1. Science Advances：用程序剪切波无创测量软材料内部的局部应力
不同长度尺度上的机械应力在理解生物系统的功能和工程软件机器和设备方面起着重要作用，然而，原位非侵入性探测局部机械应力仍然面临挑战，尤其是当机械性能未知时。鉴于此，来自清华大学的yanping cao和哈佛医学院Guo-Yang Li等人提出了一种基于声弹性成像的方法。
本文要点：
1) 该研究开发这一方法，主要是可以通过测量定制编程声辐射力引起的剪切波速度来推断软材料中的局部应力；
2) 此外，使用超声换能器远程激发和跟踪剪切波，研究通过对各向同性水凝胶中的单轴和弯曲应力以及骨骼肌中的被动单轴应力成像，展示了该方法的应用，且这些测量都是在不了解材料本构参数的情况下进行的，这一方法有望在从软结构和机器的健康监测到诊断改变软组织应力的疾病等方面得到广泛的应用。
Y.P. Cao, et al. Noninvasive measurement of local stress inside soft materials with programmed shear waves. Sci. Adv. (2023).
DOI: 10.1126/sciadv.add4082
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add4082
2. Science Advances：层次交织微壳材料的设计、性能和拓扑
轻质坚韧的工程材料通常设计为具有三维层次结构和相互连接的结构构件，这些构件的连接点对其性能有害，因为它们充当损伤累积的应力集中点和较低的机械弹性。近日，来自加州理工学院的Julia Greer和Widianto P. Moestopo等人首次引入了一种以前未被探索的建筑材料，其组件相互交织，不包含连接，并将微结作为这些分层网络中的构建块。
本文要点：
1) 该研究的拉伸实验证实，与悬垂结的分析模型在数量上接近一致，从而表明结拓扑结构允许一种能够保持形状的新变形机制；
2) 此外，与编织结构相比，吸收能量增加了~92%，破坏应变增加了~107%，与拓扑相似的整体晶格相比，比能量密度增加了~11%，这一工作创建了具有可调形状重构和能量吸收能力的高度可扩展的低密度材料。
J. Greer, et al. Knots are not for naught: Design, properties, and topology of hierarchical intertwined microarchitected materials. Sci. Adv. (2023).
DOI: 10.1126/sciadv.ade6725
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ade6725
3. Science Advances：波动介导的微型滚轮在障碍物条件下的流体力学捕获
众所周知，障碍物可以在轨道上以流体动力学方式捕获细菌和合成的微型物体，捕获时间严重依赖于运动对象的流体场，且需要噪音才能逃脱陷阱。鉴于此，来自美国西北大学的Michelle Driscoll和Ernest B. van der Wee，巴黎理工学院Blaise Delmotte等人通过使用实验和模拟研究了障碍物对微滚轮的捕获。
本文要点：
1) 该研究发现，微型滚轮是靠近底表面的旋转粒子，其具有由外部旋转磁场施加的规定推进方向，驱动它们运动的流场与先前研究的游泳运动员截然不同；
2) 此外，研究发现，可以通过改变障碍物大小或胶体障碍物排斥势来控制捕获时间，并详细地探讨了陷阱的机制，并发现了两个显著的特征：微滚轮被限制在障碍物的尾流中、且只能以布朗运动进入陷阱。虽然在动力系统中通常需要噪声来逃脱陷阱，但在这项研究中，他们证实噪声是到达流体动力学吸引子的唯一方法。
M. Driscoll, et al. A simple catch: Fluctuations enable hydrodynamic trapping of microrollers by obstacles. Sci. Adv. (2023).
DOI: 10.1126/sciadv.ade0320
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ade0320
4. JACS: 在单羟基铜催化剂上使用分子氧将甲烷选择性氧化成乙酸
乙酸是一种工业上重要的化学品，主要通过使用贵金属基均相催化剂对甲醇进行羰基化生产。作为一种低成本原料，甲烷通过多步工艺在商业上转化为乙酸，包括能源密集型甲烷蒸汽重整、甲醇合成，以及随后的甲醇羰基化。近日，印度理工学院Kuntal Manna报道了在温和的条件下，以分子氧(O2)为氧化剂，在Ce-UiO−(OH)多孔金属铈有机骨架中的单铜羟基中心上，甲烷一步直接转化为醋酸。
本文要点：
1）Ce-UiO MOF 负载的单位点铜羟基催化剂在 115 °C 的水中以 96% 的选择性提供了 335 mmol gcat-1 的极高乙酸生产率，Cu TON 高达 400。
2）光谱和理论研究以及对照实验表明，甲烷转化为乙酸是通过氧化羰基化发生的，其中甲烷首先通过σ键复分解在铜羟基位点被激活，得到 Cu-甲基物质，然后在原位进行羰基化-产生一氧化碳并随后被水水解。
这项工作可以指导合理设计多相丰富的金属催化剂，用于在温和和环境友好的反应条件下将甲烷活化和转化为乙酸和其他有价值的化学品。
Neha Antil, et al, Selective Methane Oxidation to Acetic Acid Using Molecular Oxygen over a Mono-Copper Hydroxyl Catalyst, J. Am. Chem. Soc., 2023
DOI: 10.1021/jacs.2c12042
https://doi.org/10.1021/jacs.2c12042
5. JACS：双金属ZnCo-ZIF电催化ORR制备H2O2
MOF具有高度可调控的结构，并且成为2电子ORR的制备H2O2的一类电催化剂，但是发展基于MOF并且高H2O2选择性和高产率的2e-ORR电催化剂仍非常困难。有鉴于此，华中师范大学余承忠（Chengzhong Yu）、刘超（Chao Liu）、同济大学韦广丰（Guangfeng Wei）等报道通过在原子和纳米两个尺度设计MOF，构筑了Zn/Co双金属分子筛咪唑骨架结构材料（ZnCo-ZIFs），实现了优异的2e-ORR性能。
本文要点：
1）实验和DFT理论计算结果，说明通过原子尺度精确控制MOF材料结构，调控水分子参与ORR电催化反应过程，通过形貌调控暴露的晶面，能够调控催化活性位点的不饱和度。
2）通过原子尺度和纳米尺度两个尺度的结构调控，很好的实现改善ORR的动力学和热力学。当Zn/Co的比例为9/1且{001}为主要暴露晶面，ZnCo-ZIF具有最好的催化活性，2e-选择性达到~100 %，H2O2的产率达到4.35 mol gcat-1 h-1。这项工作为发展具有优异2e-ORR电催化活性的MOF材料提供帮助。
Chaoqi Zhang, et al, Crystal Engineering Enables Cobalt-Based Metal–Organic Frameworks as High-Performance Electrocatalysts for H2O2 Production, J. Am. Chem. Soc. 2023
DOI: 10.1021/jacs.2c11446
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c11446
6. JACS: 用于2,3-二氢苯并呋喃可见光光合作用的定制COF
多相光催化是解决能源和环境问题的一种生态友好和可持续的方法。最近，基于共价有机框架（COF）的非均相光催化剂由于其在光催化有机转化中的显著性能和可回收特性而受到了广泛关注，为基于贵金属/有机染料的均相光催化催化剂提供了一种潜在替代品。近日，阿卜杜拉国王科技大学Mohamed Eddaoudi报道了用于2,3-二氢苯并呋喃可见光光合作用的定制COF。
本文要点：
1) 作者报道了一种非金属、可见光活化且可重复使用的非均相光催化剂Hex-Aza-COF-3，可用于通过苯酚与烯烃的选择性氧化[3+2]环加成合成2,3-二氢苯并呋喃。此外，作者使用Hex-Aza-COF-3非均相光催化剂，通过[3+2]环加成反应合成天然产物（±）-康菲卡尔潘和（±）－紫檀素。
2)在Hex-Aza-COF-3中，存在的刚性杂环单元（吩嗪和六氮杂三苯基）增强了共价键，从而增强了可见光吸收，并缩小了能带，以及在光催化反应中产生了优异的活性、电荷传输特性、稳定性和可回收性。
Prakash T. Parvatkar, et al. A Tailored COF for Visible-Light Photosynthesis of 2,3-Dihydrobenzofurans. JACS 2023
DOI: 10.1021/jacs.2c10471
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c10471
7. Angew：用于光催化过氧化氢生产的芘基共价有机骨架
过氧化氢（H2O2）是一种用途广泛的绿色化学品，广泛应用于消毒、漂白、化学合成、航空航天等各个领域。近年来，有机半导体特别是无金属聚合物，如石墨碳氮化物（g-C3N4），线性共轭聚合物，共价三嗪骨架（CTFs）和共价有机骨架（COFs）已成为光催化H2O2生产的有前途的材料。近日，根特大学Pascal Van Der Voort制备了四种含有芘单元的高度多孔共价有机框架 (COF)，并探索了用于光催化H2O2生产的方法。
本文要点：
1）实验研究得到密度泛函理论计算的补充，证明芘单元比先前报道的联吡啶和（二芳基氨基）苯单元对H2O2生产更具活性。H2O2分解实验证实，芘单元在COF大表面积上的分布对催化性能起着重要作用。
2）Py-Py-COF虽然比其他COF含有更多的芘单元，但由于在有限的表面积上小范围内密集的芘浓度，会导致高H2O2分解。因此，采用两相反应体系（水-苯甲醇）来抑H2O2分解。这是第一份关于将芘基COFs应用于光催H2O2生成的两相系统的报告。
Jiamin Sun, et al, Pyrene-Based Covalent Organic Frameworks for Photocatalytic Hydrogen Peroxide Production, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202216719
DOI: 10.1002/anie.202216719
https://doi.org/10.1002/anie.202216719
8. AM：二维纳米声敏剂通过促进能量传递增强声动力治疗
虽然声动力疗法(SDT)在癌症治疗方面表现出了良好的前景，但SDT的临床应用也因缺乏有效的声敏剂(SSs)而受到了很大的限制。有鉴于此，芝加哥大学林文斌教授设计构建了一种基于二维纳米尺度金属有机层(MOLs)的新型高效纳米声敏剂。
本文要点：
1）MOL由Hf-oxo二级结构单元(SBUs)和铱基连接剂(DBB-Ir)所组成。研究者通过在 SBUs上锚定声敏剂(TBP)而制备了TBP@MOL。，与游离的TBP配体和三维纳米尺度金属有机骨架Hf-TBP相比，TBP@MOL的单线态氧(1O2)生成效率分别高出14.1和7.4倍。研究发现，将TBP SSs隔离在MOL的SBUs上可以防止激发的敏化剂发生聚集猝灭，而激发的DBB-Ir桥接配体与TBP SSs之间的三重态-三重态Dexter能量转移可以更有效地捕获广谱声致发光，二者能够协同增强TBP@MOL的1O2生成。
2）实验结果表明，将TBP SSs锚定在MOL表面还能够增强激发态敏化剂与基态三重态氧之间的能量转移，从而提高1O2的生成效率。在结直肠癌和乳腺癌的小鼠模型中，TBP@MOL可表现出明显高于Hf-TBP和TBP的SDT疗效。综上所述，这项研究工作开发了一种通过促进能量转移来设计有效的纳米声敏剂的新策略，其能够有效地捕获广谱的声致发光并增强1O2的生成。
Gan Lin. et al. Two-Dimensional Nanosonosensitizers Facilitate Energy Transfer to Enhance Sonodynamic Therapy. Advanced Materials. 2023
DOI: 10.1002/adma.202212069
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202212069
9. AM: 用于多功能和智能应用的柔性量子点发光器件
量子点发光二极管（QLED）由于其在器件效率、可见光区域的颜色纯度/可调谐性以及在各种衬底上的溶液处理能力方面的优异性能， 使其成为极具潜力的柔性和超薄电致发光（EL）照明和显示材料。近日，西北工业大学黄维院士、福州大学李福山、福建师范大学Liu Yang对用于多功能和智能应用的柔性量子点发光器件进行了综述研究。
本文要点：
1)灵活的QLED通过充当可穿戴集成系统中的输入/输出端口，使其在物联网和人工智能时代具有无限的可能。而在开发具有高性能、优异灵活性/甚至可拉伸性以及新兴应用的灵活QLED方面仍存在挑战。作者回顾了QLED的最新发展，包括量子点材料、工作机制、柔性/可拉伸策略和图案化策略，并重点介绍了其新兴的多功能集成和智能应用，包括可穿戴光学医疗设备、压力传感EL设备和神经智能EL设备。
2) 我作者还总结了剩余的挑战，并对灵活的QLED的未来发展进行了展望。该综述有望为柔性QLED提供系统的理解和宝贵的启示，以同时满足新兴应用的光电子和柔性特性。
Qinghong Lin, et al. Flexible Quantum Dot Light-Emitting Device for Emerging Multifunctional and Smart Applications. Adv. Mater. 2023
DOI: 10.1002/adma.202210385
https://doi.org/10.1002/adma.202210385
10. AEM: 氧化钌的电子和晶格工程用于高活性和稳定的水分裂
开发高活性和稳定的双功能贵金属基电催化剂以实现全解水极具挑战性。近日，青岛科大刘希恩、刘尚果、扬州大学Feng Ligang报道了氧化钌的电子和晶格工程用于高活性和稳定的水分裂。
本文要点：
1) 作者通过简单的熔盐法开发了一种具有氧空位的金红石结构钌锌固溶体氧化物（Ru0.85Zn0.15O2-δ）。Ru0.85Zn0.15O2-δ具有丰富的超小纳米颗粒簇边缘，以及超低的过电势，即在10 mA cm−2电流密度下，酸性析氧反应（OER）为190 mV，碱性析氢反应（HER）为14 mV。此外，它在不同电解质中具有优异的全解水活性和耐久性。
2) 实验表征和密度泛函理论计算表明，Zn和氧空位的掺入可以通过电荷再分配优化RuO2的电子结构，从而显著抑制可溶性Rux>4的生成，并优化了OER氧中间体的吸附能。同时，Zn的掺入可以扭曲局部结构，以激活扭曲Ru0.85Zn0.15O2-δ上的悬空O原子作为质子受体，从而牢固结合H2O*中的H原子以稳定H2O，并显著提高HER活性。
Liqiang Hou, et al. Electronic and Lattice Engineering of Ruthenium Oxide towards Highly Active and Stable Water Splitting. Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202300177
https://doi.org/10.1002/aenm.202300177
11. AEM: 用于锂石榴石固态电池的烧结LLZO支架
尽管锂石榴石固态电池领域取得了重大进展，但其在电流密度和面积容量超过1mA cm−2和1mAh cm−2的情况下，Li7La3Zr2O12（LLZO）/Li界面处形成空腔阻碍了其进一步发展。近日，苏黎世联邦理工学院Maksym V. Kovalenko、Kostiantyn V. Kravchyk报道了用于锂石榴石固态电池的烧结LLZO支架。
本文要点：
1) 由于施加电流密度的不均匀性，导致锂枝晶的形成，使电池表现出有限的循环稳定性。而另一方面，薄LLZO电解质的制造方法限制了Li石榴石固态电池的高能量密度。为了解决这两个具有挑战性的问题，作者提出了一种简单的烧结方法，并得到了平均孔径为2.5µm，厚度为50-µm的薄多孔LLZO膜。
2) 这种多孔LLZO膜不仅提供了一种有效的方法来减轻由于增加的LLZO/Li表面积而导致的LLZO-Li界面处空隙的形成，而且还最大化了能量密度。结果表明，在0.5mA cm−2的电流密度下，作者制备的多孔LLZO膜具有超过1480小时的长循环稳定性。
Faruk Okur, et al. Intermediate-Stage Sintered LLZO Scaffolds for Li-Garnet Solid-State Batteries. Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202203509
https://doi.org/10.1002/aenm.202203509
