1. Nature Commun.：水氧化过程中磁化引起的增量的来源
磁化促进了磁性催化剂对析氧反应（OER）的活性，这一点引起了人们的极大关注，但仍然是一个谜，即增量来自何处。铁磁性材料的磁化只改变其磁畴结构。它并不直接改变材料中未配对电子的自旋方向。令人困惑的是，每个磁畴都是一个小磁体，理论上自旋极化促进的OER已经发生在这些磁畴上，因此，增强应该是在没有磁化的情况下实现。鉴于此，新加坡南洋理工大学徐梽川等证明了磁化后的增强来自消失的域壁。1）磁化导致了磁畴结构的演变，从一个多域结构到一个单域结构，其中域壁消失了。由磁畴壁占据的表面被重新格式化为一个单磁畴，在这个单磁畴上，OER遵循自旋促进的路径，因此电极上的整体增量发生。2）这项研究填补了理解自旋极化OER的空白，并进一步解释了可以通过磁化获得增量的铁磁性催化剂的类型。
Ren, X., Wu, T., Gong, Z. et al. The origin of magnetization-caused increment in water oxidation. Nat Commun 14, 2482 (2023).DOI: 10.1038/s41467-023-38212-2https://doi.org/10.1038/s41467-023-38212-2
2. Nature Commun.：制备高浓度的个体化碳纳米管用于工业化分离多种单手性物种
单螺旋碳纳米管的工业化生产对其在高速和低功耗纳米电子器件中的应用至关重要，但其生长和分离都是重大挑战。鉴于此，中国科学院物理研究所刘华平等报告了一种通过增加碳纳米管溶液的浓度，用凝胶色谱法从各种原料中工业化分离单螺旋碳纳米管的方法。 1）高浓度的个体化碳纳米管溶液是通过超声分散，然后离心和超声再分散制备的。通过这种技术，所制备的个体化碳纳米管的浓度从约0.19 mg/mL提高到约1 mg/mL，在凝胶色谱法的一次分离运行中，多个单手性物种的分离率提高了约6倍，达到毫克级。2）当该分散技术应用于直径范围为0.8-2.0 nm的廉价石墨烯和碳纳米管的混合体时，单手性物种的分离率提高了一个数量级以上，达到亚毫克级。此外，使用本分离技术，生产单手性物种的环境影响和成本都大大降低。预计该方法将促进单手性碳纳米管的工业生产和在碳基集成电路中的实际应用。
Yang, D., Li, L., Li, X. et al. Preparing high-concentration individualized carbon nanotubes for industrial separation of multiple single-chirality species. Nat Commun 14, 2491 (2023).DOI: 10.1038/s41467-023-38133-0https://doi.org/10.1038/s41467-023-38133-0
3. Nature Commun.：通过单原子催化剂从类似海水的溶液中电合成氯气
由于氯气的广泛用途，氯碱工艺在现代化学工业中发挥着不可替代的重要作用。然而，目前的析氯反应（CER）电催化剂的高过电位和低选择性导致了氯气生产过程中的大量能源消耗鉴于此，国家纳米科学中心赵慎龙，悉尼大学Jun Huang，中国科学技术大学Hao Tan等报告了一种高活性的氧配位钌单原子催化剂，用于在类似海水的溶液中电合成氯气。1）在含有1 M氯化钠的酸性介质（pH=1）中，带Ru-O4分子的单原子催化剂（Ru-O4 SAM）表现出仅为约30 mV的过电位，达到10 mA cm-2的电流密度。令人印象深刻的是，配备有Ru-O4 SAM电极的流动池在1000mA cm-2的高电流密度下连续进行1000小时的电催化，显示出良好的稳定性和Cl2选择性。2）操作特性和计算分析显示，与基准的RuO2电极相比，氯离子更倾向于直接吸附在Ru-O4 SAM上的Ru原子表面，从而导致吉布斯自由能垒的减少和CER期间Cl2选择性的提高。这一发现不仅为电催化的机制提供了基本的见解，也为海水电化学合成氯提供了一条有希望的途径。
Liu, Y., Li, C., Tan, C. et al. Electrosynthesis of chlorine from seawater-like solution through single-atom catalysts. Nat Commun 14, 2475 (2023).DOI: 10.1038/s41467-023-38129-whttps://doi.org/10.1038/s41467-023-38129-w
4. AM：用于高性能有机热电的氰基官能化稠合联噻吩酰亚胺二聚体基n型聚合物
掺杂的n型聚合物通常表现出较低的电导率和热电功率因数(PF)，限制了基于p-n结的高性能有机热电材料(OTE)的发展。在此，南方科技大学郭旭岗和Kui Feng，东华大学Gang Wang报道了一种新的氰基官能化稠合双噻吩亚胺二聚体(f-BTI2)CNI2的设计和合成，它协同结合了氰基和酰亚胺官能团的优点，从而导致比母体f-BTI2显着更高的电子缺乏。1）在此新型结构单元的基础上，研究人员成功合成了一系列n型供体-受体和受体-受体聚合物，均表现出良好的溶解性、深的前沿分子轨道水平和良好的聚合物链取向。2）其中，受体-受体聚合物PCNI2-BTI在n型OTE中具有高达150.2 Scm−1的优异电导率和110.3 µW m−1 K−2的最高PF，这归因于优化的聚合物电子特性和具有改进的分子堆积和更高结晶度的薄膜形态。PF值是迄今为止用于OTE的n型聚合物的记录。3）这项工作展示了一种设计高性能n型聚合物和制造用于OTE应用的高质量薄膜的简便方法。
Kui Feng, et al, Cyano-Functionalized Fused Bithiophene Imide Dimer-Based n-Type polymers for HighPerformance Organic Thermoelectrics, Adv. Mater. 2023DOI: 10.1002/adma.202210847https://doi.org/10.1002/adma.202210847
5. AM：MOF纳米转换器可介导蛋氨酸的耗竭以实现强大的癌症免疫疗法
癌症细胞会对外源性蛋氨酸上瘾，从而加速肿瘤增殖。同时，它们可以通过蛋氨酸补救途径从多胺代谢中补充蛋氨酸库。中科院长春应化所曲晓刚、任劲松和Lu Zhang设计了一种顺序定位金属有机骨架（MOF）纳米转换器，通过抑制蛋氨酸的摄取并限制其补救途径来选择性地排出蛋氨酸池，以增强癌症免疫治疗。1）顺序定位的MOF纳米转换器的细胞内输运路线与多胺的分布匹配良好，这有利于多胺通过其响应性变形性和纳米酶增强的类Fenton样反应进行氧化，最终耗尽细胞内甲硫氨酸。2）该策略不仅可以有效杀伤癌症细胞，而且可以促进CD8和CD4 T细胞的浸润，用于强化癌症免疫治疗。
Wenjie Wang, et al. Selective Methionine Pool Exhaustion Mediated by a Sequential Positioned MOF Nanotransformer for Intense Cancer Immunotherapy. Advanced Materials. 2023DOI：10.1002/adma.202211866https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202211866
6. AM：通过接口工程实现高效电荷转移的最高效率柔性钙钛矿太阳能模块
电子传输层（ETL）在提高柔性过氧化物太阳能电池（F-PSCs）的性能方面起着重要作用。鉴于此，中科院大连化物所刘生忠、Dong Yang等展示了一种室温处理的SnO2:OH ETL，它表现出降低的缺陷密度，特别是较低的氧空位浓度，具有更好的能带排列和更多的可湿润表面，以实现高质量的过氧化物沉积。1）由于在界面上形成了氢键，ETL和过氧化物层之间产生了一个有效的电子转移通道，从而增强了过氧化物的电子提取。因此，基于MAPbI3的大面积（36.50平方厘米）柔性过氧化物太阳能模块的效率提高到18.71%，据我们所知，这是迄今为止柔性过氧化物太阳能模块的最高PCE值。2）它还表现出很高的耐用性，在经过弯曲测试周期后，其初始PCE保持在83%以上。此外，含有SnO2:OH的F-PSCs显示出明显的长期稳定性，这是因为高质量的过氧化物薄膜和SnO2:OH与过氧化物层之间由氢键引起的强耦合，成功地抑制了水分的渗透。
Yang, D., et al, Highest-Efficiency Flexible Perovskite Solar Module by Interface Engineering for Efficient Charge-Transfer. Adv. Mater. 2302484.DOI: 10.1002/adma.202302484https://doi.org/10.1002/adma.202302484
7. AM：受火箭启发的用于口服大分子递送的泡腾马达
口服给药是一种最方便的方式，患者对药物的依从性很好；但由于复杂的胃肠道屏障，要实现大多数大分子的理想生物利用度仍然是一个挑战。鉴于此，东南大学赵远锦、孙凌云及复旦大学商珞然等从火箭的结构和功能中得到启发，提出了一种新型的微型马达递送系统，该系统具有按比例缩小的火箭式结构和来自泡腾片的燃料，通过穿透肠道屏障实现高效的口服大分子药物递送。1）这些受火箭启发的泡腾式发动机（RIEMs）由尖锐的针尖和尾翼组成，前者用于装载货物和有效穿透，后者用于装载泡腾式粉末并避免穿孔。当暴露在水环境中时，泡腾片衍生的燃料的RIEMs会产生密集的二氧化碳气泡，推动自己高速移动。因此，具有尖锐尖端的RIEMs可以注射到周围的粘膜上，从而有效地释放药物。2）由于其尾翼的设计，在注射过程中可以有效地避免穿孔，保证了RIEMs在胃肠道活性递送中的安全性。基于这些优势，证明了RIEMs可以有效地移动并刺入肠道粘膜进行胰岛素递送，在调节糖尿病兔模型的血糖水平方面表现出功效。这些特点表明，该RIEMs具有多功能性，对临床口服大分子药物的输送有价值。
Cai, L., et al, Rocket-inspired effervescent motors for oral macromolecule delivery. Adv. Mater. 2210679.DOI: 10.1002/adma.202210679https://doi.org/10.1002/adma.202210679
8. AM：利用半导电聚合物纳米拮抗剂进行声学驱动的刺痛激活用于头颈部鳞状细胞癌的精确声学免疫治疗
免疫疗法为治疗头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）提供了新的机会；然而，其临床应用却因治疗效果不明显和免疫调节剂的"永远在线"药理活性而受到阻碍。精确时空激活抗肿瘤免疫的策略可以解决这些问题，但仍然具有挑战性。鉴于此，南京大学Xu Zhen、Xiqun Jiang、Xiang Wang等报道了一种具有原位超声激活免疫治疗作用的半导电聚合物纳米激动剂（SPNM），用于HNSCC的精确超声免疫治疗。1）SPNM是由一个声动力半导电聚合物核心与干扰素基因刺激剂（STING）激动剂（MSA-2）通过一个可裂解的单色氧连接体自组装而成。在声波照射下，SPNM产生的单态氧不仅可以消灭肿瘤细胞以引发免疫性细胞死亡，还可以通过二苯氧乙烯键的裂解释放出笼状的STING激动剂，从而在肿瘤区域内原位激活STING途径。2）这种由SPNM介导的声波驱动的STING激活促进了效应T细胞的浸润，并增强了全身性抗肿瘤免疫力，最终导致肿瘤生长的抑制和长期免疫记忆。因此，这项研究为癌症免疫治疗的精确时空激活提出了一个有希望的策略。
Jiang, J., et al, Sono-Driven Sting Activation Using Semiconducting Polymeric Nanoagonists For Precision Sono-Immunotherapy of Head And Neck Squamous Cell Carcinoma. Adv. Mater. 2300854.DOI: 10.1002/adma.202300854https://doi.org/10.1002/adma.202300854
9. AM：梯度阳离子空位使内外串联同质结成为可能：强大的局部内部电场和改良的基本位点促进 CO2 光还原
CO2的缓慢充电动力学和大活化能严重阻碍了CO2光还原的效率。缺陷工程是一种行之有效的策略，而常见的零维空位缺陷的功能总是局限于促进表面吸附。近日，中国地质大学黄洪伟教授，Fang Chen，华中农业大学Shengyao Wang报道了通过后蚀刻方法在Bi2WO6纳米片上形成了厚度为3~4nm的梯度钨空位层。1）钨空位层能够在梯度空位层内形成具有从外到内的强内部电场的内到外串联同质结，这为光电子从本体迁移到催化剂表面提供了强大的驱动力。同时，梯度W空位的引入改变了O和W原子周围的配位环境，导致催化剂表面的基本位点和CO2吸附模式从弱/强吸附（O位）到中等吸附（O和W位点），这最终降低了关键中间体*COOH的形成势垒，并促进了CO2的转化热力学。2）在没有任何助催化剂和牺牲试剂的情况下，W-空位Bi2WO6表现出出色的光催化CO2还原性能，CO生成率为30.62 µmol g-1 h-1，选择性为99%，是同类反应体系中最好的催化剂之一。该研究表明，梯度空位作为一种新型缺陷，在调节电荷动力学和催化反应热力学方面将显示出巨大的潜力。
Yinghui Wang, et al, Gradient cationic vacancies enabling inner-to-outer tandem homojunction: Strong local internal electric field and reformed basic sites boosting CO2 photoreduction, Adv. Mater. 2023DOI: 10.1002/adma.202302538https://doi.org/10.1002/adma.202302538
10. AM：多孔二维催化剂覆盖层提高光电化学水氧化性能
二维(2D)材料覆盖下的受限催化已成为在各种基本反应中实现高效催化剂的有前途的方法。近日，国家纳米科学中心Jian Ru Gong，Ting Tan报道了多孔覆盖结构旨在提高二维覆盖催化剂的界面电荷和传质动力学。1）催化性能的改善通过光电阳极上的光电化学氧化析出反应(OER)得到证实，光电阳极基于用覆盖有多孔石墨烯(pGr)单层的NiOx薄膜模型电催化剂改性的n-Si衬底。2）实验结果表明，与固有石墨烯覆盖层和无覆盖层对照样品相比，pGr覆盖层通过平衡光阳极和电解质界面处的电荷和传质来增强OER动力学。理论研究进一步证实，pGr覆盖层的孔隙边缘通过降低反应过电势来提高NiOx上活性位点的内在催化活性。3）此外，可以通过等离子体轰击轻松控制的优化孔允许OER中产生的氧分子通过而不会剥离pGr覆盖层，从而确保催化剂的结构稳定性。这项研究强调了多孔覆盖结构在二维覆盖催化剂中的重要作用，并为高性能催化剂的设计提供了新的见解。
Guancai Xie, et al, Porous 2D Catalyst Covers Improve Photoelectrochemical Water-oxidation Performance, Adv. Mater. 2023DOI: 10.1002/adma.202211008https://doi.org/10.1002/adma.202211008
11. AEM综述：应用于能源储存的磁性测量
如何提高储能能力是一个基本问题，它需要深入了解电极材料的电子结构、氧化还原过程和结构演变。现在这些棘手的问题通常涉及自旋轨道、与自旋有关的电子配置等，这些问题无法用传统的测试技术进行探测。考虑到自旋和磁性能之间的密切联系，利用电子自旋作为探针，磁性测量使得从自旋和磁性的角度分析能量储存过程成为可能。由于表征自旋特性的能力和与储能领域的高度兼容性，磁性测量被证明是促进储能进展的有力工具。鉴于此，北京大学侯仰龙、青岛大学李强等介绍了磁性测量在碱金属离子电池研究中的几个典型应用。1）强调了磁特性和电子结构之间的密切联系，这与电极材料的电化学性能有关。2）讨论了目前磁性测量的挑战和加强储能系统分析的前景。
Li, X., Zhang, L., Liu, H., Li, Q. and Hou, Y. (2023), Magnetic Measurements Applied to Energy Storage. Adv. Energy Mater. 2300927.DOI: 10.1002/aenm.202300927https://doi.org/10.1002/aenm.202300927
12. ACS Nano：Au4Cu4的尺寸增长：从增加成核到表面配位
原子精确金属纳米团簇的尺寸转换是阐明结构-性质相关性的基础。近日，安徽大学Manzhou Zhu，Haizhu Yu，Shan Jin等通过实验和密度泛函理论计算对铜盐 (CuCl) 诱导的[Au4Cu4(Dppm)2(SAdm)5]+（缩写为 [Au4Cu4S5]+）到 [Au4Cu6(Dppm)2(SAdm)4Cl3]+（缩写为 [Au4Cu6S4Cl3]+) (SAdmH = 1-金刚烷硫醇，Dppm = 双-(二苯基膦)甲烷)团簇的尺寸转换进行了研究。1）[Au4Cu4S5]+ 采用具有表面空腔的有缺陷的五角双锥核结构，可以很容易地填充空间位阻较小的 CuCl 和 CuSCy（即核生长）（HSCy = 环己硫醇），但难以填充体积庞大的 CuSAdm。只要形成 Au4Cu5 框架，就很容易发生配体交换或尺寸增长。然而，由于紧凑的五角双锥核心结构，后一种生长模式仅发生在表面配位的 [Au4Cu6(Dppm)2(SAdm)4Cl3]+ 结构中（即表面配位尺寸增长）。2）密度泛函理论 (DFT) 计算的初步机理研究表明，整体转化是通过 CuCl 添加、内核互变异构化、Cl 迁移、第二次 [CuCl] 添加和 [CuCl]-[CuSR] 交换步骤发生的。3）[Au4Cu6(Dppm)2(SAdm)4Cl3]+合金纳米团簇表现出聚集诱导发光 (AIE)，在固态下的绝对发光量子产率为 18.01%。该工作阐明了由 Cu(I) 诱导的 Au-Cu 合金纳米团簇的结构转变，有助于建立金属离子诱导的金属纳米团簇尺寸转换的知识库。
Zidong Lin, et al. Size Growth of Au4Cu4: From Increased Nucleation to Surface Capping. ACS Nano, 2023DOI: 10.1021/acsnano.2c01238https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.3c01238
