和化学可回收的纤维素纳米材料

纤维素纳米纤维(CNF)材料是高机械性能纳米材料可持续发展的候选材料。由于固有的亲水性和有限的功能范围，大多数应用需要对CNF进行化学改性。然而，由于CNF在高浓度下在非水溶剂中聚集的倾向，直接在CNF上的靶向转化是麻烦的，使得合适试剂的选择变得复杂，并且需要最终产物的冗长分离。瑞典皇家理工学院Peter Olsén和Elena Subbotina等通过开发一种通用的、完全基于水的、实验上简单的CNF功能化方法来应对这一挑战，提供脂肪族、烯丙基、炔丙基、偶氮苄基和取代苄基官能团。

本文要点：

1）第一步是在湿饼状态下将NaIO₄氧化成二醛-CNF，随后用O-取代的羟胺进行肟连接。肟类化合物水解稳定性的提高消除了对还原性稳定化的需要，而还原性稳定化通常是醛基与胺在水中反应的类似亚胺所需要的。总的来说，该方法提供了定制程度的纳米纤维功能化(2-4.5 mmol/g)，在弱酸性条件下可能可逆地分离功能，导致二醛CNF的重新形成。

2）最后，作者对改性CNF材料在绿色电子和摩擦电纳米发电机中的潜在应用进行了评估。

Subbotina, E., Ram, F., Dvinskikh, S.V. et al. Aqueous synthesis of highly functional, hydrophobic, and chemically recyclable cellulose nanomaterials through oxime ligation. Nat Commun 13, 6924 (2022).

DOI: 10.1038/s41467-022-34697-5

https://doi.org/10.1038/s41467-022-34697-5

5. AM：用于CO₂还原的高熵合金气凝胶

高熵合金气凝胶（HEAAs）结合了高熵合金和气凝胶的优点，在催化反应极具应用前景。然而，由于不同金属的还原电位和混溶性的差异，实现单相HEAA仍然是一个巨大的挑战。近日，江南大学刘天西、张楠、青岛大学白树行通过冻融方法制备了一系列用于CO₂还原反应（CO₂RR）的高活性和耐久性HEAA电催化剂。

本文要点：

1) PdCuAuAgBiIn HEAA可以在-0.7至-1.1V（）范围内实现生成C1产物并且法拉第效率（FE）几乎100%，在-1.1V（vs. RHE）下最大FE_HCOOH为98.1%，这优于PdCuAuAgBiIn高熵合金颗粒（HEAP）和Pd金属气凝胶（MA），并且电流密度和FE_HCOOH几乎为200 mA cm⁻²和87%。

2) PdCuAuAgBiIn HEAA优异的CO₂RR性能归因于其不同金属和表面不饱和位点之间的强相互作用，可以调节不同金属的电子结构，实现在催化剂表面最佳的HCOO*中间体吸附和解吸，促进HCOOH的生成。

Liu Hanjun, et al. High-entropy Alloy Aerogels: A New Platform for Carbon Dioxide Reduction. Adv. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adma.202209242

https://doi.org/10.1002/adma.202209242

6. AM：用于柔性传感电子器件的聚合物基底上直接合成的大规模超鲁棒MoS2图形

大面积图案化二硫化钼的合成被认为是实现高性能二硫化钼基柔性电子器件的基础。然而，尽管在促进实际应用方面取得了巨大的进步，但是将MoS₂膜图案化和转移到目标柔性基板需要传统的多步光刻图案化和转移工艺。西北工业大学黄维院士和Xuewen Wang等报道了一种结合喷墨印刷和热退火直接合成大尺寸二硫化钼图案的方法。

本文要点：

1）作者制备了一种可以在聚酰亚胺薄膜上沉积任意图案的最佳前驱油墨。通过引入Ar/H₂气氛，在350℃下的热处理能够在图案化的前体中原位分解和结晶，并因此导致MoS₂的形成。无需复杂的工艺，直接在聚合物基底上获得图案化的二硫化钼，表现出优异的机械柔韧性和耐用性(10，000次弯曲循环后电阻变化不超过2%)以及优异的化学稳定性。

2）作者将此归因于产生的连续薄微结构及其与基底的强粘附力。更进一步，作者采用这种方法制造各种对身体运动和湿度不敏感的柔性传感设备，包括温度传感器和生物电传感系统，用于实时、连续监控皮肤温度、心电图和肌电图信号。

Li, W., et al, Large-scale Ultra-robust MoS₂ Patterns Directly Synthesized on Polymer Substrate for Flexible Sensing Electronics. Adv. Mater.. Accepted Author Manuscript 2207447.

DOI: 10.1002/adma.202207447

https://doi.org/10.1002/adma.202207447

7. AM：具有坚韧和渗透性的芳纶纳米纤维框架的坚固耐用的多功能Kirigami电子器件

由于在皮肤的3D动态表面上具有很高的延伸性和一致性，Kirigami设计有利于构建可穿戴电子产品。然而，能够使坚固的kirigami设备具有所需的皮肤接口功能的合适的材料技术仍然有限。为此，香港大学Lizhi Xu开发了一种基于复合纳米纤维骨架(CNFF)的多功能材料平台，用于可穿戴Kirigami电子产品的工程设计。

本文要点：

1）包括芳纶纳米纤维和聚乙烯醇的自组装纤维网络结合了高韧性、渗透性和可制造性，这对于制造混合器件是可取的。

2）研究人员通过多尺度模拟，解释了CNF基Kirigami结构的高抗裂性，并为设计提供了必要的指导，可进一步推广到其他Kirigami器件。

3）研究人员将各种微电子传感器和电活性聚合物集成到基于CNFF的材料平台上，实现对心电图(CG)、肌电(EMG)、皮肤温度等生理参数的测量。

这些机械坚固、多功能、轻便和生物兼容的kirigami器件有望为先进的可穿戴系统和人机界面的开发提供新的见解。

Hongzhen Liu, et al, Robust and Multifunctional Kirigami Electronics with Tough and Permeable Aramid Nanofiber Framework, Adv. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adma.202207350

https://doi.org/10.1002/adma.202207350

8. AM：一种用于动态成像的气相沉积钙钛矿光电探测器交叉阵列

随着钙钛矿型光电探测器的发展，将光电探测器集成到阵列图像传感器中是下一个追求的目标。目前集成钙钛矿光电二极管用于动态成像的主要困难是像素之间的光电串扰。近日，暨南大学Weiguang Xie，Pengyi Liu，南京大学Xiaomu Wang采用气相沉积法制备了一种具有像素级整流特性的钙钛矿型光电二极管阻挡二极管(PIN-BD)交叉阵列。

本文要点：

1）PIN-BD在光照下显示出3.3×102的大整流比，将成像阵列中的电串扰抑制到8.0%。72.8 ns的快速响应时间允许每秒25帧以上的实时图像采集。

2）该成像传感器表现出优异的成像能力，具有112 dB的大线性动态范围和4096个灰度级，以及1.2 lux以下的弱光灵敏度。

Zhenye Zhan, et al, A Perovskite Photodetector Crossbar Array by Vapor Deposition for Dynamic Imaging, Adv. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adma.202207106

https://doi.org/10.1002/adma.202207106

9. AM：锰基金属有机骨架作为冷适应纳米酶

开发高效、稳定的冷适应酶是克服催化药物在低温和低温下的局限性的先进策略。

近日，受到天然酶的启发，西北工业大学Yong Qin，Jie Gao，Lianbing Zhang，中国科学院生物物理研究所Lizeng Gao设计并合成了一种新型的基于锰基纳米金属-有机骨架(nMnBTC)的耐冷纳米酶。

本文要点：

1）nMnBTC模拟酶不仅在0 ℃下表现出优异的活性，而且在温度升高到45 ℃时几乎没有可观察到的活性损失，这打破了传统的认识，即酶只有在特定的嗜冷或嗜热条件下才表现出最大的活性。此外，NMnBTC作为一种冷适应纳米酶的优异性能归功于它在低温下的高催化效率、良好的底物亲和力和灵活的构象。

2）基于nMnBTC的强大性能，研究人员开发了一种低温抗病毒策略，即使在-20℃也能灭活H1N1流感病毒。因此，这些结果不仅为合理设计高效的人工冷适应酶提供了重要指导，也为生物医学在低温领域的应用开辟了一条新的途径。

Yao Chen, et al, Manganese Based Metal-Organic Framework as Cold-Adapted Nanozyme, Adv. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adma.202206421

https://doi.org/10.1002/adma.202206421

10. AM：高效稳定有机太阳能电池用ZnO层的制备新方法

氧化锌(ZnO)由于其优异的光电性能和简单的制备方法，在有机太阳能电池中得到了广泛的应用。尽管过去已经设计了多种多样的阴极界面材料，但是ZnO由于其优异的综合性能仍然是不可或缺的。因此，解决残留胺与非富勒烯受体反应的持久问题将使ZnO优于其他材料，从而改善OSCs的性能。中科院化学所侯剑辉研究员等报道了一种简单、有效且经济的方法来去除ZnO中的残留胺而不扭曲ZnO。

本文要点：

1）通过准确比较氧化锌和残留胺的碱度，作者选择硼酸(BA)作为除胺剂，因为它具有合适的酸离解常数。此外，BA的高水溶性确保了后清洗过程可以容易地进行。通过添加BA，提高了阴极界面层的功函数、电子引出和稳定性。因此，OSCs在长期光照下的功率转换效率和稳定性显著提高。

2）基于PBDB-TF:HDO-4Cl:BTP-eC9体异质结的最佳0.04和1.00 cm²单结OSCs分别输出18.40%和17.42%的效率。此外，基于BA处理的ZnO的串联OSCs表现出19.56%的功率转换效率，证明了该方法的可靠性。

Wang, Y., et al, New Method for Preparing ZnO Layer for Efficient and Stable Organic Solar Cells. Adv. Mater. 2208305.

DOI: 10.1002/adma.202208305

https://doi.org/10.1002/adma.202208305

11. AEM：电网规模锂离子电池储能的关键挑战

由于全球气候变化，不可逆转的破坏将在未来十年迅速发生，因此能源基础设施的快速转型至关重要。据信，脱碳的实际策略将是8小时的锂离子电池(LIB)电能储存与风能/太阳能发电相结合，并使用现有的化石燃料设施作为备用。为了达到100太瓦时规模的LIB存储，有人认为关键挑战是消防安全和回收，而不是资本成本、电池循环寿命或采矿/制造挑战。麻省理工学院李巨等提供了这两个方向上正在进行的创新的简要概述。

本文要点：

1）对于回收，人们正在追求更经济和环保的冶金工艺(深度回收)，以及创新的直接回收(浅层回收)方法。浅层和深层回收的优化组合可以进一步提高回收的经济和环境性能，在可再生能源产业中形成Co、Ni和Li等有价值元素的闭环，从而在储能需求快速增长的情况下大大减轻资源和采矿负担。此外，法规和管理必须与技术进步同步改进，以进一步提高安全性和可持续性。需要制定针对具体场所的最新安装/安全准则和应急措施，需要认真对待报废火灾风险，并需要制定和执行废物管理政策。

2）实现可再生能源与LIB存储的循环经济需要学术界、产业界和政府的广泛合作。随着技术和管理的改进，我们将更接近拥有可靠的< 90美元/千瓦时电池组，该电池组可稳定循环高达20，0 00次及以上，用于安全和可持续的电网存储。

Huang, Y., Li, J., Key Challenges for Grid-Scale Lithium-Ion Battery Energy Storage. Adv. Energy Mater. 2022, 2202197.

DOI: 10.1002/aenm.202202197

https://doi.org/10.1002/aenm.202202197

12. Nano Lett. ：具有Fe–Mo双金属原子位点的FeN4实现高效电化学氧还原

具有FeN₄活性结构的Fe–N–C催化剂在氧还原反应（ORR）中得到了越来越多的关注；然而，调节其在酸性溶液中催化性能仍然是一个挑战。近日，首都师范大学Wenming Sun、清华大学王定胜、李亚栋院士构建了Fe–Mo双金属位点，以调节嵌入多孔氮掺杂碳中的单核Fe位点的ORR活性。

本文要点：

1) 由于氧分子倾向于顺桥式吸附构型，从而使O–O键在Fe–Mo原子对位点上的断裂更容易。

2) 当Mo原子被引入FeN_x构型时，Fe d带中心的下移优化了FeMoN₆活性机构中ORR中间体的吸收-解吸行为，从而提高了催化性能。构建双金属原子位点以调节催化活性结构为提高其他类似非贵金属催化剂的电催化性能提供思路。

Zhu Peng, et al. Regulating the FeN4 Moiety by Constructing Fe–Mo Dual-Metal Atom Sites for Efficient Electrochemical Oxygen Reduction. Nano Lett 2022

DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c03623

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.2c03623