1. Nature Commun.：用于长循环全固态锂电池的氯氧化物非晶固体电解质系列
固体电解质对于确保全固态电池提高安全性、长循环性和不同温度下的可行性至关重要。在此，西安大略大学孙学良院士，Tsun-Kong Sham报道了一个新的非晶固体电解质系列，xLi2O-MCly（M = Ta 或 Hf，0.8 ≤ x ≤ 2，y = 5 或 4）。1）xLi2O-MCly非晶固体电解质在25℃下可以实现高达6.6×10−3S cm−1的理想离子电导率，这是所有报道的非晶固体电解质中最高值之一，可与流行的晶体电解质相媲美。2）xLi2O-MCly 无定形 SE 的混合阴离子结构模型已得到很好的建立，并与离子电导率相关。研究发现，xLi2O-MCly非晶固体电解质中具有丰富末端氯的氧连接阴离子网络对于锂离子的快速传导起着重要作用。3）更重要的是，使用非晶固体电解质的全固态电池在25℃和-10℃下均表现出优异的电化学性能。使用xLi2O-TaCl5非晶固体电解质的全固态电池在400 mA g−1下可实现长循环寿命（充放电超过2400次），展示了氯氧化物非晶固体电解质的广阔应用前景。
Zhang, S., Zhao, F., Chen, J. et al. A family of oxychloride amorphous solid electrolytes for long-cycling all-solid-state lithium batteries. Nat Commun 14, 3780 (2023).DOI：10.1038/s41467-023-39197-8https://doi.org/10.1038/s41467-023-39197-8
2. Nature Commun.：由矢量洛伦兹力驱动的超紧凑单纳米线变形夹具，用于灵巧的机器人操作
超紧凑、柔软的成对夹具，能够快速大幅度多维操纵，广泛用于微型物体的高精度操纵、组装和处理。在这项工作中，南京大学Linwei Yu，Zongguang Liu展示了此类机器人结构的最简单构造，其通过单纳米线变形成形并由几何定制的洛伦兹矢量力驱动。1）这是通过将超长和超薄硅纳米线可设计地折叠生长成单个和嵌套的欧米茄环结构来实现的，然后将其悬挂在电极框架上并涂上银金属层，以沿着几何形状定制的路径承载通过的电流。2）在磁场内，夹具可以由洛伦兹力驱动，以展示对微型物体的快速大振幅抓取、拍打和扭转，以及高频甚至共振振动，以克服微型尺度的粘性范德华力用于可靠地释放所携带的有效载荷。3）通过成对的夹具协作，还成功完成了相互对准、精确传递和选择性发光二极管单元测试和安装的更复杂和功能性的团队合作。这种单纳米线变形策略提供了一个理想的平台，可以快速设计、构建和原型化各种先进的超紧凑纳米机器人、机械传感和生物操纵功能。
Yan, J., Zhang, Y., Liu, Z. et al. Ultracompact single-nanowire-morphed grippers driven by vectorial Lorentz forces for dexterous robotic manipulations. Nat Commun 14, 3786 (2023).DOI：10.1038/s41467-023-39524-zhttps://doi.org/10.1038/s41467-023-39524-z
3. Nature Commun.：将亲氧稀土单原子嵌入铂纳米团簇中以实现高效的氢电氧化
设计具有高催化活性和 CO 耐受性的 Pt 基电催化剂具有挑战性，但对于碱性氢氧化反应来说是非常理想的。在此，中国石油大学（青岛）Wei Xing报道了一系列单原子镧系元素（La、Ce、Pr、Nd 和 Lu）嵌入的超小 Pt 纳米团簇的设计，用于基于蒸气填充和金属的空间限制还原/生长的高效碱性氢电氧化催化物种。1）机理研究表明，Pt纳米团簇中的亲氧单原子镧系元素可以作为选择性OH-吸附的路易斯酸位点，并调节中间体在Pt位点上的结合强度，从而通过加速结合来促进氢气氧化和CO氧化的动力学OH− 和 *H/*CO 在动力学和热力学方面的优势，使电催化剂的质量活性比商业 Pt/C 高出 14.3 倍，并增强了 CO 耐受性。这项工作可能会为基于金属纳米团簇的能量转换电催化剂的设计提供线索。
Wang, X., Tong, Y., Feng, W. et al. Embedding oxophilic rare-earth single atom in platinum nanoclusters for efficient hydrogen electro-oxidation. Nat Commun 14, 3767 (2023).DOI：10.1038/s41467-023-39475-5https://doi.org/10.1038/s41467-023-39475-5
4. Nature Commun.：金属盐蒸发诱导生长高折射率多面 Pt-Bi 合金纳米粒子的形成机制
具有高折射率面的纳米粒子很有趣，因为这样的面可以赋予结构有用的功能，包括增强的催化性能和广泛的光学可调性。通过与外来挥发性金属的合金化-脱合金过程，无配体固态合成高折射率面纳米粒子，由于其材料通用性和高产率而具有吸引力。然而，外来原子在稳定高指数晶面方面的作用以及包括粗化和晶面调节过程在内的转变的动态性质仍然知之甚少。在此，美国西北大学Vinayak P. Dravid，Chad A. Mirkin，Xiaobing Hu通过气池透射电子显微镜原位研究了 Pt 盐向球形种子再向四六面体的转化。1）合金化和脱合金过程的动态行为，包括纳米颗粒的粗化和随后的晶面调节阶段，以纳米级空间分辨率实时捕获。2）基于使用原子探针断层扫描和密度泛函理论计算获得的其他直接证据，揭示了合金化-脱合金过程的潜在机制，这将有助于对高指数小面纳米颗粒合成进行更广泛的探索。
Koo, K., Shen, B., Baik, SI. et al. Formation mechanism of high-index faceted Pt-Bi alloy nanoparticles by evaporation-induced growth from metal salts. Nat Commun 14, 3790 (2023).DOI：10.1038/s41467-023-39458-6https://doi.org/10.1038/s41467-023-39458-6
5. Nature Commun.：用于发光太阳能聚光器的具有接近一致量子产率的 I-III-VI2 Ag(In,Ga)S2 胶体纳米晶体的相干异质外延生长
胶体 Ag(In,Ga)S2 纳米晶体 (AIGS NC) 的带隙可通过其尺寸和成分在可见光范围内调节，引起了人们的极大兴趣。AIGS NC 的高吸收截面和窄发射线宽使其非常适合应对更广泛的光子应用中无镉 NC 的挑战。然而，迄今为止，AIGS NC 的光致发光量子产率（PL QY）表现得相对平淡，这主要是因为相干异质外延尚未实现。在这里，成均馆大学Wan Ki Bae，芝加哥大学Jun Hyuk Chang，首尔国立科学技术大学Hyung-Jun Song报道了AIGS-AgGaS2 (AIGS-AGS) 核壳 NC 的异质外延，在几乎整个可见光范围（460 至 620 nm）内具有近乎一致的 PL QY，并且具有增强的光化学稳定性。1)AIGS-AGS NC 成功生长的关键是使用 Ag-S-Ga(OA)2 复合物，它补充了不同成分的均质 AIGS 核和均匀 AGS 壳生长的阳离子之间的反应性。AIGS 和 AGS 之间的异质外延形成 I 型异质结，该异质结有效地将电荷载流子限制在发射核心内，而没有光学活性界面缺陷。2)与最先进的无重金属 NC 相比，AIGS-AGS NC 表现出更高的消光系数和更窄的光谱线宽，促使它们立即用于显示器和发光太阳能聚光器 (LSC) 等实际应用中。
Lee, H.J., Im, S., Jung, D. et al. Coherent heteroepitaxial growth of I-III-VI2 Ag(In,Ga)S2 colloidal nanocrystals with near-unity quantum yield for use in luminescent solar concentrators. Nat Commun 14, 3779 (2023).DOI：10.1038/s41467-023-39509-yhttps://doi.org/10.1038/s41467-023-39509-y
6. NSR：具有超高压电性能的可伸缩聚合物复合材料
承受大变形的柔性压电材料在柔性电子学中起着至关重要的作用。高压电系数的铁电陶瓷本身就是脆性的，而极性聚合物表现出低的压电系数。近日，清华大学Yang Shen，南策文院士，伍仑贡大学Shujun Zhang报道了一种由铁电陶瓷骨架、弹性体基和弛豫铁电基混合体作为介电过渡层组成的高度可拉伸/可压缩的压电复合材料。1）复合材料在50%的压缩应变下表现出250皮米/伏特的巨压电系数，65%的高机电耦合系数keff，3mRyl的超低声阻抗和高的循环稳定性。2）这种优异的柔性和压电性能归功于陶瓷骨架形成的电极化和机械载荷传递路径，以及介电过渡层缓解了陶瓷填料与弹性体基质之间的介电失配。3）这些聚合物复合材料的超高压电性能和卓越的柔韧性的协同融合有望推动柔性智能电子产品的新兴应用。
Tongxiang Tang, et al, Stretchable polymer composites with ultrahigh piezoelectric performance, NSR, 2023DOI: 10.1093/nsr/nwad177/7205303https://academic.oup.com/nsr/advancearticle/doi/10.1093/nsr/nwad177/7205303
7. EES：中空结构ZnIn2S4诱导的有效界面电子转移延长了热电子的寿命
热电子通过声子-声子散射产生的光热效应对于改善光催化析氢的缓慢动力学至关重要。然而，快速弛豫动力学导致热电子具有较短的寿命，从而导致低的能量利用效率。天津大学于涛、日本国立材料科学研究所Ye Jinhua、北京航空航天大学张俊英开发了一种软模板法来合成具有表面S空位的中空结构ZnIn2S4，该方法具有调节界面原子电子积累/消耗的能力，并可以加强与NiCo2S4的界面相互作用。1) 在中空结构的ZnIn2S4中，多次光散射带来的光生电子增量可以与界面电子转移产生协同作用，从而在NiCo2S4表面积累光生电子。此后，NiCo2S4中产生的高浓度光生电子随后通过LSPR效应被激发成热电子，从而持续补充本征激发的热电子并延长其寿命。2) 因此，有效补充的光热效应大大改善了光催化析氢的缓慢动力学，将其表观活化能从49.6kJ·mol-1降低到32.2kJ·mol-1，NiCo2S4/ZnIn2S4光催化剂在可见光和近红外光照射下的析氢率为19654.0μmol g-1 h-1。该工作为调节热电子寿命以实现太阳能的有效利用提供了一个新视角。
Yuchen Guo, et al. Efficient Interfacial Electrons Transfer Induced by Hollow-Structured ZnIn2S4 Extending Hot Electrons Lifetimes. EES 2023https://doi.org/10.1039/D3EE01522J
8. ACS Nano：利用多功能纳米酶调节促炎斑块微环境和缓解动脉粥样硬化
动脉粥样硬化斑块内的持续性炎症是导致斑块易损和破裂的重要因素。斑块的促炎微环境具有单核细胞募集增加、氧化应激和凋亡细胞清除受损等特征，其在持续性炎症和阻碍其消退等方面会发挥关键作用。因此，靶向和消除斑块微环境中的促炎特征有望成为恢复炎症消退和减缓动脉粥样硬化进展的新方法。虽然纳米疗法在靶向个体促炎特征等方面取得了一系列重要进展，但如何开发可以同时解决多种促炎特征的有效治疗策略仍然是一项严峻的挑战。有鉴于此，南京大学顾宁院士和东南大学张宇教授开发了一种基于普鲁士蓝的多功能纳米酶（PBNZ@PP-Man），其可以同时靶向和消除斑块微环境中的多种促炎因子。1）研究者阐明了PBNZ@PPMan的抗动脉粥样硬化机制。实验结果表明，PBNZ@PP-Man具有在动脉粥样硬化斑块内积累的能力，并能有效地消除多种促炎因子，从而实现炎症消退。研究发现，PBNZ@PP-Man能够抑制单核细胞募集和清除活性氧，并增强胞葬作用。2）与仅消除斑块中的单一危险因素的方法相比，PBNZ@PP-Man能够在调节促炎斑块微环境和减轻动脉粥样硬化等方面表现出更强的功效，以显著增强巨噬细胞的炎症消退能力，并有效减轻动脉粥样硬化。综上所述，该研究证明了调节促炎斑块微环境有望作为对抗动脉粥样硬化炎症的重要补充策略。
Hongliang He. et al. Design of a Multifunctional Nanozyme for Resolving the Proinflammatory Plaque Microenvironment and Attenuating Atherosclerosis. ACS Nano. 2023DOI: 10.1021/acsnano.3c01420https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsnano.3c01420
9. ACS Nano：具有定向键和受控柔性的柔性胶体分子
胶体分子是模拟真实分子的理想模型系统，可以作为柔性智能材料自下而上自组装的多功能构建块。虽然大多数胶体分子都是刚性物体，但胶体接头的发展使得赋予它们构象灵活性成为可能。然而，它们不受限制的运动范围并不能捕获真实分子典型的有限运动和键方向性。在这项工作中，莱顿大学Daniela J. Kraft通过将球形颗粒组装到用互补的表面移动 DNA 功能化的立方体上，创建了具有原位可控运动范围和键方向性的柔性胶体分子。1）通过改变球体与立方体的尺寸比，获得了具有不同配位数的胶体分子，并发现它们具有高于临界尺寸比的受限运动范围。通过理论和模拟，表明粒子形状与多价键一起为立方体表面上的球体运动创造了有效的自由能景观。2）研究人员量化了立方体表面上球体的限制以及改变面的概率。研究发现温度可以用作额外的控制参数，以在完全灵活性和受限灵活性之间就地切换。这些具有温度切换运动范围的柔性胶体分子可用于研究定向但柔性键在确定其自组装和相行为方面的效果，并可用作微型机器人和智能材料中的结构单元。
Yogesh Shelke, et al, Flexible Colloidal Molecules with Directional Bonds and Controlled Flexibility, ACS Nano, 2023DOI: 10.1021/acsnano.3c00751https://doi.org/10.1021/acsnano.3c00751
10. ACS Nano：基于无油墨、无标签磁体阿基米德的细胞组装编程
组织工程对控制细胞在特定材料和结构中的分布提出了很高的要求。在3D打印和光刻等以墨水为基础的生物打印中，细胞与墨水空间定向相关；一种墨水适用的条件很难适用于其他墨水，这增加了其普及化的障碍。基于磁阿基米德效应(MagArch)的策略可以直接调节细胞的运动，而不需要推动墨水。在顺磁介质中，细胞由于其与生俱来的抗磁性而被排斥在高磁强区，这与衬底性质无关。然而，由于其精度、复杂性和吞吐量受到磁场分布的限制，Mag-Arch尚未发展成为一种强大的生物打印策略。通过控制介质中顺磁性试剂的浓度和磁体之间的间隙，这决定了磁体的细胞排斥范围，浙江大学医学院Tanchen Ren，Jian’an Wang，浙江大学Yang Zhu同时创建了100多微米尺度的相同组件，形成具有单个/多个细胞类型的设计图案(如字母表)。1）Mag-Arch方便地建立了用于细胞迁移和免疫细胞黏附研究的细胞模式模型。作为概念验证，在有盖的微流体通道内建立了肿瘤/内皮细胞共培养模型，以模拟在癌症病理环境中剪切应力下的上皮间充质转化(EMT)，这为在有限的空间中构建多种类型的细胞提供了一种潜在的解决方案，而不需要任何预修改。2）总体而言， Mag-Arch图案为细胞的生物制造和生物杂交组装提供了一种替代策略，其特点是生物材料具有受控的分布和组织，可广泛应用于组织工程、再生医学和细胞生物学研究。
Tanchen Ren, et al, Programing Cell Assembly via Ink-Free, LabelFree Magneto-Archimedes Based Strategy, ACS Nano, 2023DOI: 10.1021/acsnano.2c10704https://doi.org/10.1021/acsnano.2c10704
11. ACS Nano：嵌段共聚物中金属渗透的可逆形态锁定
由于嵌段共聚物能够自组装成特征尺寸在几纳米及以上的有序纳米结构，因此可用于纳米制造和图案转移。近日，麻省理工学院Caroline A. Ross报道了金属前驱体的酸性溶液中的金属渗入到聚苯乙烯-b-P2VP嵌段共聚物的聚2-乙烯基吡啶(P2VP)微区中，减少了随后的溶剂退火过程中对溶剂蒸汽的吸收，锁定了自组装微区的形态。1）随着金属前驱体[PtCl4]2−和盐酸浓度的增加，加入到P2VP中的金属(这里是铂)的量增加，达到每吡啶单位0.83铂原子。然后用KOH+乙二胺四乙酸二钠(Na2EDTA)络合溶液渗出金属，恢复溶剂吸收并解锁形态。2）金属渗入和形态锁定的可逆性在多步退火过程中得到证实，这一点在Fe和Pt中都得到了证实。嵌段共聚物微域形态的可逆锁定和解锁通过允许在后续工艺步骤中固定形态来扩展其在纳米制造工艺中的用途。
Mingchao Ma, et al, Reversible Morphology Locking via Metal Infiltration in a Block Copolymer, ACS Nano, 2023DOI: 10.1021/acsnano.3c00723https://doi.org/10.1021/acsnano.3c00723
12. ACS Nano：一种合成选择性产生活性氧的流体单原子电极的通用策略
通过N配位工程微调催化金属中心的几何和电子结构，为O2的电催化转化为单重态氧(1O2)提供了有效的设计方案。在这里，东华大学Yanbiao Liu开发了一种通用的配位调制策略来合成用于将O2选择性电催化活化为1O2的流体单原子电极。1）以单铬原子体系为例，由于Cr−N4位的微妙工程，电催化氧活化可获得大于98%的氧选择性。理论模拟和实验结果都表明，O2在Cr−N4位上的“端对上”吸附降低了O2的总活化能垒，并促进了Cr−OH键的断裂形成·OHO中间体。2）此外，与间歇式反应器(k=0.019 min−1)相比，层状电极结构的流过构型(k=0.019 min−1)赋予了对流强化的传质和更好的电荷传递。3）在实际应用中，Cr−N4/Mxene电催化体系对富电子微污染物(如磺胺甲恶唑、双酚A和磺胺二甲胺)具有很高的选择性。流体电极的直通式设计实现了与分子微环境的协同作用，从而能够选择性地电催化产生氧气，这可以用于多种方式，包括环境污染的处理。
Limin Jin, et al, A General Strategy to Synthesize Fluidic Single Atom Electrodes for Selective Reactive Oxygen Species Production, ACS Nano, 2023DOI: 10.1021/acsnano.3c04521https://doi.org/10.1021/acsnano.3c04521
