1. Chem. Soc. Rev.：微/纳米马达的可控推进的操作机制，运动调控及其生物医学应用

复旦大学孔彪研究员、萨里大学Jian Liu和哈尔滨工业大学贺强教授对微/纳米马达的可控推进的操作机制，运动调控及其生物医学应用相关研究进行了综述。

本文要点：

1）受能够自然移动的微生物的启发，研究人员开发了微/纳米马达(MNMs)，它们可以通过将不同种类的能量转换为动能来实现自主移动。MNMs的快速发展为包括诊断学、治疗学和诊疗学在内的多种生物医学领域带来了新的契机。然而，虽然MNMs的研究已经取得了很大的进展，但MNMs的推进机制仍然是一个有争议的问题。在精准纳米医学等实际应用中，对运动(包括速度和方向)进行精确控制是非常重要的，由此需要对MNMs的运动进行调控。近年来，许多具有不同推进策略、形态、尺寸、孔隙度和化学结构的MNMs被构建出来，并被广泛应用于多种领域。

2）作者在文中全面总结了多种推进策略的物理原理、运动调控方法和相关生物医学应用的最新进展。此外，作者也讨论了当前MNMs研究所面临的挑战，旨在为进一步构建新型、功能更加强大的MNMs提供启发和参考。

Tianyi Liu. et al. Controlled propulsion of micro/nanomotors: operational mechanisms, motion manipulation and potential biomedical applications. Chemical Society Reviews. 2022

DOI: 10.1039/d2cs00432a

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/cs/d2cs00432a

2. Nature Commun.：协同钝化和阶梯维类钙钛矿结构以实现高效近红外发光二极管

碘化甲亚胺铅(FAPbI₃)钙钛矿是近红外发光二极管的有前途的发射体。然而，它们的性能仍然受到界面上缺陷辅助的非辐射复合和能带偏移诱导的载流子聚集的限制。近日，武汉大学方国家教授，柯维俊教授，南京工业大学王建浦教授在FAPbI₃钙钛矿前体中引入了一对具有乙酸根或卤素阴离子的镉盐，以协同钝化材料缺陷并优化器件能带结构。

本文要点：

1）包含零维碘化甲脒镉、一维δ-FAPbI₃、二维FA₂FA_n-1Pb_nI_3n+1和三维α-FAPbI₃的钙钛矿类似物可以在一锅中获得，并且在富含碘化甲脒的铅基钙钛矿薄膜中的能量转移中起着关键和积极的作用。

2）因此，基于近红外FAPbI₃的器件提供了24.1%的最大外部量子效率，同时大大提高了工作稳定性。此外，结合在缺陷钝化和能量转移方面的发现，还实现了与发光和前所未有的自驱动探测器件孪生的近红外光通信。

Liu, Y., Tao, C., Cao, Y. et al. Synergistic passivation and stepped-dimensional perovskite analogs enable high-efficiency near-infrared light-emitting diodes. Nat Commun 13, 7425 (2022).

DOI：10.1038/s41467-022-35218-0

https://doi.org/10.1038/s41467-022-35218-0

3. Nature Commun.：一种基于无热退火钝化钙钛矿的仿生柔性神经肌肉系统

受大脑启发的电子产品需要具有超低能耗、高运行速度和稳定灵活性的人工突触。近日，南开大学Wentao Xu，Yuelong Li展示了一种灵活的人工突触，它在室温下使用了快速结晶的钙钛矿层。

本文要点：

1）该设备实现了一系列突触功能，包括逻辑运算、时空规则和联想学习。

2）研究发现，使用苯乙基碘化铵的钝化消除了缺陷和电荷陷阱，从而将每个突触事件的能耗降至13.5 aJ，这是双端人工突触的世界纪录。在超低功耗下，该器件可实现高达4.17 MHz的超快响应频率，这比以前的钙钛矿人工突触高几个数量级。

3）以钙钛矿型突触作为控制电化学人工肌肉的关键处理单元，构建了多刺激累积型人工神经肌肉系统，实现了肌肉疲劳预警。因此，这种人造突触有望在未来的生物启发电子设备和神经机器人中得到应用。

Liu, J., Gong, J., Wei, H. et al. A bioinspired flexible neuromuscular system based thermal-annealing-free perovskite with passivation. Nat Commun 13, 7427 (2022).

DOI：10.1038/s41467-022-35092-w

https://doi.org/10.1038/s41467-022-35092-w

4. Nature Commun.：用于超低功耗智能纺织电子设备的可重构神经形态忆阻器网络

由于其内在的交织结构和在可穿戴电子设备中的应用前景，神经形态计算记忆阻器在构建低功耗电子纺织品方面具有吸引力。开发可重构的光纤记忆阻器是实现具有神经形态计算功能的电子纺织品的有效方法。然而，以往报道的人工突触和神经元需要不同的材料和配置，使得在一台设备上实现多种功能变得困难。

近日，复旦大学陈琳教授，陈培宁报道了一种具有可重构特性的Ag/MoS₂/HfAlO_x/碳纳米管纺织记忆阻器网络，它可以同时实现非挥发性突触可塑性和挥发性神经元功能。此外，单个可重构的忆阻器可以实现积分并触发功能，在降低神经元电路的复杂性方面显示出显著的优势。

本文要点：

1）基于纤维的记忆神经元的放电能量消耗为1.9 fJ/Spike(飞焦耳水平)，比已报道的生物神经元和人工神经元(皮焦耳水平)至少低3个数量级。超低的能源消耗使创造一个电子神经网络成为可能，与人脑相比，电子神经网络的能源消耗更低。

2）研究人员通过集成可重构突触、神经元和热敏电阻，成功构建了用于保暖织物应用的智能纺织系统，为下一代内存计算纺织系统提供了一条独特的功能重构途径。

Wang, T., Meng, J., Zhou, X. et al. Reconfigurable neuromorphic memristor network for ultralow-power smart textile electronics. Nat Commun 13, 7432 (2022).

DOI：10.1038/s41467-022-35160-1

https://doi.org/10.1038/s41467-022-35160-1

5. Joule：使用机器学习在NMC组合和设计中识别电池老化模式

全面了解锂离子电池(LIBs)的使用寿命是设计耐用电池和优化使用方案的关键。尽管电池寿命预测方法正在蓬勃发展，但对老化和退化的根本原因的诊断尚未得到很好的开发，也没有针对广泛的设计和使用案例进行特定研究。近日，爱达荷国家实验室Tanvir R. Tanim创建了一个基于机器学习(ML)的框架，该框架使用逐个周期记录的多个电化学信号来区分老化模式。

本文要点：

1）主要的老化行为包括正极活性材料损失(LAM_PE)和锂电镀或固体电解质界面(SEI)形成中锂存量损失(LLI)的组合，这从代表两种正极化学性质、两种电极负载和五种充电倍率的44个电池中得到了证实。

2）使用前50个循环内的特征，老化模式分类准确度为86%,并且在225个循环之后增加到88%。相同的特征可以量化寿命终止LAMPE的百分比，只有4.3%的误差。

Chen et al., Battery aging mode identification across NMC compositions and designs using machine learning, Joule (2022)

DOI：10.1016/j.joule.2022.10.016

https://doi.org/10.1016/j.joule.2022.10.016

6. JACS：石墨正极高容量可充电LiCl₂电池

开发新型高容量和高能量密度可充电电池对未来消费电子产品、电动汽车和大容量储能应用至关重要。近日，斯坦福大学戴宏杰院士报道了一种低表面积/孔隙率石墨（DGr）材料作为Li/Cl₂电池中的正极，在1000°C（DGr_ac）的二氧化碳（CO₂）中活化后获得了高电池性能，放电容量高达∼1910 mAh g^–1，循环容量高达1200 mAh g^-1。

本文要点：

1)原位拉曼光谱和X射线衍射（XRD）揭示了石墨在电池循环过程中的演变，包括嵌入/脱嵌和剥离，这些过程产生了足够的孔隙，以容纳LiCl/Cl₂氧化还原。

2) 该工作为高容量碱金属/Cl₂电池开辟了广泛可用的低成本石墨材料。最后，还使用质谱法探测石墨正极中捕获的Cl₂，为Li/Cl₂电池的运行提供了线索。

Zhu Guanzhou, et al. High-Capacity Rechargeable Li/Cl₂ Batteries with Graphite Positive Electrodes JACS 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c07826

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c07826

7. Chem：一种室温稳定的电子化合物及其反应性:还原性苯/吡啶偶联和无溶剂Birch还原

在追求可持续发展的背景下，整个化学界都投入了大量的研究工作来开发新的使能试剂，以促进具有挑战性的有机反应，旨在逐步淘汰贵金属催化剂、危险且昂贵的专用试剂和溶剂。近日，纽卡斯尔大学Erli Lu，James A. Dawson，曼彻斯特大学Floriana Tuna，巴斯大学Claire L. McMullin报道了室温稳定的电子化合物(RoSE)试剂的合成，即K⁺(LiHMDS)e^- (1) ( HMDS : 1，1，1，3，3，3-六甲基二硅氮烷)，以可获得的原料(金属钾和LiHMDS)为原料，在20 mmol规模下进行机械力化学球磨。

本文要点：

1）尽管它具有无定形的性质，但实验和计算研究都证实了1中阴离子电子的存在，这是电子化合物的关键诊断标准。因此，1是一个电子化合物。

2）利用其阴离子电子，电试剂1表现出多种反应性，包括(1)苯和吡啶的C–H活化和C–C偶联的调节，以及(2)无溶剂Birch还原的调节。

因此，这项工作证明了室温稳定的电子化合物的简易机械化学合成的概念，并且它将电子化合物1作为一种多用途试剂引入合成化学领域。

Davison et al., A room-temperature-stable electride and its reactivity: Reductive benzene/pyridine couplings and solvent-free Birch reductions, Chem (2022)

DOI：10.1016/j.chempr.2022.11.006

https://doi.org/10.1016/j.chempr.2022.11.006

8. Chem：深共晶溶剂辅助下的常温流动中连续、稳定、安全的有机金属反应

有机锂试剂是世界各地合成实验室日常使用的商品有机金属。这种近乎无处不在的利用反映了由于它们内部的极性分离，它们的Li-C键具有异常高的反应性。然而，它们特殊的反应性也给它们的应用带来了严重的缺陷。近日，伯尔尼大学Eva Hevia，剑桥大学Laura Torrente-Murciano首次展示了有机金属反应在环境条件下连续、稳定和安全地运行，具有高耐湿性和抗堵塞能力。

本文要点：

1）添加深共熔溶剂(DESs)，如甘油(氯化胆碱/甘油)和雷林(氯化胆碱/尿素)，克服了以前与需要低温条件(停留时间长和能量要求高)和堵塞有关的限制。不同溶剂的互不相容导致了分段流动，其中活性有机底物分散在连续的含DES的载体相中。

2）该体系提供了溶剂之间的紧密接触，有利于锂物种(副产物)溶解到DES相中，避免了在各种条件下的堵塞。此外，微流控秤提供了出色的热管理(再循环流动模式)和高表面积/体积比，从而实现了安全运行。

3）研究人员通过选择两种有机硫化合物和两种有机镁试剂，以及不同的亚胺/酮底物，研究了DESS的益处。

Florian F. Mulks, et al, Continuous, stable, and safe organometallic reactions in flow at room temperature assisted by deep eutectic solvents, Chem (2022)

DOI: 10.1016/j.chempr.2022.11.004

https://doi.org/10.1016/j.chempr.2022.11.004

9. Angew：用于锂离子全电池的新型锂化有机正极材料

有机电极材料由于其高容量、丰富的资源和结构可设计性而在锂电池中显示出应用潜力。然而，大多数报道的有机阴极处于氧化态(即未锂化的化合物)，因此需要与富锂阳极结合。相比之下，锂化有机正极材料可以作为锂的储库，并与石墨等无锂阳极相匹配，显示出在实际全电池应用中的巨大前景。近日，南开大学陈军院士对锂化有机正极材料进行批判性总结。

本文要点：

1）作者首先讨论了合成锂化有机正极材料的难点。其次，指出它们的化学稳定性，特别是对O₂和H₂O的空气稳定性，以及相关的影响因素对于LIBs的产生是决定性的。

2）作者接着总结了半电池中改善锂化有机正极材料电化学性能的策略。从实际应用前景出发，分析了锂化有机正极材料在全电池中的应用。最后，对于商业应用，还提出了高性能锂化有机正极材料的未来发展方向。

Yong Lu, et al, Emerging Lithiated Organic Cathode Materials for Lithium-Ion Full Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202216047

DOI: 10.1002/anie.202216047

https://doi.org/10.1002/anie.202216047

10. Angew：一种具有热释光电子效应的纤维状磷微柱阵列的合成

自下而上的二维材料微纳结构的规模化制备有助于实现光电子器件的集成应用。纤维磷(FP)是黑磷(BP)的同素异形体，以其独特的晶体结构和性质成为光电子学领域最有前途的候选材料之一。然而，到目前为止，还没有自下而上的微纳结构制备结晶性磷同素异形体的方法。近日，陕西科技大学Shufang Ma利用LP-CVT方法实现了在厘米尺度上自下而上合成具有新颖物理性质的FP-MP阵列。

本文要点：

1）研究人员随后制作了基于FP/Ag肖特基结构的自供电PD，在零偏压条件下实现了从紫光(405 Nm)到近红外(980 Nm)的宽带响应，甚至超过了FP的带隙极限。

2）优异的光电性能归功于FPMP的热释光效应和光伏效应的耦合。在此基础上，研究了不同激光照射的作用机理，以及光频和外加偏置电压对热释电效应的影响。

这些工作为基于FP的晶圆级光电器件的进一步发展提供了可能。

Shuai Zhang, et al, Synthesis of Fibrous P hosphorus M icropillar Arrays with Pyro-Phototronic Effects, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202217127

DOI: 10.1002/anie.202217127

https://doi.org/10.1002/anie.202217127

11. Angew：巨型吸水使氧化石墨炔具有超高质子电导率

质子导体在各个领域都引起了人们的极大关注，特别是在能源生产方面。近日，中科院化学研究所毛兰群研究员，Ping Yu发现由石墨炔（GDY）衍生而来的氧化石墨炔（GDYO）在100%相对湿度(RH)和348 K时表现出最高的质子电导率，达到0.54 S cm^-1，这是已报道的氧化碳同素异形体中的一个。这一数值比GO纳米片（10^-2 S cm^-1，95%RH）高一个数量级。

本文要点：

1）GDYO活化能（E_a）为0.30 eV，表明质子输运为格洛特斯机制。此外，还发现GDYO在100%RH时表现出84 wt%的巨大吸水率，其中碳骨架(即GDY)具有52 wt%的显著吸水能力。GDYO的吸水率是GO的2倍以上(34 wt%)。这种巨大的吸水能力不仅得益于含氧基团的亲水性，还得益于SP杂化碳骨架与水的高亲和力，这两者都导致了更高的质子浓度和多条质子传导途径。

2）将真空过滤的GDYO膜用作质子交换膜(PEM)，进一步将GDYO的高效质子交换应用于国产甲醇燃料电池。与基于商用Nafion 117的电池相比，GDYO膜使电池具有更高的开路电位(OCP)和输出功率密度。此外，GDYO还表现出良好的离子交换能力、稳定性和选择性，表明GDYO作为PEM具有很大的应用前景。

这项工作不仅展示了GDYO在质子电导领域的广阔前景，而且也为设计先进的质子导体提供了一种新的策略。

Weiqi Li, et al, Giant Water Uptake Enabled Ultrahigh Proton Conductivity of Graphdiyne Oxide, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202216530

DOI: 10.1002/anie.202216530

https://doi.org/10.1002/anie.202216530

12. Angew：超弹性分级纤维素气凝胶

纤维素气凝胶受到分子间氢键诱导的结构可塑性的困扰，否则依赖化学修饰来延长使用寿命。中国科学技术大学俞书宏院士等通过设计多尺度的分级结构来制造超弹性纤维素气凝胶。

本文要点：

1）定向通道巩固了整个架构。由热蚀刻得到的脱水纤维素的多孔壁不仅表现出降低的刚性和粘性，而且引导微观变形和减轻局部大应变，防止结构坍塌。气凝胶表现出优异的稳定性，包括温度不变的弹性、抗疲劳性(105次循环后约5%的塑性变形)、高角度恢复速度(1475.4 s-1)，优于大多数纤维素基气凝胶。

2）气凝胶在恶劣环境下的隔热以及在面罩和设备中作为空气过滤材料显示出巨大的潜力。该过程和材料是可持续的全生物质，这是解决由能源密集型技术和石化材料引起的环境污染的有前途的解决方案。该策略将是一种强有力的和环境友好的工具，用于制备具有良好机械性能、隔热、颗粒过滤和其他性能的分级多孔材料。

Qin, B., Yu, Z., Huang, J., Meng, Y., Chen, R., Chen, Z. and Yu, S. (2022), A Petrochemical-Free Route to Superelastic Hierarchical Cellulose Aerogel. Angew. Chem. Int. Ed.

DOI: 10.1002/anie.202214809

https://doi.org/10.1002/anie.202214809