1. Nature Energy: 在导电聚合物中形成分层有序结构以提高锂离子电池的性能

导电聚合物在能量转换和存储装置中的应用日益广泛。而在导电聚合物的常规设计中，通过自下而上的合成方法引入有机功能团，并对单个聚合物的改性来增强特定性能。然而，官能团的引入产生了相互冲突的影响，并限制了它们的规模化合成和广泛应用。近日，劳伦斯伯克利国家实验室Liu Gao通过在导电聚合物中形成分层有序结构以提高锂离子电池的性能。

本文要点：

1) 作者报道了一种具有简单结构的导电聚合物，该聚合物通过热处理可以开发出具有纳米晶形态的分层有序结构（HOS）。并且作者利用在导电聚合物中构建永久HOS的方法，致使电荷传输特性和机械稳定性显著增强，进而表明其对锂离子电池的实际应用至关重要。

2) 最后，作者发现具有HOS的导电聚合物具有高负载微米级SiO_x基阳极全电池的优异循环性能，即其在超过300次循环后，仍具有超过3.0 mAh cm⁻²的面容量 且平均库仑效率>99.95%。

Tianyu Zhu, et al. Formation of hierarchically ordered structures in conductive polymers to enhance the performances of lithium-ion batteries Nature Energy 2023

DOI: 10.1038/s41560-022-01176-6

https://doi.org/10.1038/s41560-022-01176-6

2. Nature Commun.：好氧条件下原位生成烯烃在氮化硼催化剂上的烷烃自加速脱氢

氮化硼(BN)催化剂上的烷烃氧化脱氢反应(ODH)具有较高的烯烃选择性和较小的生态碳足迹。近日， 大连理工大学An-Hui Lu报道了一个不寻常的现象，即反应中原位生成的烯烃通过与过氧化氢和烷氧基相互作用，通过加入烷烃和烯烃的混合物和密度泛函理论（DFT）计算，反过来积极地加速了BN上母烷烃的转化，并产生了促进烷烃氧化和烯烃形成的活性物种。

本文要点：

1）同位素示踪研究表明，当与丙烷共存时，丙烯中的C-C键发生断裂，这直接证明了在BN上的ODH反应中发生了烯烃的深度氧化。

2）此外，通过共进料混合烷烃策略，在较低的温度下成功地实现了丙烷原位生成的烯烃对乙烷的活化作用。

这项工作揭示了BN上真实的ODH反应途径，并为高效生产烯烃提供了一个洞察力。

Liu, Z., Liu, Z., Fan, J. et al. Auto-accelerated dehydrogenation of alkane assisted by in-situ formed olefins over boron nitride under aerobic conditions. Nat Commun 14, 73 (2023).

DOI：10.1038/s41467-022-35776-3

https://doi.org/10.1038/s41467-022-35776-3

3. JACS：放疗引发的肿瘤内蛋白水解靶向嵌合体前药激活

蛋白质水解靶向嵌合体(Proteolysis targeting chimera, PROTAC)是一种新兴的蛋白质降解策略，在靶向那些“无药可解”蛋白质方面具有独特的优势。然而，在非靶组织蛋白降解所引起的PROTACs的全身毒性极大地限制了PROTACs在临床实践中的应用。有鉴于此，清华大学李景虹院士设计了一种放射治疗触发的PROTAC前药(RT-PROTAC)激活策略，即通过x射线辐射精确、时空地控制蛋白质的降解。

本文要点：

1）实验通过将x射线诱导的苯叠氮化物笼与靶向溴区结构域(BRD)的PROTAC结合，构建了首个RT-PROTAC。研究发现，RT-PROTAC前药的活性很低，但其在x射线辐射下能够在体内外被有效激活。

2）激活的RT-PROTAC在降解BRD4和BRD2方面的效果与PROTAC降解物相当，并能够在MCF-7异种移植模型中表现出与放疗相协同的抗肿瘤效力。综上所述，该研究工作为在体内时空控制蛋白质降解提供了新的策略，能够有效减少PROTACs造成的不良全身毒性。

Chunrong Yang. et al. Radiotherapy-Triggered Proteolysis Targeting Chimera Prodrug Activation in Tumors. Journal of the American Chemical Society. 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c10177

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c10177

4. JACS：基于类抗氧化酶MOF-818纳米酶的特异性纳米药物用于治疗糖尿病慢性创面

慢性创面是糖尿病患者常见的并发症之一，会造成持续的疼痛和巨大的经济负担，进而给患者带来极大的不便。然而，目前临床上对糖尿病慢性创面的治疗的效果仍不令人满意。糖尿病慢性伤口与正常伤口的主要区别在于慢性伤口的炎症期延长但无效。有鉴于此，中科院长春应化所董绍俊院士和方幼兴副研究员通过将具有类抗氧化酶活性的金属有机骨架(MOF)纳米酶与水凝胶(Gel)结合，构建了一种有效的抗氧化体系(MOF/Gel)，以用于促进糖尿病大鼠慢性创面的愈合。

本文要点：

1）MOF/Gel能够持续清除活性氧，调节糖尿病慢性创面的氧化应激微环境，使创面从炎症期自然过渡到增殖期。

2）实验结果表明，一次性应用MOF/Gel的疗效与人类表皮生长因子Gel（一种广泛用于多种伤口治疗的临床药物）相当。综上所述，这种高效、安全、便捷的MOF/Gel系统可以充分满足临床的治疗需求。

Daiyong Chao. et al. Specific Nanodrug for Diabetic Chronic Wounds Based on Antioxidase-Mimicking MOF-818 Nanozymes. Journal of the American Chemical Society. 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c09663

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c09663

5. JACS：含铁的类蛋白超分子铁递送系统用于铁死亡肿瘤治疗

铁死亡为肿瘤治疗提供了新的理论基础和方法。然而，传统的铁递送系统效率较低，从而严重限制了铁死亡的研究。吉林大学张皓教授、张松灵教授和刘轶教授通过FeCl₃的水解、氨基酸的缩合和含铁组分的自组装过程构建了一种高效的超分子铁递送体系(SIDS)。

本文要点：

1）组装后的SIDS具有以β-FeOOH为核心、Fe³⁺/聚氨基酸配位网络为外壳的梭状核/壳结构。SIDS的铁含量高达42 wt %，大大高于铁蛋白。此外，SIDS的含铁类蛋白结构和梭状形态也能够促进其肿瘤积累和细胞内化。

2）一旦暴露于谷胱甘肽(GSH)过表达的肿瘤微环境中，SIDS就会分解，进而消耗GSH和释放Fe²⁺，导致双重放大的铁死亡。实验结果表明，SIDS对膀胱癌具有显著的抗肿瘤作用。

Shuwei Liu. et al. Iron-Containing Protein-Mimic Supramolecular Iron Delivery Systems for Ferroptosis Tumor Therapy. Journal of the American Chemical Society. 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c09139

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c09139

6. JACS：1-丁烯吸附对UIO-66节点上单金属阳离子二聚活性的影响

将金属阳离子接枝到锆基金属有机框架(如UiO-66)中缺失的连接体缺陷位点，产生了独特的界限分明的同伦催化活性位点。近日，芝加哥大学Laura Gagliardi，太平洋西北国家实验室Johannes A. Lercher介绍了一组用于烯烃催化二聚的UiO-66负载的金属催化剂M-UiO-66 (M = Ni、Co、Cu和Cr)的合成和表征。

本文要点：

1）通过氧化氘吸附的氢-氘交换以及随后的红外光谱显示，在300℃抽空后，最后一个分子水配体从位点解吸，产生M(OH)-UiO-66结构。

2）使用量热法和密度泛函理论技术研究1-丁烯的吸附，以表征烯烃与发现对烯烃低聚反应有活性的金属阳离子位点的相互作用。对于最具活性的Ni-UiO-66，与水配体的存在相比，从活性位点除去分子水显著增加了1-丁烯吸附焓，并且几乎使1-丁烯二聚的催化活性加倍。其他M-UiO-66 (M =Co、Cu和Cr)的催化活性比镍-UiO-66低1-3个数量级。催化活性与1-丁烯吸附的吉布斯自由能成线性关系。

探索所有金属的Cossee-ARLman机理的密度泛函理论计算支持活性的差异，提供了金属位点作为1-丁烯二聚的活性中心的分子水平理解。

Laura Löbbert, et al, Influence of 1‑Butene Adsorption on the Dimerization Activity of Single Metal Cations on UiO-66 Nodes, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.2c12192

https://doi.org/10.1021/jacs.2c12192

7. JACS：通过亚稳态Mo-Al-B前驱体的受控分解在难熔硼化钼中引入孔隙

合成难熔化合物通常需要的高温排除了高能形态特征的形成，包括对需要更高表面积的应用(例如催化)有益的纳米级孔。近日，宾夕法尼亚州立大学Raymond E. Schaak报道了一个低温多步骤的途径，工程中孔到催化耐火材料。

本文要点：

1）中孔硼化钼，α-MoB，通过包含亚稳态MAB(金属铝硼)相Mo₂AlB₂和无定形氧化铝的纳米层压板的受控热分解而形成。加热时，来自MoAlB的Mo₂AlB₂ AlO_x纳米层压板的Mo₂AlB₂层开始桥接和分解，在α-MoB框架中形成氧化铝内含物。氧化铝可以在高压釜中溶解在氢氧化钠水溶液中，形成具有空的和可接近的孔的α-MoB。

2）孔的形态和尺寸的统计分析揭示了与晶粒尺寸的相关性，这与氧化铝夹杂物形成的途径有关。由于晶体结构关系，Mo₂AlB₂到α-MoB的转变是拓扑定向的，导致高密度的堆垛层错，其可以被建模以解释观察到的实验衍射数据。此外，通过比较表面积和证明析氢反应的催化活性来验证孔隙率。

Katelyn J. Baumler, et al, Introducing Porosity into Refractory Molybdenum Boride through Controlled Decomposition of a Metastable Mo−Al−B Precursor, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.2c12496

https://doi.org/10.1021/jacs.2c12496

8. JACS：稀溶液中的聚二茂铁硅烷嵌段共聚物球晶

嵌段共聚物（BCP）在溶液中自组装成均匀的3D结构是一种极其罕见的现象。此外，对制造特定均匀3D结构的一般先决条件的研究仍然未知且具有挑战性。近日，多伦多大学Mitchell A. Winnik通过简单的一锅直接自组装（加热和冷却）方案，表明可以用各种聚（二茂铁基二甲基硅烷）（PFS）BCP在各种极性和非极性溶剂中制备均匀的球晶状结构及其前体。

本文要点：

1）随着退火温度和过饱和度的提高，这些结构都从细长的薄片演变为陨石、层状胶束，最后是球晶。导致这种生长轨迹的关键特征是通过在早期细长的薄片表面自成核形成次生晶体。

2）研究人员确定了在溶液中制造PFS BCP球晶的一般先决条件。其中包括1-5.5范围内的电晕/PFS核心块比，有利于2D结构的形成以及在自组装的早期阶段在血小板基底面上形成次级晶体。一锅直接自组装提供了一种通用准则，以形成符合这些先决条件的均匀球晶及其前体，由PFS BCP组成。

3）此外，研究表明，直接自组装协议中各个步骤的操作可以调节所形成结构的大小和形状。这些一般概念显示出使用一锅直接自组装协议从具有有趣光学、电子或生物医学特性的半结晶 BCP 中制造和优化球晶及其前体的前景。

Jingjie Jiang, et al, Polyferrocenylsilane Block Copolymer Spherulites in Dilute Solution, J. Am. Chem. Soc. 2023

DOI: 10.1021/jacs.2c11119

https://doi.org/10.1021/jacs.2c11119

9. JACS：由单硫代内酯单体制成的坚韧而可回收的塑料

塑料生产的当前规模和随之而来的废物处理问题代表了化学可回收聚合物的未开发机会。典型的可回收聚合物要在单体的可聚合性和聚合物的解聚性之间进行权衡，并且在实际应用中性能不足。近日，中科院长春应化所陶友华研究员证明了相对高度应变的二内酯的单原子氧-硫取代是通过降低单体中的环应变能(从二内酯中的16.0 kcal mol-1到单硫代二内酯中的9.1 kcal mol-1)将“不可回收”聚酯转化为化学可回收聚合物的有效且稳健的策略。

本文要点：

1）这些单硫代改性单体能够实现高/选择性聚合能力和再循环能力，否则在典型的单体中会产生矛盾的特征，如区域选择性开环、最小的转硫酯化和原始单体的定量回收。

2）计算和实验研究表明，在聚合物主链中相邻的酯和硫酯之间的n→π*相互作用与硫代酯化反应的高选择性有关。

3）所得聚合物表现出高性能，其机械性能与一些商品聚烯烃相当。因此，硫代改性是一种强有力的策略，可将六元二内酯转化为可化学回收的坚韧热塑性塑料，有望成为下一代可持续发展的聚合物。

Yanchao Wang, et al, Tough while Recyclable Plastics Enabled by Monothiodilactone Monomers, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.2c11502

https://doi.org/10.1021/jacs.2c11502

10. JACS：多相铱催化剂用于选择性甲烷氧化

氧化甲烷(CH₄)羰基化有望成为合成增值含氧化合物如乙酸(CH₃COOH)的直接途径。近日，波士顿学院Dunwei Wang报道了一种通过在氧化物载体上固定Ir络合物来实现CH₄氧化羰基化的策略。

本文要点：

1）该固定化方法不仅能够直接活化CH₄，还可以方便地分离和再利用催化剂。2）研究表明，形成C-C键的甲基迁移这一关键步骤对羰基的亲电性很敏感，这可以通过对Ir中心的温和还原来调节。

3）制备的主要以Ir(IV)为特征的催化剂优选产生CH₃COOH，但主要以Ir(III)为特征的还原催化剂导致CH₃OH产生的显著增加，代价是CH₃COOH的产率降低。

Haoyi Li, et al, Selective Methane Oxidation by Heterogenized Iridium Catalysts, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.2c09434

https://doi.org/10.1021/jacs.2c09434

11. Matter：过渡金属二硫属化物功能膜的合成、改性及净水应用

过渡金属二硫属化物(TMDC)纳米材料已成为下一代功能膜的极佳候选者。在过去的几年里，基于TMDC的纳米材料进行了大量令人鼓舞的实验和理论研究，为开发高选择性和渗透性的膜开辟了新的方向。近日，深圳大学王任衡教授，Zhengfang Qian，香港城市大学曾志远教授，蒙彼利埃大学Damien Voiry系统地综述了二维TMDC纳米材料及其在水净化中的应用研究进展。

本文要点：

1）作者详细介绍了以基于TMDC的用于净水的功能膜的物理和化学性质。同时，对用于了解TMDC膜脱盐过程的理论研究也进行了总结。

2）在此基础上，总结了TMDC基膜的合成方法，探讨了TMDC膜在净水应用中的改性策略。

3）作者最后提出了TMDC功能膜未来发展面临的挑战和展望，以及TMDC膜功能化的未来研究方向。

Huarong Peng, et al, Transition metal dichalcogenide-based functional membrane: Synthesis, modification, and water purification applications, Matter, 2023

DOI: 10.1016/j.matt.2022.09.019

https://doi.org/10.1016/j.matt.2022.09.019