1. Sci. Adv.：固有导电聚合物的盐诱导延展性和应变不敏感电阻
高机械延展性和高机械强度对于包括聚合物在内的材料是重要的。目前增加聚合物延展性的方法，如增塑，总是导致极限拉伸强度显著下降。还没有关于聚合物的延展性可以显著增加断裂伸长率而不降低极限拉伸强度的报道。近日，新加坡国立大学欧阳建勇教授报道了盐诱导的聚(3，4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）的韧塑化。1）用乙二醇(EG)处理的自支撑PEDOT:PSS膜可以表现出23.2 Mpa的拉伸强度。断裂伸长率低于10%。它可以通过随后用各种盐，包括NaClO4、NaCl、NH4Cl和CuCl2进行后处理而被韧塑化。2）延性与盐的晶格能和盐离子的水合能有关。在这些盐中，NaClO4能产生最高的延性效果。NaClO4盐处理可将a-EG/PEDOT:PSS的断裂伸长率提高到53.2%，而对拉伸强度几乎没有影响。此外，韧塑化PEDOT:PSS薄膜的电导率可以达到538 S cm-1，并且在断裂前表现出对拉伸应变不敏感的电阻。此外，在拉伸应变高达30%的循环拉伸试验中，电阻仅略微增加约6%。
Hao He, et al, Salt-induced ductilization and strain-insensitive resistance of an intrinsically conducting polymer, Sci. Adv. 8, eabq8160 (2022)DOI: 10.1126/sciadv.abq8160https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abq8160
2. Sci. Adv.：消除富锂锰基正极中界面的含氧降解助力全固态锂电池
在追求能量密集型全固态锂电池（ASSBs）的过程中，富锂锰基氧化物(LRMO)阴极提供了一条令人振奋的前进道路，具有意想不到的高容量、低成本和优异的可加工性。然而，LRMO/固体电解质界面降解的原因仍然是个谜，这阻碍了LRMO基ASSBs的应用。近日，清华大学张强教授，Chen-Zi Zhao提出了一种有效的工程策略来定制LRMO材料(Li1.2Mn0.54Co0.13Ni0.13O2)，通过在表面结合亚硫酸盐(SO32-)并同时与无定形硫酸锂形成高离子传导路径。用稳定的聚阴离子取代弱键合的表面氧，可以通过在充电过程中将O2的电荷补偿转移到SO32-来防止表面氧的过度氧化。1）由于稳定的界面和有利的离子传输网络，基于改性Li1.2Mn0.54Co0.13Ni0.13O2 (S-LRMO)正极的ASSB可以提供高比容量（在1.1和2.9 mAh cm-2下分别为248和225 mAh g-1）和ASSBs中高达4.6 V的优异长期循环稳定性 (室温下以1.0 C的速率循环300次后，容量保持率约为81.2%)。2）在原位恒电流电化学阻抗谱(GEIS)和弛豫时间分布(DRT)技术的基础上，辅以X射线光电子能谱(XPS)、X射线吸收谱(XAS)和飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)的表征和分析，首先根据固态LRMO正极的充电状态(SOC)揭示了界面动力学和界面化学的演变。结果表明，电化学性能的显著提高在于循环过程中稳定的S-LRMO|SE界面和良好的界面电荷转移。该研究强调了快速界面动力学的重要性，并为合理设计LRMO材料以实现ASSBs的高能量密度和长期循环稳定性提供了有希望的途径。
Shuo Sun, et al, Eliminating interfacial O-involving degradation in Li-rich Mn-based cathodes for all-solid-state lithium batteries, Sci. Adv. 8, eadd5189 (2022)DOI: 10.1126/sciadv.add5189https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add5189
3. Sci. Adv.：全橡胶肖特基二极管和集成器件
全橡胶可拉伸二极管，特别是完全基于可拉伸材料的二极管，是可拉伸集成电子器件的关键器件，应用范围广泛，从能源到生物医学，到集成电路，再到机器人技术。然而，目前，其发展刚刚起步。近日，宾夕法尼亚州立大学Cunjiang Yu报道了一个完全橡胶状的肖特基二极管，它是基于可拉伸的电子材料构建的，包括一个液态金属阴极、一个橡胶状半导体和一个可拉伸的阳极。1）这种橡胶肖特基二极管在5 V时的正向电流密度为6.99×103 A/cm2，在±5 V时的整流比为8.37×104。2）研究人员同样开发了基于橡胶肖特基二极管的可拉伸整流器和逻辑门，即使在30%的拉伸下也能保持其电气性能。3）通过橡胶二极管，完全橡胶集成的电子器件，研究人员进一步展示了包括有源矩阵多路复用触觉传感器和基于摩擦电纳米发电机的电源管理系统。
Seonmin Jang, Hyunseok Shim, Cunjiang Yu, Fully rubbery Schottky diode and integrated devices, Sci. Adv. 8, eade4284 (2022)DOI: 10.1126/sciadv.ade4284https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ade4284
4. Sci. Adv.：通过混合纳米天线使色敏光电探测器小型化到亚微米尺寸
数码相机传感器使用光电二极管上的滤色器来实现颜色选择性。由于滤色器和光敏硅层是独立的元件，这些传感器受到光学串扰的影响，这限制了最小像素尺寸。近日，新加坡科技研究局Joel K. W. Yang，Zhaogang Dong报道了在滤色器和传感器之间的零距离极限下的混合硅-铝纳米结构。1）这种设计基本上可以实现亚微米像素尺寸，并最小化由倾斜照明引起的光学串扰。2）所设计的硅铝杂化纳米结构具有双重功能。至关重要的是，它支持磁偶极子的混合米氏等离子体共振，以实现颜色选择性光吸收，产生电子空穴对。同时，硅铝界面形成用于电荷分离和光电探测的肖特基势垒。3）这种设计有望取代超高像素密度相机传感器的传统染料滤光器，通过硅的带间等离子体在感测偏振和方向性以及紫外线选择性方面具有先进的功能。
Jinfa Ho, et al, Miniaturizing color-sensitive photodetectors via hybrid nanoantennas toward submicrometer dimensions, Sci. Adv. 8, eadd3868 (2022)DOI: 10.1126/sciadv.add3868https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add3868
5. Nature Commun.：石墨烯基材料出乎意料的高效离子解吸
离子解吸对于具有优异性能的吸附剂来说极具挑战性，并且目前广泛使用的常规解吸方法通常涉及高酸或碱浓度和大量试剂消耗。近日，宁波大学Liang Chen，华东理工大学方海平，Yizhou Yang通过添加少量的Al3+实验证明了离子在磁性石墨烯氧化物（M-GO）上的快速高效解吸。1）与传统的解吸方法相比，所用的Al3+浓度降低了至少250倍。典型的放射性二价离子Co2+、Mn2+和Sr2+在1分钟内解吸率达到97.0%。2）研究人员实现了放射性60Co的有效富集，并且与初始溶液相比，浓缩60Co溶液的体积减少了大约10倍。基于碱性条件下Al3+的独特水合阴离子物种，M-GO可以容易地回收和重复使用，而不会损害其吸附效率和磁性能。3）密度泛函理论（DFT）计算表明，石墨烯与Al3+的相互作用强于与二价离子的相互作用，且Al3+的吸附概率优于Co2+、Mn2+和Sr2+离子。因此，所提出的方法可用于在能源、生物、环境技术和材料科学领域中富集更广泛的离子。
Xia, X., Zhou, F., Xu, J. et al. Unexpectedly efficient ion desorption of graphene-based materials. Nat Commun 13, 7247 (2022).DOI：10.1038/s41467-022-35077-9https://doi.org/10.1038/s41467-022-35077-9
6. Nature Commun.：LaAlO3作为双电子水电解制过氧化氢的高效催化剂
电化学双电子水氧化反应（2e-WOR）作为一种可实现过氧化氢(H2O2)现场连续生产的新工艺，受到了广泛的关注。然而，与阴极生成H2O2相比，由于严重的氧化环境，在阳极2e-WOR建立催化剂更具挑战性。近日，斯坦福大学郑晓林，卡尔加里大学Samira Siahrostami利用计算筛选和实验结果相结合的方法来确定LaAlO3是迄今为止报道的用于2e-WOR转化为H2O2的最稳定、活性和选择性最高的催化剂。1）研究人员首先调查了约2000多个钙钛矿文库，鉴定了32个pH=8的稳定钙钛矿和10个pH=11的稳定钙钛矿，用于2e-WOR。其中，LaAlO3在两种pH条件下最稳定，生成能最小。2）然后，为了检测2e-WOR的活性，采用自持溶液燃烧法合成了LaAlO3。合成的LaAlO3具有立方晶体结构，主要晶面为(100)和(110)。3）接着在2 M KHCO3(pH =8.3)和4 M K2CO3/KHCO3(1：7，pH=11)两种不同的电解液中，考察了LaAlO3用于2e-WOR的催化性能，结果表明，在这两种电解液中，LaAlO3对2e-WOR的催化活性均优于TiO2、BiVO4、ZnO和FTO。LaAlO3具有良好的2e-WOR活性（510 mV过电位下，电流密度即可达到10 mA cm−2）、良好的选择性（3.34 V时FE峰值为87%）和稳定性（3 h后FE下降仅为3%）。
Baek, J., Jin, Q., Johnson, N.S. et al. Discovery of LaAlO3 as an efficient catalyst for two-electron water electrolysis towards hydrogen peroxide. Nat Commun 13, 7256 (2022).DOI：10.1038/s41467-022-34884-4https://doi.org/10.1038/s41467-022-34884-4
7. Nature Commun.：层状导电金属有机框架层间电子耦合的精确调谐
二维共轭金属有机骨架（2D c-MOF）在(光电子)电子学和自旋电子学中引起了人们越来越大的兴趣。它们通常由范德华堆积层组成，并表现出与层相关的电子性质。虽然人们已经做出了相当大的努力来调节层内的电荷传输，但还没有实现对层间电子耦合的精确控制。近日，德累斯顿工业大学冯新亮教授，董人豪报道了一种通过侧链诱导的层间距控制来精确调节2D c-MOF中层间电荷传输的策略。1）为了合成半导体Ni3(HATI_CX)2，研究人员设计了具有程序官能化的六胺基三吲哚配体(HATI_CX，X=1，3，4；X表示烷基链的碳数)。2）这些MOF的层间距可以精确地从3.40变化到3.70 Å，从而导致带隙加宽，载流子迁移率受到抑制，塞贝克系数显著提高。3）在此基础上，研究人员进一步在Ni3(HATI_C3)2中获得了68±3 nW m−1 K−2的热电功率因数，优于已报道的以空穴为主的MOF。
Lu, Y., Zhang, Y., Yang, CY. et al. Precise tuning of interlayer electronic coupling in layered conductive metal-organic frameworks. Nat Commun 13, 7240 (2022).DOI：10.1038/s41467-022-34820-6https://doi.org/10.1038/s41467-022-34820-6
8. Nature Commun.：电流密度对锂∣Li6PS5Cl界面固体电解质界面形成的影响
了解锂金属电极与无机固态电解液界面形成的固体电解质界面的化学组成和形态演变对于开发可靠的全固态锂电池至关重要。近日，牛津大学Mauro Pasta报道了电流密度介导的界面相的演变，该界面相由锂金属与Li6PS5Cl SE接触形成，在XPS测量期间使用原位虚拟电极电化学电镀方法引入，这表明了反应动力学在这些过程中的重要作用。1）在高电流密度下，在电镀的初始阶段，发现该界面富含Li3P，这是Li6PS5Cl的完全还原的分解产物。通过在SE表面镀金属Li的出现，结合在相对低的等效电荷通过时完全抑制来自原始LPSCl表面的光谱信号，证明了在高电流密度下的界面也被理解为有效地更加均匀。此外，通过EIS测量结合XPS光谱对界面阻抗的分析进一步证实了这一论断。2）此外，研究人员推断在较高电流密度下形成的SEI(由传导Li3P的Li+离子组成)更均匀。因此，这种理解可以用来适当地设计电极-电解质界面和开发充电-放电协议，特别是在无锂SSB中。
Narayanan, S., Ulissi, U., Gibson, J.S. et al. Effect of current density on the solid electrolyte interphase formation at the lithium∣Li6PS5Cl interface. Nat Commun 13, 7237 (2022).DOI：10.1038/s41467-022-34855-9https://doi.org/10.1038/s41467-022-34855-9
9. Nature Commun.：具有高密度晶界的水诱导超薄Mo2C纳米片助力HER
晶界控制是操纵电催化剂电子结构以改善其析氢反应（HER）性能的有效途径。然而，探索晶界作为高活性催化热点的直接影响极具挑战性。近日，山西大学范修军教授，张献明教授提出了一种有效的策略，通过水热和水辅助碳热反应，在N掺杂石墨烯上制备富含GBs的超薄Mo2C纳米片（H-Mo2C/NG）。1）在碳化过程中，水诱导了Mo2C纳米晶从纳米颗粒向纳米颗粒的结构演变，并控制了Mo2C纳米颗粒的GB密度。Mo2C NSs中的高密度GBs提供了超高比例的活性位点，显著提高了H-Mo2C/NG的固有HER活性。2）理论计算表明，Mo2C NSs中的GBs调节MoC3金字塔的构型，从而调节Mo dz2轨道能级，操纵H-Mo2C/NG催化剂的Mo-H键强度并影响HER活性。这项工作为通过GB工程开发高效催化剂开辟了一条途径。
Yang, Y., Qian, Y., Luo, Z. et al. Water induced ultrathin Mo2C nanosheets with high-density grain boundaries for enhanced hydrogen evolution. Nat Commun 13, 7225 (2022).DOI：10.1038/s41467-022-34976-1https://doi.org/10.1038/s41467-022-34976-1
10. Angew 卤素离子的氢键效应促进在阳离子共价有机框架上的CO2电还原
大量化石燃料的燃烧导致大量温室气体的排放，从而引起全球变暖等一些问题。近日，中科院福建物质结构研究所黄远标提出了用于电催化CO2还原反应的带电咪唑鎓官能化卟啉基共价有机框架（Co-iBFBim-COF-X），其中Co活性位点附近咪唑鎓离子的游离阴离子（例如,F-，Cl-，Br-和I-)可以稳定关键中间体*COOH并抑制析氢反应。1) Co-iBFBim-COF-X表现出比中性Co-BFBim-COF更高的活性，遵循如下趋势F- < Cl- < Br- < I-。2)特别是Co-iBFBim-COF-I− 在2.3V的低全电池电压下显示出接近100%的CO2选择性，实现了52mAcm−2的高CO2电流密度，并且在阴离子膜电极组件中的周转频率为3018 h-1，是中性Co-BFBim-COF的3.57倍。该工作为自由阴离子在中间体稳定和降低活性H2O的局部结合能以增强CO2还原反应活性提供了新的见解。
Wu Qiujin, et al. Boosting Electroreduction of CO2over Cationic Covalent Organic Frameworks: Hydrogen Bonding Effects of Halogen Ions. Angew. Chem. Int. Ed. 2022DOI: 10.1002/anie.202215687https://doi.org/10.1002/anie.202215687
11. Angew：通过McMurray偶联反应制备具有一种有序离子传导通道的π共轭阴离子交换膜
McMurry偶联是一种简便、温和、低成本的合成化学反应。近日，中科大Tongwen Xu，Xiaolin Ge首次利用McMurry偶联反应制备了π共轭阴离子交换膜。1）相邻苯环之间的链间π-π堆积诱导定向自组装聚集，从而实现高度有序的离子导电通道。2）研究人员通过UV-vis光谱、X射线衍射谱、小角X射线散射、透射电子显微镜和密度泛函理论（DFT）计算对所得结构进行了表征，结果表明，在80 ℃时，实现了135.5 mS cm-1的高OH-电导率。此外，π共轭体系中的双键还引发了AEM的原位自交联，从而提高了尺寸稳定性和碱性稳定性。3）得益于这一优势，所获得的Cr-QPPV-2.51 AEM具有优异的碱性稳定性（在80°C的1 M KOH中3000小时保持95%的电导率）和高达34.8 MPa的机械强度。此外，使用Cr-QPPV-2.51的燃料电池在80 °C时的最大峰值功率密度为1.27 W cm-2。
Fan Zhang, et al, A π-conjugated Anion Exchange Membrane with Ordered Ion Conducting Channel via McMurray Coupling Reaction, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202215017DOI：10.1002/anie.202215017https://doi.org/10.1002/anie.202215017
12. AM：精确构建的具有局部单原子铑的金属硫化物，用于光催化C-H活化和直接甲醇偶联成乙二醇
虽然人们已经报道了诸多关于光催化环境修复、析氢和化学转化的研究，但在使用半导体光催化合成工业上重要且大量需求的大宗化学品方面取得的成功较少，半导体光催化具有巨大的潜力来驱动传统多相催化难以实现的独特化学反应。然而，用于光化学合成的半导体的性能通常是不令人满意的，因为在光捕获、电荷载流子分离和表面反应方面的效率有限。精确构建多相光催化剂以促进这些过程是一个有吸引力但具有挑战性的目标。基于此，厦门大学王野教授成功构建了一种可见光响应的金属硫化物光催化剂，它由一维交替排列的ZB和WZ链段以及选择性位于WZ链段的单原子铑组成。1）研究人员发现，具有交替内置电场的独特排列的WZ/ZB异质结促进了光生电子和空穴分别分离和迁移到ZB和WZ段，WZ段上的单原子铑通过与其CH键的相互作用有效地催化CH3OH的吸附和活化，形成CH2OH自由基作为EG的中间体。2）这项工作提供了一种具有高电子-空穴分离能力和高表面催化效率的结构限定的金属硫化物光催化剂。其展示了将CH3OH偶联到EG的具有实际意义的性能，为通过半导体光催化合成关键的大宗化学品开辟了一条途径。
Limei Wang, et al, Precisely Constructed Metal Sulfides with Localized Single-Atom Rhodium for Photocatalytic C−H Activation and Direct Methanol Coupling to Ethylene Glycol, Advanced Materials. 2022DOI: 10.1002/adma.202205782https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202205782
