1. Nature Commun.：一种集成镁电池供电的离子电渗贴片，用于高效和可控的经皮给药
可佩戴的经皮离子电渗疗法消除了对外部电源的需要，在部署表皮疾病治疗时为患者的舒适性提供了优势。然而，由于能量供应低且不一致，目前基于能量采集器的自供电离子电渗疗法被限制为在长期操作中支持有效的治疗给药。近日，吉林大学Danming Chao，Xiaoteng Jia，吉林大学第一医院Yaping Tian，伍仑贡大学Caiyun Wang提出了一种简化的可穿戴离子电渗贴片，内置镁电池，用于高效和可控的经皮给药。1）该系统通过使用基于紫精的水凝胶作为整合的药物储库和阴极材料，消除了电极和药物储库之间的常规界面阻抗，从而降低了系统的复杂性和形状因素。氧化还原活性聚电解质水凝胶提供了3.57 mWh cm-2的高能量密度，以及具有超柔软性质和低组织界面阻抗的最佳生物电子界面。通过调节紫精水凝胶和离子电渗刺激模式，可以容易地控制递送剂量。2）该离子电渗贴片证明了对咪喹莫特诱导的银屑病小鼠的有效治疗。考虑到可靠和有效的能量供应、简化的配置和最佳的皮肤-装置电接口的优点，这种电池供电的离子电渗疗法可能为慢性表皮疾病提供一种新的非侵入性治疗。
Zhou, Y., Jia, X., Pang, D. et al. An integrated Mg battery-powered iontophoresis patch for efficient and controllable transdermal drug delivery. Nat Commun 14, 297 (2023).DOI：10.1038/s41467-023-35990-7https://doi.org/10.1038/s41467-023-35990-7
2. Nature Commun.：通过醚溶剂氟化进行电解质工程以开发稳定的非水锂金属电
醚溶剂的氟化是提高锂金属电池中非水电解质溶液电化学稳定性的有效策略。然而，过度氟化不利地影响电解质的离子导电性，从而限制了电池性能。近日，为了最大化电解液的离子电导率和电化学稳定性，弗里堡大学Ali Coskun，首尔大学Jang Wook Choi引入了1，2-二甲氧基乙烷的靶向三氟甲基化反应，合成了1，1，1-三氟-2，3-二甲氧基丙烷(TFDMP)。1）以TFDMP为溶剂，制备了含双(氟磺酰基)亚胺盐的2M非水电解质溶液。这种电解液在25 °C时的离子电导率为7.4 mS cm-1，氧化稳定性高达4.8 V，并有效地抑制了铝的腐蚀。2）当使用20 μm Li金属负极在25°C的硬币电池结构中进行测试时，高质量负载量的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2基正极(20 mg cm-2)的负极/正极(N/P)容量比为1，0.1 A g-1循环200次后的放电容量保持率(不包括初始形成循环)为81%，0.2 A g-1循环142次后的容量保持率为88%。
Zhao, Y., Zhou, T., Mensi, M. et al. Electrolyte engineering via ether solvent fluorination for developing stable non-aqueous lithium metal batteries. Nat Commun 14, 299 (2023).DOI：10.1038/s41467-023-35934-1https://doi.org/10.1038/s41467-023-35934-1
3. Nature Commun.：用于循环发电的离子热电聚合物复合材料的可逆双极热电
离子热电材料的巨大温差能引起了废热回收技术的极大关注。然而，通过离子热电模块产生循环电力仍然具有挑战性，因为离子不能穿过电极界面。近日，清华大学Weigang Ma，香港科技大学Baoling Huang通过操纵外部电极，报道了相同固态i-TE材料的独特可逆双极热电特性。1）具体来说，当在298 K和70%相对湿度(RH)下与不同电极组装时，相同的聚合物复合材料表现出+20.2±4 mV k-1的p型热电和10.2±0.83 mV k-1的n型热电。发现界面相互作用的强度和离子的极化排列因电极材料的不同而有显著差异。2）研究人员提出了一个具有双极热电特性的i-TE发电机原型，仅通过交替交换电极就成功实现了在恒定热源下产生循环能量。同时，开发的低温传感器在检测微小的热波动时表现出高灵敏度，对下一代i-TE器件的开发产生了重大的创新影响。
Chi, C., Liu, G., An, M. et al. Reversible bipolar thermopower of ionic thermoelectric polymer composite for cyclic energy generation. Nat Commun 14, 306 (2023).DOI：10.1038/s41467-023-36018-whttps://doi.org/10.1038/s41467-023-36018-w
4. JACS: 通过多组分反应构建共价有机框架
多组分反应（MCR）将至少三种反应物组合起来，以高度原子经济的方式合成所需的产物，因此被视为有效的一锅组合合成工具，其显著提高分子复杂性和多样性。近日，山东师范大学董育斌对通过多组分反应构建共价有机框架进行展望研究。1) 如今，MCR已不再局限于有机合成，其在材料化学中也得到了广泛应用。MCR可用于制备共价有机框架（COF），而COF是由有机单体组装的结晶多孔材料，并具有广泛的性质和应用。这种合成方法保留了小分子MCRs的优点，不仅增强了COFs的骨架稳定性，还为其结晶过程提供了额外的驱动力，并已用于制备一系列具有不同应用的稳定COFs材料。2) 作者系统介绍了MCR的一般背景，并讨论了迄今为止用于COF合成的MCR类型，以及探讨了相关的关键挑战和未来前景，以启发基于MCR的新型稳定COF设计，并促进这一新兴领域的进一步进展。
Guan Qun, et al. Construction of Covalent Organic Frameworks via Multicomponent Reactions. J. Am. Chem. Soc. 2023DOI: 10.1021/jacs.2c11071https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c11071
5. Angew: π-共轭共价有机框架中增强的能量转移促进激发态镍催化
共价有机框架（COFs）因其具有多孔性、高稳定性和可调功能性而受到广泛关注。而具有长程π共轭和光敏结构块的COF可用于可持续光催化。近日，芝加哥大学Lin Wenbin报道了π-共轭共价有机框架中增强的能量转移促进激发态镍催化。1) 作者合成了具有sp2碳共轭的芘基COF，其具有通过联吡啶部分配位的Ni（II）中心。在光照射下，COF中增强的能量转移促进了镍中心的激发，使其可以催化芳基卤化物的硼化和三氟甲基化反应。2) COF在这些反应中的催化效率提高了两个数量级，并且其可以回收和重复使用而不会有显著的催化活性损失。该工作突出了COF在利用地球上丰富的金属进行可持续金属卟啉催化方面的巨大潜力。
Fan Yingjie, et al. Enhanced Energy Transfer in A π-Conjugated Covalent Organic Framework Facilitates Excited-State Nickel Catalysis. Angew. Chem. Int. Ed. 2023DOI: 10.1002/anie.202218908https://doi.org/10.1002/anie.202218908
6. Angew：金属有机骨架立方体
金属有机骨架(MOF)由于其巨大的比表面积(SSA)、丰富的活性中心、确定的孔结构和大小，在能源、催化、化学/气体吸附和生物技术等许多领域受到了极大的关注和潜在的应用。近日，上海交通大学麦亦勇教授展示了以具有双基元结构(Im3(-)m对称)的聚合物立方体(PC)为模板合成有序双连续结构金属有机骨架(MOF)的一般策略。1）在PC的开放通道中填充MOF前体，然后配位和去除模板，生成具有单一原始拓扑结构(PM3(-)m)的MOF立方体，平均中孔直径为60-65 nm。2）机制研究揭示了ZIF-8立方体的形成经历了一个新的MOF生长过程，该过程包括单个MOF种子在模板中的形成、生长和最终融合到立方体中。它们的生长动力学符合Avrami方程，其Avrami指数n=3，生长速率k=1.33x10-4，表明了它们快速的三维异质生长模式。3）ZIF-8立方体作为生物反应器，具有较高的胰酶负载量，对牛血清白蛋白具有较高的催化活性。
Chen Li, et al, Metal Organic Framework Cubosomes, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202215985DOI: 10.1002/anie.202215985https://doi.org/10.1002/anie.202215985
7. Angew: 通过将C60富勒烯封装到锆基金属有机框架中增强内置电场以实现高效光催化制氢
基于金属-有机框架（MOF）的高效光催化剂通常受到较差电荷分离和缓慢电荷转移动力学的限制。近日，清华大学朱永法通过将C60封装到纳米尺寸的锆基MOF NU-901中，成功构建了新型MOF光催化剂。1) 由于C60@NU-901中主客体相互作用和不均匀的电荷分布，使其形成一个强大的内置电场，即C60@NU-901的电场强度是NU-901的10.7倍。在它的驱动下，光生电荷载流子被有效地分离并传输到表面。2) 在光催化析氢中，C60@NU-901的制氢速率达到达到22.3 mmol g-1 h-1，这是报道的MOF光催化制氢速率最高值之一。作者利用主客体相互作用来增强电荷分离概念构建了设计高效太阳能到化学能转换的光催化剂的新策略。
Liu Liping, et al. Enhancing Built-in Electric Fields for Efficient Photocatalytic Hydrogen Evolution by Encapsulating C60 Fullerene into Zirconium-Based Metal-Organic Frameworks. Angew. Chem. Int. Ed. 2023DOI: 10.1002/anie.202217897https://doi.org/10.1002/anie.202217897
8. Angew：用于2e-氧还原反应的一维共价有机框架
二维共价有机框架(2D COFs)因其结构的多样性而被广泛应用于电催化体系。然而，由于催化中心位于基底层，难以接近电解质，原子利用效率仍有待提高。近日，华东理工大学Jun Hu，中科院上海高等研究院Qing Xu，Zheng Jiang首次证明了一种用于2e-氧还原反应(ORR)的1D COFs。1）通过使用不同的四连接嵌段，所制备的1D COFs显示出良好的结晶度、高表面积和优异的化学稳定性。2）更多暴露的催化位点使得1D COFs显示出更高的电化学活性表面积，是对照2D COF的4.8倍，从而能够催化ORR，其H2O2选择性为85.8%，在0.2 V下的TOF值为0.051 s-1，高于2D COF (72.9%和0.032 s-1)。
Shuhao An, et al, One Dimensional Covalent Organic Frameworks for 2e- Oxygen Reduction Reaction, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202218742DOI: 10.1002/anie.202218742https://doi.org/10.1002/anie.202218742
9. AM：一种简单合理的修饰Au@Ag纳米粒子对称性的方法
精确控制等离激元金属纳米粒子的形态对于许多应用来说是非常重要的。近日，康斯坦茨大学Helmut Cölfen和Bing Ni展示了一种简单的种子介导的生长方法，通过简单地增加卤化物表面活性剂体系中AgNO3和半胱氨酸的浓度，将Au@Ag NPs的形态从立方体/立方体调整为手性截断的立方体/八面体、轮廓分明的八面体和四面体。相应地，粒子对称性也被调整。1）该方法是相当稳健的，其中具有不同形状(包括不规则形状)的晶种都可以产生均匀的Au@Ag纳米颗粒。最近提出的基于对称性的运动学理论(SBKT)可以解释这些形状的演变。2）SBKT显示了一种优化制备手性/不对称纳米粒子的策略，并且实验结果证实了这种不对称合成策略。长方体和八面体被认为是两种不同的手性形式。3）通过电化学研究了纳米粒子的手性，其中手性纳米粒子在D-和L-葡萄糖的氧化中表现出对映选择性。总之，这些结果获得了剪裁等离子体纳米粒子形态的基本见解，也提出了获得手性纳米粒子的策略。
Bing Ni, et al, A facile and rational method to tailor the symmetry of Au@Ag nanoparticles, Adv. Mater. 2023DOI: 10.1002/adma.202209810https://doi.org/10.1002/adma.202209810
10. AM：水蜘蛛启发的纳米纤维涂层通过空气补充策略具有可持续的防垢性
为了在水下甚至严重缺氧的水中长时间生存，水蜘蛛必须定期收集和补充空气到潜水钟中。受这种自然空气补充策略的启发，中国科学院理化技术研究所Shutao Wang，Jingxin Meng制备了一种受水蜘蛛启发的纳米纤维(WSN)涂层，具有水下超亲水性，显示出优异和可持续的防垢能力。1）WSN涂层上的空气膜可以很好地保留，并进一步用作防垢的阻挡层。值得注意的是，WSN涂层的疏垢能力主要来源于两个方面:抑制界面成核和减少污垢的界面粘附。2）与以前的研究相比，这种WSN涂层实现了优异和可持续的水垢排斥(约。水垢沉积减少98%)，即使在一个月的动态结垢测试之后。因此，这种空气补充策略可能为先进的长期防垢材料提供新的途径。
Yixuan Wang, et al, Water Spider-Inspired Nanofiber Coating with Sustainable Scale Repellency via Air-Replenishing Strategy Adv. Mater. 2023DOI: 10.1002/adma.202209796https://doi.org/10.1002/adma.202209796
11. AM: 基于缺陷工程MoS2共价网络的电子器件电荷传输机制
目前为止，印刷电子中溶液处理的2D半导体器件性能受到结构缺陷和高片间结电阻的限制。共价连接的过渡金属二醇化物网络是同时克服这两个限制的有效策略。然而，这类系统中的电荷输运性质尚未得到系统研究。近日，斯特拉斯堡大学Paolo Samorì研究了基于缺陷工程MoS2共价网络的电子器件电荷传输机制。1) 作者通过多尺度分析揭示了基于共价MoS2网络印刷器件的电荷传输机制，比较了芳香族和脂肪族二硫代连接体的效果。作者通过温度相关的电学测量，揭示了跳跃是主要的传输机制：脂肪族系统导致3D可变范围跳跃，与芳香族连接体观察到的最近邻跳跃不同。2) 作者基于渗流理论分析，将π-共轭分子功能化器件的优异性能归因于改进的片间电子连接性和额外渗流路径的形成，并通过密度泛函计算进一步证实了这一观点。该工作为利用基于共价网络的MoS2器件中的电荷传输特性提供了指导。
Stefano Ippolito, et al. Unveiling Charge Transport Mechanisms in Electronic Devices based on Defect-engineered MoS2 Covalent Networks. Adv. Mater. 2023DOI: 10.1002/adma.202211157https://doi.org/10.1002/adma.202211157
12. AM: 超薄无孔聚合物隔板调节无枝晶钠蓄电池的钠转移
钠蓄电池由于其丰富的和资源储存和低廉的成本，是极具潜力的下一代大规模储能系统之一。然而，它们的性能受到阳极枝晶生长的危害。近日，郑州大学陈卫华运用超薄无孔聚合物隔板调节无枝晶钠蓄电池的钠转移。1) 作者制备了一种由蜂窝状结构纤维组成的新型超薄（8μm）无孔隔板，其用于均匀钠沉积和抑制枝晶渗透。蜂窝状结构纤维具有巨大的电解质吸收率（376.7%）和固有的聚合物传输能力，大大提高了离子传输效率。此外，由聚醚砜和聚偏二乙烯组成的极性聚合物链通过溶剂固定化形成了电解质的高度聚集溶剂化结构，该结构增强了离子传导性，并且具有优异的界面耐久性。2) 由于分离器具有可靠的机械强度，组装的钠离子全电池具有显著提高的能量密度和安全性，能够抵抗切割和轧制下的稳定操作。其中所制备的隔板可进一步推广到锂基电池，其可达到显著的枝晶抑制和循环稳定性。
Li Xinle, et al. An Ultra-thin Nonporous Polymer Separator Regulated Na Transfer Toward Dendrite-free Sodium Storage Batteries. Adv. Mater. 2023DOI: 10.1002/adma.202203547https://doi.org/10.1002/adma.202203547
