1. Chem. Soc. Rev.: 拉曼光谱是研究金属-有机骨架（MOF）物理性质和应用的理想工具
金属-有机框架（MOFs）是一个独特的材料家族，其通过配位金属离子或团簇来桥接有机配体。其中许多材料以其复杂的结构和优异的气体吸附性质而备受关注，在烷烃分离、催化、能量存储、基于表面增强拉曼光谱（SERS）检测和诊断方面具有巨大应用前景。原位或操作拉曼光谱研究为MOFs中不同过程和相关结构变化提供实时信息。近日，尼赫鲁高级科学研究中心Chandrabhas Narayana、Gayatri Kumari、印度理工学院Kolleboyina Jayaramulu对拉曼光谱是研究金属-有机骨架（MOF）物理性质和应用的理想工具进行了综述研究。
本文要点：
1) 作者介绍了拉曼光谱在探测MOFs结构、客体吸附、催化活性和反应机制方面的研究现状，以及它们在能量存储和SERS检测中的应用。作者强调了拉曼光谱技术的进步，这些技术促进了在大气和各种化学环境中的原位研究。
2) 作者简要讨论了计算研究在理解声子模式和预测MOFs稳定性方面的相关性。此外，作者还讨论了MOFs的红外研究，而在拉曼研究中缺少此类结果或分析，以激励科研工作者在拉曼光谱研究中开发类似的分析技术或方法。
Janaky Sunil, et al. Raman spectroscopy, an ideal tool for studying the physical properties and applications of metal–organic frameworks (MOFs). Chem. Soc. Rev. 2023
DOI: 10.1039/D2CS01004F
https://doi.org/10.1039/D2CS01004F
2. Nature Commun.：通过双相电解质中的氯化物穿梭分解可充电锌-铜电池
锌-铜氧化还原对具有多种优点，这促使我们通过在基于氯化锌的水性/有机双相电解质中结合氯化物穿梭化学来重建可充电 Daniell 电池。建立离子选择性界面以限制水相中的铜离子，同时确保氯离子转移。近日，湖南大学Xiao Liang结合了锌铜氧化还原和迷人的氯离子穿梭的优势，开发了一种可充电的历史性Daniell电池。
本文要点：
1）它是通过利用水/有机两相电解液实现的，它建立了一个离子选择界面，允许限制水相中的铜离子以及氯离子，氯离子作为两相之间的电荷载体，以保持电中性。
2）这种双相电解液由氯化锌水溶液和Tf2N基离子液体组成，其中阴极位于水相中，而锌阳极位于有机相中。铜离子在两相电解液界面的交叉与铜离子的配位结构密切相关，这种配位结构可以根据水相中的氯化锌浓度进行合理的调节。
3）结果表明，铜-水-氯络合物是抑制铜在有机相中存在的指示剂，在>15 M的氯化锌水溶液中铜占主导地位；反之，铜离子主要以水合状态存在，并具有自发性地溶解在有机相中。这使得Cu2+在15m的ZnCl2水相和有机相之间的分配比达到2700，这为CuII-CuI-Cu0之间的逐步氧化还原反应提供了高度可逆的铜电化学。
4）两相电解液的溶液溶剂化结构相关的离子选择界面可以极大地缓解活性物质的交叉，并提供快速的转化动力学。此外，由于活性物质物种部分溶解在水相中，因此提高了活性物质的利用率。进一步证明，这种在有机相中消除金属离子的策略可以扩展到氯化铁、氯化镍和钒氧化物，这代表了一种改进氯化物穿梭电池性能的强有力的方法。
Xu, C., Lei, C., Li, J. et al. Unravelling rechargeable zinc-copper batteries by a chloride shuttle in a biphasic electrolyte. Nat Commun 14, 2349 (2023).
DOI：10.1038/s41467-023-37642-2
https://doi.org/10.1038/s41467-023-37642-2
3. JACS：Gd掺杂CuOx电化学CO2还原制备C2+
Cu是电催化还原CO2制备高级C2+产物的重要电催化剂，但是催化剂的Cu+虽然是C-C偶联的重要位点，但是Cu+物种在电催化反应非常不稳定。原子掺杂可能显著影响Cu催化剂的性能。有鉴于此，中科院化学所韩布兴院士、孙晓甫等报道研究CO2电化学还原反应和HER反应在热力学电势的不同，并且研究不同金属掺杂的Cu2O对*CO结合能，理论计算发现Ga掺杂能够改善Cu2O的催化活性。
本文要点：
1）基于理论计算结果，设计合成了Gd1/Cu2Ox催化剂，发现Gd具有非常特别的电子结构和离子半径，保证催化反应过程中Cu保持为Cu+，因此电化学还原CO2制备C2+的过程中实现优异的活性。在-0.8 V vs EHE制备C2+的法拉第效率达到81.4 %，部分电流密度达到444.3 mA cm-2。
2）详细的实验和理论，说明Gd掺杂增强催化剂活化CO2的能力，稳定关键O*CCO中间体，降低C-C偶联反应能垒。
Jiaqi Feng, et al, Improving CO2-to-C2+ Product Electroreduction Efficiency via Atomic Lanthanide Dopant-Induced Tensile-Strained CuOx Catalysts, J. Am. Chem. Soc. 2023
DOI: 10.1021/jacs.3c02428
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c02428
4. EES: 缓解锂离子电池串扰的意义
高能锂离子电池在电动汽车行业的应用越来越多，但其容量迅速下降，热失控风险很高。阴极和阳极之间的串扰现象，即寄生产物通过隔板扩散到对电极，由于其对电池寿命和安全性的重大影响，正受到人们的密切关注。近日，清华大学何向明、王莉综述研究了缓解锂离子电池串扰的意义。
本文要点：
1) 作者全面了解串扰机制对于提高电池的性能的重要意义，并揭示了电极串扰的机制，用以实现长寿命、安全、高能电池的发展。首先，作者总结了双向串扰现象的起源，包括阴极到阳极和阳极到阴极串扰。电极串扰促进界面副反应，从而加速循环衰减，甚至引发严重的放热反应。
2) 其次，作者概述了抑制串扰的最新进展，包括电极材料改性、电解质优化和分离器设计。最后，提出了抑制串扰产生和迁移的策略。该工作以电极串扰为重点，对高能电池的失效途径提供了启发性的见解。
Youzhi Song, et al. The Significance of Mitigating Crosstalk in Lithium-ion Batteries: A Review. EES 2023
DOI: 10.1039/D3EE00441D
https://doi.org/10.1039/D3EE00441D
5. Angew：类病毒样颗粒诱导cGAS-STING激活和AIM2炎性体介导的焦亡以用癌症免疫治疗
cGAS-STING介导的DNA感应是启动抗肿瘤免疫的关键之一。然而，由于DNA基cGAS-STING激动剂存在细胞渗透性低、生物稳定性差以及外源DNA长度有限等问题，因此其进一步的应用仍会受到很大的限制。有鉴于此，南京大学郭子建院士和Huanhuan Fan将由滚环扩增(RCA)产生的长DNA构件进行自组装而构建了一种类病毒颗粒，并利用阳离子脂质体对其进行包裹。
本文要点：
1）具有长且密集排列的DNA结构的类病毒颗粒能有效诱导cGAS液相凝聚，激活STING信号，以产生炎症因子。此外，该类病毒样颗粒还可以触发AIM2炎性小体的形成，诱导gasdermin D介导的焦亡，进而增强抗肿瘤免疫。
2）综上所述，该研究不仅能够为临床癌症免疫治疗提供一种简单且可靠的新策略，也是首个报道RCA产品的固有免疫原性的研究，有望进一步推动其生物医学应用。
Xinyu Xu. et al. Virus-Like Particle-Induced cGAS-STING Activation and AIM2 Inflammasome-Mediated Pyroptosis for Robust Cancer Immunotherapy. Angewandte Chemie International Edition. 2023
DOI: 10.1002/anie.202303010
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202303010
6. AM：基于多路等离激元共振能量转移的超光谱成像
在后基因组生命科学和医学中，获取生物分子的单分子水平指纹和活细胞中的电子转移动态成像是迫切需要的。然而，由于等离子体纳米粒子的固定散射光谱和有限的多路复用，称为等离子体共振能量转移(PRET)光谱的可能解决方案仍然具有挑战性。在这里，成均馆大学Luke P. Lee，浦项科技大学Junsuk Rho，首尔大学Inhee Choi报道了多路变换表面驱动的PRET高光谱成像，以探测生物光与物质的相互作用。
本文要点：
1）首先利用准表面团簇的GaP等离子体激元和栅效应的精确纳米工程，设计出在整个可见光范围内具有工程散射光谱的像素化亚表面。
2）研究人员创建像素化的变形表面，并用可见调色板和艺术作品的高分辨率彩色打印来光学表征它们的全暗视野颜色。
3）此外，将三种不同的生物分子(即叶绿素a、叶绿素b和细胞色素c)应用于调色板的亚表面，以获得选择性的分子指纹成像，这是因为特定生物医学亚表面具有独特的生物光相互作用。
这种由超表面驱动的Pret高光谱成像将为多路实时分子传感和成像方法开辟一条新的途径。
Inki Kim, et al, Metasurfaces-driven hyperspectral imaging via multiplexed plasmonic resonance energy transfer, Adv. Mater. 2023
DOI: 10.1002/adma.202300229
https://doi.org/10.1002/adma.202300229
7. AM综述：压电催化医学：压电材料的生物医学应用前沿进展
同济大学施剑林院士和Xiangyu Lu对压电材料的生物医学应用前沿进展进行了综述。
本文要点：
1）新兴的压电催化剂在多种医学领域中表现出了巨大的应用潜力。除了具有超高的催化活性外，压电催化剂具有的电荷载流子释放特性也可用于引发各种氧化还原催化反应，因此在未来的医学应用中也具有广阔的前景。在机械能的触发下，压电催化材料可以释放电子/空穴，进而催化底物的氧化还原反应或干预生物过程，以促进具有医疗应用（如去污、灭菌和治疗）价值的效应分子的产生。研究者也将压电催化的医学应用定义为压电催化医学(PCM)。
2）作者在文中综述了压电催化医学的最新研究进展。首先，作者介绍了压电催化的原理和压电材料的制备方法，并综述了压电催化材料在肿瘤治疗、抗菌、有机降解、组织修复与再生以及生物传感等方面的应用；最后，作者讨论了压电催化医学所面临的主要挑战和未来前景，旨在进一步推动这一新兴学科的发展。
Si Chen. et al. Piezocatalytic Medicine: An Emerging Frontier using Piezoelectric Materials for Biomedical Applications. Advanced Materials. 2023
DOI: 10.1002/adma.202208256
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202208256
8. AEM：基于锂离子电池表面能的无钴高镍正极微观结构工程洞察
为了降低成本和提高能量密度，在实际的LiNi1−x−yMnxCoyO2(NMC)和LiNi1−x−yCoxAlyO2(NCA)正极中去除钴并增加镍含量至关重要。然而，无钴、高镍层状氧化物阴极在锂离子电池(LIB)中的应用受到与电解质的高表面反应性和循环过程中微裂纹形成的固有问题的阻碍。在此，德克萨斯大学奥斯汀分校Arumugam Manthiram使用两种代表性掺杂剂B和Al全面研究了无钴LiNiO2(LNO)微观结构工程关键参数的起源。
本文要点：
1）B和Al之间偏析能的显着差异导致LNO颗粒的不同形态。B在主体结构中的低溶解度导致B的表面限制分布，抑制初级粒子的生长，而高度可溶的Al促进初级粒子的生长。
2）认识到这一关键参数可以通过增加阴极颗粒内部的纵横比，通过微观结构工程帮助提高无钴锂离子电池的循环寿命。结果表明，在LNO(B-LNO)中掺杂硼是初级粒子微观结构工程最有效的掺杂剂策略。与LNO和掺铝LNO(Al-LNO)相比，B-LNO在300次循环后在全电池中表现出81%的出色容量保持率。
Youngjin Kim, et al, Insights into the Microstructural Engineering of Cobalt-Free, High-Nickel Cathodes Based on Surface Energy for Lithium-Ion Batteries, Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202204054
https://doi.org/10.1002/aenm.202204054
9. AEM：用于锂金属电池的高能量密度、无钴、低镍 LiNi0.7Mn0.25Al0.05O2 正极和高压电解质
无钴正极材料在电动汽车下一代电池中的应用越来越受到关注，因为钴被认为具有很高的供应链风险。在这里，德克萨斯大学奥斯汀分校Arumugam Manthiram使用局部饱和电解质 (LSE) 使无钴、低镍层状氧化物正极 LiNi0.7Mn0.25Al0.05O2 (NMA-70) 稳定循环到更高电压 (4.6 V)展示了锂金属电池。
本文要点：
1）与基准 LP57 电解质相比，LSE 将循环寿命从 ≈100 次循环延长到 ≈400 次循环，然后达到 80% 的容量保持率。在 LP57 中循环的电极上观察到细胞退化的视觉指标，例如产品沉积。
2）结果表明，在 LSE 中循环 NMA-70 可减少延长循环期间的总体活性材料损失和过电位增长。这归因于有益的氟化界面层的形成、较低程度的岩盐相形成以及阴极表面气体逸出的减少。在 LSE 中循环的阴极气体释放量的减少反映了较低程度的电解质反应性和电池安全特性的整体改善。
这项研究强调了稳定的电解质对于实现替代性、低镍和无钴阴极的高压循环的重要性。
Richard Sim, et al, A High Energy-Density, Cobalt-Free, Low-Nickel LiNi0.7Mn0.25Al0.05O2 Cathode with a High-Voltage Electrolyte for Lithium-Metal Batteries, Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202300096
https://doi.org/10.1002/aenm.202300096
10. AEM：由人工甲酸钠界面实现的坚固无负极钠金属电池
作为下一代可充电电池，钠金属电池（NMB）引起了越来越多的关注。如何在有限的钠过量条件下提高它们的循环稳定性和安全性，理想情况下钠过量为零（即无阳极结构），这是非常需要的，但仍然具有挑战性。在此，厦门大学Xiaoliang Fang证明甲酸钠(HCOONa)是钠金属负极上自然形成的固体电解质界面(SEI)的一种成分，是设计高性能人工SEI层的有前途的候选者，它可以抑制钠枝晶的形成，减少钠与电解质之间的副反应。
本文要点：
1）得益于HCOONa界面，具有高质量Na3V2(PO4)3(10 mg cm−2)负载的Na|Na3V2(PO4)3电池表现出优异的循环稳定性，超低衰减率为0.004%/循环超过800周期。
2）更令人印象深刻的是，在商用铜集电器上原位形成的HCOONa单分子层有助于将无负极Cu|Na3V2(PO4)3电池的寿命延长至400次循环，容量关系为88.2%，这是报道的最长循环寿命无负极NMB。
Chaozhi Wang, et al, Robust Anode-Free Sodium Metal Batteries Enabled by Artificial Sodium Formate Interface, Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202204125
https://doi.org/10.1002/aenm.202204125
11. AEM：周期性交替电场层诱导超低过电位锌离子电池Zn（002）面的优先生长
锌负极上缓慢的去溶剂化动力学和不均匀的Zn2+传输行为不利于锌离子电池的商业化。为了解决这些问题，西安交通大学丁书江教授通过构建具有独特电场分离特性的锂皂石纳米粘土层，在锌阳极上引入周期性交变电场。
本文要点：
1）该层在同一空间不同方向同时呈现负电场和正电场（负电场在法线方向，正电场在径向）；因此，实现了均匀的Zn2+传输和有效的去溶剂化效果。作为多功能人工层的锂皂石薄膜（LAP@Zn）可以诱导Zn2+成核，使Zn沿（002）面择优取向生长，从而抑制Zn负极上的枝晶生长。
2）因此，LAP@Zn对称电池表现出超低的过电势（12mV），并在0.5mAcm-2下平稳循环超过1100小时。即使在40mAcm-2的超高电流密度下，电池仍可稳定运行500小时。
3）更令人鼓舞的是，在具有优异倍率性能和循环稳定性的基于MnO2的全电池中的有效性也令人信服。周期性交变电场策略为高性能和无枝晶锌基存储系统提供了一条有效途径。
Jie Feng, et al, Periodically Alternating Electric Field Layers Induces the Preferential Growth of Zn (002) Plane for Ultralow Overpotential Zinc-Ion Batteries, Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202204092
https://doi.org/10.1002/aenm.202204092
12. AEM综述：溯源MOF光催化剂的自调节
得益于超高孔隙率、大比表面积（SSA）和丰富的活性位点，金属-有机框架（MOFs）已成为能源和环境相关应用的明星材料，尤其是在光催化领域。与传统的光催化剂相比，MOFs可以通过合理的设计在电子结构、光响应性和形态尺寸方面进行定制，这意味着MOFs不需要其他物种来实现增强的光催化性能，如金属、化合物和聚合物，因为这些物种可能会带来额外的成本、耗时、多相，或者具有不清楚的机制。
以往关于MOF光催化的研究大多是自调节和辅助调节的混合，对MOF光催化的理解往往不完整。鉴于此，辽宁大学孙晓东、皇家墨尔本理工大学马天翼、沈阳药科大学张蕊等通过分析组分（作为簇、配体和掺杂物）、缺陷（缺陷工程、作为连接体、簇和氧空位）和晶体（作为晶面、尺寸和非晶化），总结了MOFs的自调节。
本文要点：
1）首先介绍了MOFs作为光催化剂的基本背景和研究现状，接着从三个方向介绍了MOFs自调节用于光催化性能增强的研究进展及其在相关领域的应用。
2）总结并讨论了MOFs自调节的局限性、挑战和前景。
Qian, Z., et al, Trace to the Source: Self-Tuning of MOF Photocatalysts. Adv. Energy Mater. 2023, 2300086.
DOI: 10.1002/aenm.202300086
https://doi.org/10.1002/aenm.202300086
