1. Chem. Soc. Rev.：乳酸调节的工程型纳米药物用于癌症治疗
中科院上海硅酸盐研究所施剑林院士和朱钰方研究员对乳酸调节的工程型纳米药物用于癌症治疗的相关研究进行了综述。1）长期以来，肿瘤中的乳酸都被认为是来自癌细胞糖酵解的“代谢垃圾”，仅被用作为恶性肿瘤的生物标志物。然而，目前的研究已经证明乳酸是肿瘤发展、和转移的关键调节因子。肿瘤乳酸可以作为能量供应的“燃料”，并作为信号分子，以积极地促进肿瘤进展、血管生成、免疫抑制和治疗耐药性产生等，因此其也能够作为一种新的靶点以用于癌症治疗。但是，利用现有药物调节乳酸稳态的方法仍然面临着诸多的挑战，这主要是由于这些药物的半衰期短，生物利用度低，特异性差和治疗效果不理想所导致的。近年来，作为一种高效的抗癌策略，调节乳酸的纳米药物在优化乳酸调节药物的递送和实现更精确有效的调节和治疗等方面发挥了重要的作用。将特定的乳酸调节功能整合到不同的治疗性纳米药物中可以通过重塑病理微环境来克服不同治疗方式的内在限制，进而实现增强的癌症治疗。2）作者在文中对通过调节肿瘤乳酸以用于癌症治疗的功能型纳米药物工程的最新研究进展进行了总结，并阐明了乳酸调节增强多种治疗方法的基本机制；最后，作者也对这一新兴的治疗策略在抗肿瘤领域中所面临的挑战和发展前景进行了讨论和展望。
Jiajie Chen. et al. Engineering lactate-modulating nanomedicines for cancer therapy. Chemical Society Reviews. 2022https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/cs/d2cs00479h
2. Chem. Soc. Rev.：靶向非癌疾病的AIEgens
南方科技大学Guanghong Luo、卡罗琳斯卡医学院Yanhong Duo、梨花女子大学Juyoung Yoon和香港中文大学（深圳）唐本忠院士对靶向非癌疾病的AIEgens的相关研究进行了综述。1）非癌疾病包括除癌症以外的多种医疗状况，是造成死亡的主要原因之一。尽管相关临床研究取得了一系列进展，但关于这些疾病的许多谜团仍未得到解答，研究者仍在不断探索新的治疗方法。生物纳米医学的发展使得生物传感、诊断、生物成像和治疗等领域取得了巨大进展。近年来，聚集诱导发光材料（AIEgens）的发展为分子生物纳米材料的研究提供了新的动力。在聚集之后，AIEgens会表现出强烈的发射，进而有效克服与聚集引发淬灭(ACQ)效应所相关的问题。此外，AIEgens也具有多种独特的性能，包括低背景干扰、高信噪比、光稳定性强、优异的生物相容性以及可激活型聚集增强的治疗效果等，这些性能也使得它们能够作为一种具有出色的治疗效果的多模态诊疗平台。2）作者在文中综述了基于AIEgens的纳米平台在非癌性疾病的检测、诊断、生物成像和生物成像指导的治疗等方面的应用进展，详细介绍了这些AIEgens在非癌疾病诊疗领域中的潜在临床应用前景，旨在为进一步开发先进的AIEgens以用于非癌性疾病的临床诊疗提供新的借鉴。
Yanhong Duo. et al. Noncancerous disease-targeting AIEgens. Chemical Society Reviews. 2023https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/cs/d2cs00610c
3. JACS: 相邻铂和铁原子的协同作用增强了水煤气变换反应的性能
组成和结构的精细控制对改进逆水煤气变换（RWGS）催化剂活性和提高燃料产量有促进作用。近日，中国科学院张洪杰院士、宋术岩、Wang Xiao、韩国基础科学研究所Taeghwan Hyeon利用相邻铂和铁原子的协同作用增强水煤气变换反应的性能。1) 作者报道了一种异质双位点催化剂的设计合成，该催化剂通过在商用CeO2表面的相邻Pt原子上可控地负载Fe原子来提高RWGS性能。Fe–Pt/CeO2在相对较低的温度（350°C）下对CO2到CO的转化具有极高的催化性能（TOFPt:43519 h–1），CO选择性约为100%。2) 此外，催化剂在连续运行200小时后仍可保持80%以上的催化活性。作者通过实验和计算研究发现，该催化剂中Fe原子不仅可以作为促进剂来改变Pt原子的电荷密度，还可以被Pt原子产生的过量活性氢物种活化，从而增强催化活性和稳定性。
Huilin Wang, et al. Synergistic Interactions of Neighboring Platinum and Iron Atoms Enhance Reverse Water–Gas Shift Reaction Performance. JACS 2023DOI: 10.1021/jacs.2c10435https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c10435
4. EES: 高能Zn||NO2水溶液电化学电池：一种新的NO2固定和发电策略
废气中氮氧化物（NO2）对空气的污染受到了越来越多的关注，因此迫切需要新的NO2捕获和消除技术。同时，将NO2电催化转化为增值化学品是缓解全球氮循环失衡的一种有效策略。在此，香港城市大学Zhi Chunyi、Ho Derek、西北工业大学黄维院士报道了一种基于Zn||NO2水溶液体系的电化学电池。1) 该电池将沉积纳米NiO催化剂作为阴极，金属锌箔作为阳极，ZnCl2水溶液作为电解质。该电解质可以有效地捕获NO2，然后将其转化为NO2-并最终转化为增值NH3，同时产生电力。其对可逆的NO2还原和析出反应具有双功能催化活性和高稳定性（>100小时）。2) 其在从软包电池（2.4Ah）中具有553.2Wh·kg-1cell/1589.6Wh·L-1cell的高能量密度。并且Zn||NO2电池作为新型的绿色功能，其产生的NO2-通过自供电机制转换为NH3，从而在氮气循环的多个关键转换步骤中发挥作用，并且所有这些步骤都在一个设备内完成，进而为实现可扩展、高度集成的解决方案铺平了道路。
Ma Longtao, et al. A High-Energy Aqueous Zn||NO2 Electrochemical Cell: A New Strategy for NO2 Fixation and Electric Power Generation. EES 2023https://doi.org/10.1039/D2EE03749A
5. Angew: 高压锂金属电池中超共轭电解质同时稳定锂阳极和阴极
尽管科研工作者在锂金属电池（LMB）的新电解质方面取得了巨大进展，但由于缺乏有效的量化方法，使得电解质组成与电池性能之间的内在关系仍不明确。近日，浙江大学范修林在高压锂金属电池中利用超共轭电解质实现同时稳定锂阳极和阴极。1) 作者提出了静电势负中心（NCESP）和Mayer键级（MBO）的概念来描述溶剂能力，并且它们分别与溶剂化结构和氧化势高度相关。基于该原理，作者发现在甲氧基三甲基硅烷（MOTMS）/（三氟甲基）三甲基硅烷中含有1.7 M LiFSI的电解质具有独特的超共轭性质，其可以稳定锂阳极和高压阴极。2) 使用该电解质的4.6 V 30μm Li||4.5 mAh cm-2锂钴氧化物（LCO）（N/P比1.3）电池在200次循环后仍可保持稳定，并且容量保持率为91%。该自下而上的电解液设计理念为推进高压LMB开辟了一条通用策略。
Haikuo Zhang, et al. Simultaneous Stabilization of Lithium Anode and Cathode using Hyperconjugative Electrolytes for High-voltage Lithium Metal Batteries. Angew. Chem. Int. Ed. 2023DOI: 10.1002/anie.202218970https://doi.org/10.1002/anie.202218970
6. AEM: 用于木质素氢解的耐烧结镍催化剂
木质素氢解是可再生生物化学品和燃料可持续生产的关键步骤。虽然多相金属催化剂具有高的产率，但是由于纳米颗粒烧结和碳质沉积物的形成使它们迅速失去催化活性。虽然这些沉积物可以通过再生去除，但烧结是不可逆的，从而阻碍了其商业化应用。近日，洛桑联邦理工学院Jeremy S. Luterbacher使用简单的液相原子层沉积方法来沉积氧化铝层，以保护镍颗粒免于烧结。1) 作者发现，氧化铝在气相中还原至600°C时可以防止烧结，并且该催化剂可用于分批和连续催化木质素的氢解。在批处理的四个重复使用循环中，该包覆催化剂可以保持高的单体产率，并且很少发生烧结，而没有包覆催化剂的产率降低了一半，并发生严重烧结。2) 在连续流动反应器中，具有氧化铝涂层的催化剂失活率降低了三倍。作者通过显微镜图像证实，在该催化剂连续运行十天后，氧化铝涂层仍能良好保持镍颗粒尺寸。结果表明，金属氧化物包覆的催化剂可以显著减缓木质素氢解过程中的不可逆失活，这有助于木质素的连续生产。
Farzaneh Talebkeikhah, et al. Sinter-Resistant Nickel Catalyst for Lignin Hydrogenolysis Achieved by Liquid Phase Atomic Layer Deposition of Alumina. Adv. Energy Mater. 2023DOI: 10.1002/aenm.202203377https://doi.org/10.1002/aenm.202203377
7. AEM: 反钙钛矿型PdFe3N中Pd位点对甲酸电氧化具有高CO耐受性
催化位点的基本理解和精确控制对探索甲酸氧化反应（FAOR）先进电催化剂至关重要。近日，华南理工崔志明、南京师范大学Fu Gengtao报道了一种新型反钙钛矿型PdFe3N催化剂，并且该催化剂具有有序和孤立的Pd位点。1) 与PdFe3/rGO和Pd/C相比，作者合成的PdFe3N/N-rGO在催化活性、稳定性和Fe抗溶解性能方面显著增强。并且通过密度泛函理论（DFT）计算表明，分离和有序的Pd位点有利于提高甲酸盐覆盖率，从而抑制CO形成/中毒。2) 此外，强的Fe–N共价键提高了Fe的空位形成能，从而确保了Fe的优异抗溶解性能。该工作除了提供了一中高活性高稳定性的FAOR催化之外，还为催化剂的CO耐受性结构提供了深入理解，从而有助于高效催化剂的指导设计。
Lecheng Liang, et al. Ordered and Isolated Pd Sites Endow Antiperovskite-Type PdFe3N with High CO-Tolerance for Formic Acid Electrooxidation. Adv. Energy Mater. 2023DOI: 10.1002/aenm.202203803https://doi.org/10.1002/aenm.202203803
8. AEM: 基于遥控液滴链的发电机
利用环境中的可再生机械能源实现碳中和目标需要合理设计和建筑材料，使其同时有利于能量收集和转换。然而，能量收集和转换模块的直接耦合导致了许多问题，例如材料磨损、大规模集成的空间限制和低能量转换效率。近日，香港城市大学Wang Zuankai开发了一种远程控制的能量收集策略，该策略巧妙地利用受限毛细管通道内长距离扩散气流的独特优势。1) 作者报道的装置将能量收集单元与转换单元分离，其中能量收集单元由弹性腔制成，弹性腔将外部机械运动直接转换为气动运动，而转换单元由封装液滴链制成，用于将其在毛细管通道内的反复运动转换为电输出。2) 与用于从开放空间中新鲜液滴发电的单漏极电极设计不同，两个漏极电极分别收集和释放来自受限通道中的重复液滴静电感应电荷，从而消除重复液滴上不需要的电荷积聚，并产生高效的输出性能。具有多个发电单元和单个能量收集器的双漏极结构集成提高了设计弹性并解决了空间限制。
Huanxi Zheng, et al. Remote-Controlled Droplet Chains-Based Electricity Generators. Adv. Energy Mater. 2023DOI: 10.1002/aenm.202203825https://doi.org/10.1002/aenm.202203825
9. Nano Letters：用于能量收集和状态监测的具有显著压电性的模量调制的全有机核壳纳米纤维
压电聚合物的低压电性极大地限制了其应用。引入无机填料可以略微改善聚合物的压电性，但通常以牺牲柔韧性和耐久性为代价。近日，上海交通大学Xingyi Huang采用模量调制的核壳结构策略，通过同轴静电纺丝法设计并制备了具有优异压电性的全有机纳米纤维。1）令人惊讶地发现，非压电聚合物芯(例如，聚碳酸酯，PC)的引入可以导致聚(偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物)(PVDF-TrFE)纳米纤维中110%的压电系数(d33)增强。2）因此，在报道的有机压电材料中，全有机PVDFTrFE@PC核壳纳米纤维表现出创纪录的高能量收集性能(即，126 V输出电压，710 mW m-2功率密度)。3）此外，核壳纳米纤维的出色传感能力使研究人员能够开发无线振动监测和分析系统，实现电力变压器的实时振动检测。
Bin Chai, et al, Modulus-Modulated All-Organic Core−Shell Nanofiber with Remarkable Piezoelectricity for Energy Harvesting and Condition Monitoring, Nano Lett., 2023DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c04674https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c04674
10. Nano Letters：石榴石固体电解质中Li−Al−O第二相的微观结构
Li7La3Zr2O12 (LLZO)石榴石固体电解质的微观结构对其在全固态锂离子电池中的性能至关重要。在常规高温烧结过程中，由于烧结助剂与LLZO之间的反应，在晶界处生成第二相，这对LLZO的性能有很大的影响。然而，缺乏对第二相的详细结构研究及其对物理性质的影响。近日，上海科技大学Yi Yu用γ-氧化铝作为烧结助剂制备了掺钽LLZO (LLZTO)球团，并用FIB和TEM对分布在晶界上的第二相进行了详细的研究。1）已经确定了晶界中Li-Al-O第二相的三种不同结构:γ-LiAlO2、α-Li5AlO4和β-Li5AlO4。所有这些Li-Al-O相在电子束辐照下都会受到严重的束损伤，从而阻碍原子级成像。2) 通过使用低剂量率畸变校正的高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)和低剂量畸变校正的扫描透射电子显微镜(STEM ),解决了束流损伤问题，并成功获得了第二相的原子尺度晶格信息。3）最后，研究了第二相的结构-性质关系。结论是，理论上所有三种类型的Li-Al-O第二相都能抑制Li枝晶。需要降低烧结助剂中的Al含量，并且在烧结过程中优选烧结助剂的均匀分散，以产生富含Li的Li-Al2O3第二相，从而提高固体电解质的离子电导率。
Xiangchen Hu, Microstructure of the Li−Al−O Second Phases in Garnet Solid Electrolytes, Nano Lett., 2023DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c04135https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c04135
11. ACS Nano: 共价键合配体稳定纳米晶体超晶格的一般方法
无机纳米晶体（NC）超晶格的自组装是合成多种材料结构和实现材料新功能的有效途径。然而，由于颗粒间相互作用较弱，它们的应用受到对溶剂和其他刺激的低结构稳定性的影响。而现有稳定NC超晶格的策略通常需要在自组装之前设计和引入特殊配体，并且仅适用于某些NC、配体和结构的超晶格。近日，清华大学张昊报道了通过强共价键合配体稳定各种NC超晶格组成和结构的一般方法。1) 该方法核心是使用光触发的、基于硝基的交联剂，这些交联剂不会干扰自组装过程，同时非特异性地有效结合NCs的天然配体。金属、半导体和磁性NCs的稳定2D和3D超晶格在暴露于不同极性的溶剂（从甲苯到水）时仍能保持其结构，并显示出高的热稳定性和机械刚性。2) 该方法可以进一步稳定二元NC超晶格，并且是以前方法难以实现的。例如，当用作表面增强拉曼光谱的可重复使用衬底时，稳定的超晶格具有鲁棒和可重复的功能。这些结果为在广泛的应用范围内开发NC超晶格库创造了更多的可能性。
Song Wang, et al. A General Approach to Stabilize Nanocrystal Superlattices by Covalently Bonded Ligands. ACS Nano 2023DOI: 10.1021/acsnano.2c11077https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c11077
12. ACS Nano：金属-有机超分子聚合物的亲金属相互作用介导的分级组装和时间控制的动态手性转化
动态超分子手性反转(SMCI)的研究不仅有助于加深对生物组织和人工化学自组装体系中手性转移和放大的理解，而且有助于发展智能手性纳米材料。然而，实现金属有机超分子聚合物自聚集的动态SMCI仍然具有挑战性，在不对称合成、手性光开关和圆偏振发光方面具有巨大的潜力。近日，同济大学Guofeng Liu成功地提出了金属离子介导的金属有机配合物的手性共组装体系。1）由于Ag+/mPAzPCC复合物的分级螺旋组织，在老化过程中获得了纳米纤维、螺旋纳米带和手性纳米管的丰富形态转变。更有趣的是，在Cu2+/ mPAzPCC、Mn2+/mPAzPCC和Bi3+/mPAzPCC中进一步揭示了分级手性自组装诱导的动态手性转化，其中无论使用何种溶剂，在Cu2+/mPAzPCC和Mn2+/mPAzPCC体系中总是观察到相反的超分子手性。2）这一工作为金属离子介导的动态共组装提供了一种简便的策略来微调超分子组装体的手性，并将有助于加深对金属-有机超分子聚合物体系中分级聚集过程和非平衡手性自组装的理解。3）本工作中显示的分级手性自组装诱导的时间控制的手性反转证明了在金属-有机超分子聚合物自组装的手性调节中多重非共价相互作用的协同效应。它将赋予手性超分子材料和软物质在金属介导的超分子不对称催化、圆偏振发光和生物激发的手性传感等领域巨大的潜力。
Longfei Yao, et al, Metallophilic Interaction-Mediated Hierarchical Assembly and Temporal-Controlled Dynamic Chirality Inversion of Metal−Organic Supramolecular Polymers, ACS Nano, 2023DOI: 10.1021/acsnano.2c08315https://doi.org/10.1021/acsnano.2c08315
