1. Nature Commun.：Cu簇的可扩展合成，用于连续加氢中中间体的显着选择性控制
与Cu纳米颗粒和单个原子相比，仅包含少量原子的亚纳米Cu团簇表现出独特且通常出乎意料的催化行为。然而，由于Cu物种的高迁移率，稳定Cu簇的可扩展合成仍然是一个重大挑战。近日，天津大学马新宾教授，华盛顿州立大学Yong Wang报道了通过低温原子扩散过程合成稳定的 Cu 亚纳米簇催化剂，该过程在连续氢化中具有高选择性，可形成所需的中间产物。1）通过控制起始材料（例如 Cu/SiO2）中Cu NPs的尺寸，Cu原子在低温（200 °C）下从这些 NPs 原子扩散并重建以在CeO2上形成仅包含少量原子的稳定团簇。2）获得的负载型 Cu 簇表现出优异的半氢化选择性，在各种连续的氢化反应中具有出色的稳定性，例如乙炔氢化为乙烯和草酸二甲酯 (DMO) 氢化为乙醇酸甲酯。3）此外，由于催化剂前体的简单合成，这种低温原子扩散策略可以很容易地放大，并且已经在稳定的负载型铜催化剂的大批量合成中得到证明，并控制了从单个原子到簇的铜核度, 在工业应用中显示出广阔的前景。
Yao, D., Wang, Y., Li, Y. et al. Scalable synthesis of Cu clusters for remarkable selectivity control of intermediates in consecutive hydrogenation. Nat Commun 14, 1123 (2023).DOI：10.1038/s41467-023-36640-8https://doi.org/10.1038/s41467-023-36640-8
2. Nature Commun.：具有K+偏好性传输的金属配位聚苯并咪唑膜
具有快速和选择性离子传输的膜对于分离和电化学能量转换和存储设备至关重要，金属配位聚合物有望用于制备具有分子通道的离子传导膜，但其结构和离子传输通道仍不清楚。鉴于此，来自中国科学院大连化学物理研究所的李先锋和Guohui Li等人报道了对金属离子配位的聚苯并咪唑膜结构和K+偏好性转运的机理见解。1) 该研究的分子动力学模拟表明，金属离子和聚苯并咪唑之间的配位扩大了自由体积，形成亚纳米级分子通道，纳米通道中的物理约束和膜的静电相互作用的结合实现了较高的K+转移数，即使在浓盐和碱性溶液中也高达0.9；2) 此外，锌配位的聚苯并咪唑膜能够快速传输电荷载体，并抑制碱性锌铁液流电池中的水迁移，使电池能够稳定运行超过340 小时，这一工作提供了一种通过金属离子配位调节聚合物链结构来调节聚合物膜离子传输性质的潜在策略。
Wu, J., Liao, C., Li, T. et al. Metal-coordinated polybenzimidazole membranes with preferential K+ transport. Nat Commun 14, 1149 (2023).DOI: 10.1038/s41467-023-36711-whttps://doi.org/10.1038/s41467-023-36711-w
3. Nature Commun.：可扩展和可切换的 CO2 响应膜，具有高润湿性，用于分离各种油/水系统
具有响应性润湿性的智能膜有望可控地分离油/水混合物，包括不混溶的油水混合物和表面活性剂稳定的油/水乳液。然而，这些膜面临着外部刺激不理想、润湿性响应不足、可扩展性困难和自清洁性能差等挑战。在这里，江南大学Liangliang Dong开发了毛细管力驱动的限制自组装策略，以构建可扩展且稳定的CO2响应膜，用于各种油/水系统的智能分离。1）在此过程中，CO2响应性共聚物可以通过操纵毛细管力均匀地附着在膜表面，生成面积高达 3600 cm2的膜，并且在CO2条件下具有在高疏水性/水下超亲油性和超亲水性/水下超疏油性之间出色的润湿性切换/N2 刺激。2）该膜可应用于各种油水体系，包括不混溶混合物、表面活性剂稳定乳液、多相乳液和含污染物乳液，具有高分离效率（>99.9%）、可回收性和自清洁性能。由于强大的分离性能和出色的可扩展性，该膜对智能液体分离具有重要意义。
Wang, Y., Yang, S., Zhang, J. et al. Scalable and switchable CO2-responsive membranes with high wettability for separation of various oil/water systems. Nat Commun 14, 1108 (2023).DOI：10.1038/s41467-023-36685-9https://doi.org/10.1038/s41467-023-36685-9
4. Angew：用于柔性锌电池的超分子Sol-Gel过渡电解液动态可调电极-电解液界面
基于具有高安全性的凝胶电解质的柔性电池是可穿戴电子产品有前途的电源解决方案，但电极-电解质界面脆弱，尤其是在复杂变形时，会导致不可逆的容量损失甚至电池崩溃。近日，复旦大学彭慧胜教授，王兵杰副研究员报道了由热致聚合物 Pluronic F-127 和 α-CD 添加剂组成的基于超分子水凝胶的溶胶-凝胶过渡电解质旨在提供电极和电解质之间的动态自适应接触。1）这种原位重置策略可提供稳定的电极-电解质界面并抑制枝晶生长。由Pluronic的α-CD和聚环氧乙烷(PEO)嵌段之间的主客体相互作用形成的 SGTE 表现出优异的复位能力和电化学性能。2）由于Pluronic/α-CD与各种电解质盐和高浓度电解质的相容性，基于 ZnSO4、Zn(CF3SO3)2和ZnCl2的SGTEs进一步组装成柔性Zn/MnO2、Zn/V6O13和 Zn/PANI电池。所得Zn/V6O13电池具有高比容量（在0.1 A·g-1时为413 mAh·g-1）和稳定的循环性能（在0.5 A·g-1下500次循环后容量保持率为81%）。
Pengzhou Li, et al, Dynamically Resettable Electrode-Electrolyte Interface through Supramolecular Sol-Gel Transition Electrolyte for Flexible Zinc Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202300705DOI: 10.1002/anie.202300705https://doi.org/10.1002/anie.202300705
5. Angew：分子印迹纳米信标可通过重定向先天免疫以杀伤三阴性乳腺癌细胞
充分利用先天免疫是一种极具发展前景的癌症治疗策略。南京大学刘震教授开发了一种基于分子印迹纳米信标(MINBs)的新策略，并将其用于重定向先天性免疫以杀伤三阴性乳腺癌(TNBC)细胞。1）该分子印迹纳米信标是以糖蛋白非转移B (GPNMB) N表位为模板，嫁接了大量荧光素部分以作为半抗原的分子印迹纳米颗粒。MINBs可以通过与GPNMB结合来标记TNBC细胞，从而为募集半抗原特异性抗体提供导航。收集到的抗体则可以进一步触发Fc结构域介导的对标记癌细胞的有效免疫杀伤。2）体内实验表明，与对照组相比，静脉注射MINBs进行治疗会使得TNBC的生长受到显著抑制。综上所述，这项研究不仅为通过重定向先天免疫杀伤TNBC细胞开辟了新的途径，而且也实现对其他疾病的先天性免疫治疗提供了重要的参考。
Peixin Guan. et al. Molecularly Imprinted Nanobeacons Redirect Innate Immune Killing towards Triple Negative Breast Cancer. Angewandte Chemie International Edition. 2023DOI: 10.1002/anie.202301202https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202301202
6. Angew：突破直接合成 PbS 量子点油墨的尺寸限制，实现高效的短波红外光电应用
PbS量子点(QD)是用于溶液处理的短波红外(SWIR)设备的有前途的构建块。最近开发的半导体PbS QD墨水的直接合成大大简化了制备过程并降低了材料成本，同时面临合成具有覆盖SWIR区域吸收的大尺寸QD的挑战。近日，苏州大学马万里教授，刘泽柯首次揭示了直接合成（DS）QD墨水的详细反应过程。1）与前体直接反应形成单体的传统QD合成不同，我们的观察表明PbI2必须离解成高度协调的碘化铅物种（[PbIm]2-m，m>2，例如PbI3-和PbI42-）在配位溶剂（DMF、DMSO、GBL 等）的存在下，然后与硫前体反应形成单体并触发随后的成核和生长阶段。因此，根据经典成核理论（LaMer 模型），碘化物和溶剂与中心 Pb 原子配位的动态平衡对控制前体转化动力学起着关键作用，从而控制最终 QD 尺寸。2）通过控制配位溶剂的数量和强度，可以实现PbS QD油墨的大尺寸可调，吸收覆盖有价值的SWIR区域。然后将获得的窄带隙PbS QD油墨用于制造红外太阳能电池。PCE在1100 nm过滤太阳光照射（IR-PCE）下可达1.44%，这是红外QD太阳能电池的最高值。此外，使用 SWIR PbS QD 墨水制造的光电探测器结合了-0.8 V时 2×10-6 A cm-2 的低暗电流密度和~1300 nm 时 70% 的高外量子效率 (EQE)，这是可与报告的最先进的 PbS QD SWIR 光电探测器相媲美。
Yang Liu, et al, Breaking the Size Limitation of Directly-Synthesized PbS Quantum Dot Inks Toward Efficient Short-wavelength Infrared Optoelectronic Applications, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202300396DOI: 10.1002/anie.202300396https://doi.org/10.1002/anie.202300396
7. Angew：高能密度钾离子电池8400小时寿命碳负极的择优热解结构
碳素材料是一种很有前途的实用钾离子电池负极材料，但在低电位下还不能满足耐久性和高容量的要求。在这里，阿卜杜拉国王科技大学Husam N. Alshareef，广东工业大学Wenli Zhang通过优先热解策略构建了一种用于高能量密度K-离子全电池的耐用碳负极。1）利用π-π堆积超分子的S和N挥发，优先热解过程引入了SP2杂化碳和碳空位的低势活性中心，赋予了低势“空位-吸附/插层”机制。2）所制备的碳负极具有384.2 mAh g−1的高容量（90%的容量位于1 V以下），这使得K离子全电池的能量密度达到163 Wh kg-1。此外，大量的碳空位缓解了体积变化，提高了14000次循环(8400小时)的循环稳定性。研究工作为高能量密度的K离子电池耐用碳负极的合成提供了一种新的方法。
Jian Yin, et al, Preferential Pyrolysis Construction of Carbon Anodes with 8400 h Lifespan for High-Energy-Density K-ion Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202301396DOI: 10.1002/anie.202301396https://doi.org/10.1002/anie.202301396
8. Angew：驱动细胞摄取脂质纳米颗粒以用于光动力治疗的新策略
纳米粒子在到达肿瘤微环境后被癌细胞摄取是癌症纳米医学技术的限速步骤。多伦多大学郑钢教授和Juan Chen研究发现包含氨基聚羧酸共轭的脂质（如EDTA-或DTPA-十六烷基酰胺脂质）的类脂质体卟啉纳米颗粒(PS)的细胞摄取效率会提高25倍，这是由于这些脂质能够以类似洗涤剂的方式流化细胞膜，而不是通过EDTA或DTPA的金属螯合。1）包含EDTA-脂质的PS (ePS)能够利用其独特的主动摄取机制实现95%的光动力治疗(PDT)细胞杀伤效率，而单纯PS的细胞杀伤效果仅为5%。2）在多个肿瘤模型中，ePS可在注射后几分钟内表现出快速的肿瘤荧光成像性能。与PS(60%)相比，其PDT效力也有提高(100%存活率)。综上所述，这项研究提供了一种能够增强纳米颗粒的细胞摄取的新策略，有望克服与传统药物递送相关的挑战。
Tiffany Ho. et al. Novel Strategy to Drive the Intracellular Uptake of Lipid Nanoparticles for Photodynamic Therapy. Angewandte Chemie International Edition. 2023DOI: 10.1002/anie.202218218https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202218218
9. EES: 电催化析氢初期界面纳米气泡的生长
电解中的气泡演化通常由纳米气泡（NB）引发，而由于这些超小尺寸气泡中产生的高内压，通常会产生额外的过电势。因此，对界面NBs生长研究至关重要，但电解过程中纳米气泡的演变仍不明确。近日，北京化工大学孙晓明、Li Hui研究了电催化析氢初期界面纳米气泡的生长。1) 作者采用原位电化学表面等离子体共振成像方法，结合原子力显微镜测量，对初始析氢反应期间界面NBs形成和生长进行可视化。作者发现，NBs的生长起始于煎饼状的NBs，随后是覆盖范围的三相边界，并且伴随着接触角和高度的增加；2) 当达到平衡状态后，覆盖率几乎保持不变。过电位的进一步增加导致NBs曲率的增加（电位偏移），以及更高的气体流出率，即更高的背景电流。此外，作者通过分子动力学模拟揭示了“钉升”生长模式对电化学性能的定量影响。
Yu Jinwen, et al. Interfacial Nanobubbles’ Growth at the Initial Stage of Electrocatalytic Hydrogen Evolution. EES 2023https://doi.org/10.1039/D2EE04143J
10. AM：单金属位点的近程和远程电子调制以促进 CO2 电催化还原
调整活性中心的电子结构可有效提高单原子催化剂（SAC）的本征活性，但实现精确调节仍然具有挑战性。在此，华南理工大学李映伟教授，Liyu Chen报道了一种“协同近程和远程调节”的策略，以有效地调节单原子位点的电子结构。1）研究人员在中空碳载体中成功构建了 Zn-N4 位点（ZnN4S1/P-HC），在第一配位中装饰有轴向硫配体，并在碳基质中包围了磷原子。2）ZnN4S1/P-HC 对 CO2 还原反应 (CO2RR) 表现出优异的性能，CO 的法拉第效率接近 100%。将CO2RR与热力学有利的肼氧化反应耦合以取代双电极电解槽中的析氧反应可以在5 mA cm-2的电流密度下将电池电压大大降低0.92 V，理论上节省46%的能量消耗。3）理论计算表明，轴向噻吩-S 配体的近程调节和相邻 P 原子的长程调节可协同导致 Zn 位点周围电子局域化的增加，从而加强*COOH 中间体的吸附，从而提高CO2RR。
Chenghong Hu, et al, Near- and long-range electronic modulation of single metal sites to boost CO2 electrocatalytic reduction, Adv. Mater. 2023DOI: 10.1002/adma.202209298https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202209298
11. AM：用于高效太阳能电池的钙钛矿量子点的反溶剂辅助原位阳离子交换
铯-甲脒碘化铅钙钛矿量子点 (FAxCs1-xPbI3 PQDs) 由于其出色的光电特性，在下一代光伏领域显示出巨大的潜力。然而，实现具有理想电荷传输的成分可调混合 PQD 仍然是一个重大挑战。在此，北京航空航天大学Xiaoliang Zhang通过利用 PQD 的反溶剂辅助原位阳离子交换，实现了具有可控化学计量和表面配体化学的均相 FAxCs1-xPbI3 PQD。1）通过取代由表面空位介导的 PQD 阳离子，PQD 的晶体稳定性得到显著提高。因此，PQD 太阳能电池的效率为 17.29%，是同质结构 PQD 太阳能电池中的最高值。2）这种高的光伏性能归因于高度取向的PQD固体的光捕获光谱的展宽、能量分布的平坦化和能级的合理化，从而导致了高效的载流子提取。这项工作为PQD的化学计量调控提供了一种可行的方法，以精细地调整PQD的光电性质和耐受系数，以适应高性能的光伏。
Donglin Jia, et al, Antisolvent-Assisted In-Situ Cation Exchange of Perovskite Quantum Dots for Efficient Solar Cells, Adv. Mater. 2023DOI: 10.1002/adma.202212160https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202212160
12. AM：用于用于无枝晶和抑制析氢的锌电池的(002)织构Zn负极在无织构衬底上的非外延电沉积
无毒且安全的水系锌电池在很大程度上受到锌金属负极有害的枝晶生长和析氢的限制。(002)-织构Zn电沉积被证明是解决这些问题的有效方法，但主要是通过在预制织构衬底上外延或异质外延沉积Zn来实现的。在此，中国科学院北京纳米能源与系统研究所Xiong Pu，北京科技大学Lei Gao报道了在中等高恒电流密度下，(002)-织构和致密Zn在无织构基底（商业Zn、Cu和Ti箔）上的电沉积。1）根据对 Zn 成核和生长行为的系统研究，这归因于两个原因：（i）在增加的过电位下促进细水平（002）核的非外延成核和（ii）（002）取向的竞争生长优势核。2）由此产生的自支撑 (002) 织构锌膜表现出显着抑制析氢和延长镀锌/剥离循环寿命，在10 mA cm-2的电流密度和高放电深度下实现超过2100 mAh cm-2 的累积容量（DOD) 的 45.5%。因此，这项研究为长寿命锌金属电池提供了基础和实践见解。
Jingmin Zhang, et al. Nonepitaxial electrodeposition of (002)-textured Zn anode on textureless substrates for dendrite-free and hydrogen evolution-suppressed Zn batteries Jingmin Zhang, Adv. Mater. 2023DOI: 10.1002/adma.202300073https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202300073
