1. Joule：通过空穴传输双层实现高效、稳定和完全印刷的碳电极钙钛矿太阳能电池
可印刷平面碳电极作为钙钛矿太阳能电池（PSC）的背面触点，有望取代热蒸发金属。然而，碳电极PSC（c-PSC）的功率转换效率（PCE）明显落后于其金属电极对应物。在这里，埃尔朗根-纽伦堡大学Christoph J. Brabec、Tian Du提出了一种空穴传输双层（HTbL）结构，以同时提高c-PSC的填充因子和开路电压。
本文要点：
1) HTbL是通过在钙钛矿和碳之间顺序地刮涂两种有机半导体来制备的，外部HTL增强了对碳的空穴提取，而内部HTL减轻了钙钛矿表面复合。因此，带有HTbL的全印刷c-PSC的PCE（19.2%）优于带有单个HTL的c-PSC（17.3%）。
2) 此外，该c-PSC在1个太阳、65°c的老化测试（ISOS-L-2I）中可以稳定运行2500小时，并且具有可忽略不计的PCE下降，从而验证了其作为一种极具成本效益的光伏技术的潜力。
Tian Du, et al. Efficient, stable, and fully printed carbon-electrode perovskite solar cells enabled by hole-transporting bilayers. Joule 2023
DOI: 10.1016/j.joule.2023.06.005
https://doi.org/10.1016/j.joule.2023.06.005
2. Joule：利用太阳能和黑暗持续发电
对物联网（IoT）传感器等离网电子设备的供电需求刺激了对环境能量转换为电力的广泛研究。然而，当光伏系统不再运行时，尤其是在夜间提供可持续供电仍是一项挑战。近日，新加坡国立大学Wang Qing、Qiu Chengwei利用太阳能和黑暗持续发电。
本文要点：
1) 作者报道了一种低成本的连续发电机，在石墨烯作为双功能太阳能吸收器和辐射冷却器的帮助下，通过无充电热再生电化学循环（TREC）将昼夜温度变化转化为电能。
2) 相对于卡诺效率，这种含有亚铁氰化锂和磷酸铁锂的TREC系统可以实现19.91%的热电效率，这几乎是无充电TREC最高效率的五倍，其最大功率密度也超过了无充电TREC的十倍。此外，作者通过实验性屋顶演示证明其在白天和晚上的自我供电能力，与其他夜间热电发电机相比，其功率密度大大提高。
Hang Zhang, et al. Continuous electricity generation from solar heat and darkness. Joule 2023
DOI:10.1016/j.joule.2023.06.009
https://doi.org/10.1016/j.joule.2023.06.009
3. Joule：玫瑰花瓣效应模拟界面实现安培级无膜水电解
为了最大限度地提高产品纯度，无膜水电解槽消除了膜或隔膜的使用及其相应的不利问题。在这里，南京理工大学Li Qiang、Liu Dong通过利用玫瑰花瓣效应模拟（RPEM）设计策略成功地解决了该问题。
本文要点：
1) 作者通过交替使用防水和水粘合的构建块来模拟大自然，使获得的RPEM电极处于润湿状态，这有助于实现有效的无气泡析气反应。RPEM电极在4.2 A cm−2的电流密度下的无气泡HER，比任何已知的无气泡电极的电流密度大一个数量级。
2) 在此基础上，作者进一步构建了RPEM电解槽，并且在1 A cm−2的电流密度下实现无膜水电解，同时具有61.5%的电解效率和0.003%的氢交叉，这显著优于最先进的无膜电解槽。
Kai Deng, et al. Ampere-level membrane-less water electrolysis enabled by rose-petal-effect-mimetic interface. Joule 2023
DOI：10.1016/j.joule.2023.06.010
https://doi.org/10.1016/j.joule.2023.06.010
4. JACS：通过超分子工程操纵氨基酸组装体的压电响应性能
分子结构的变化显著影响生物分子组件的电子和超分子结构，导致压电响应的显著改变。然而，分子构建块化学、晶体堆积和定量力-电响应之间的关系仍不完全清楚。重庆大学吉维、蔡开勇和特拉维夫大学Ehud Gazit系统地探索了通过超分子工程放大氨基酸基组装体压电性的可能性。
本文要点：
1）研究发现，乙酰化氨基酸中侧链的简单变化会导致超分子排列的极化增加，从而显著增强其压电响应。
2）此外，与大多数天然氨基酸组装体相比，乙酰化的化学修饰增加了最大压电张量。乙酰化色氨酸（L-AcW）组件的预测最大压电应变张量和电压常数分别达到47 pm V–1和1719 mV m/N，与常用的无机材料（如摩擦酸铋晶体）相当。
3）研究进一步制造了一种基于L-AcW晶体的压电功率纳米发生器，该发生器在机械压力下可产生超过1.4V的高且稳定的开路电压，并且首次基于氨基酸的压电纳米发生器的功率输出实现了发光二极管（LED）的照明行为。
Yuehui Wang, et al. Manipulating the Piezoelectric Response of Amino Acid-Based Assemblies by Supramolecular Engineering. JACS. 2023
DOI：10.1021/jacs.3c02993
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c02993
5. EES：可扩展制造耐用、可定制和可回收的多功能编织热电纺织品系统
个人体温调节和可穿戴热电设备的废热收集在减少能源消耗以实现最终碳中和方面发挥着重要作用。尽管其取得了一定进展，但在大规模制造应用方面仍极具挑战性。在此，中国科学院Li Guodong、Zhang Ting、Zhang Kun报道了一种简单的可扩展策略，即通过将无机TE柱直接编织到编织织物中来制造大面积（1550 cm2）、耐用、可清洗、皮肤舒适并可穿戴的热电织物（TET）。
本文要点：
1) 在~34℃的微风环境下，通过TET的系统热和电气设计，该织物显示出~11.8 K的快速稳定体表冷却效果和~553.7 W/m2的冷却能力，并且可以通过太阳能辐照度来持续供电，从而实现净能耗为零。
2) 此外，它可以在25 K的温差下产生6.13 W/m2的功率密度。当其在佩戴场景中，它在15 K的自建温差下可以稳定地为手机供电，这优于最先进的可穿戴TE设备和其他设备。
Yuanyuan Jing, et al. Scalable manufacturing durable, tailorable and recyclable multifunctional woven thermoelectric textile system. EES 2023
DOI: 10.1039/D3EE01031G
https://doi.org/10.1039/D3EE01031G
6. AM综述：晶圆级二维半导体过渡金属二硫属化物的可控合成和精确掺杂
二维（2D）半导体过渡金属二硫化物（TMDCs）具有原子级薄厚度、无悬挂键表面、灵活的能带结构和与硅兼容的特性，使它们成为后摩尔时代构建最先进场效应晶体管的最有前途的通道之一。然而，现有的二维半导体TMDCs在电子学的实际应用中存在一些问题，无法满足行业标准，这是因为它们的结晶尺寸较小，并且缺乏有效的方法来调节固有的物理特性。因此，制备和掺杂具有晶圆尺寸的二维半导体TMDCs单晶非常关键。近日，武汉大学Jianping Shi，Hui Li等系统地总结了二维半导体TMDCs多晶和单晶薄膜晶圆生长的最新进展。
本文要点：
1）作者总结了通过基底设计实现二维TMDCs的区域取向控制和单向排列的二维岛屿的无缝拼接。
2）此外，作者还讨论了对二维半导体TMDCs进行准确均匀掺杂的方法以及其对电子器件性能的影响。
3）最后，作者强调了提高TMDCs电子器件性能所面临的主要挑战，并提出了进一步的发展方向。
该综述为二维半导体TMDCs的高性能器件应用提供了系统且深入的总结。
Xiaohui Li, et al. Controlled Synthesis and Accurate Doping of Wafer-Scale Two-Dimensional Semiconducting Transition Metal Dichalcogenides. Adv. Mater., 2023
DOI: 10.1002/adma.202305115
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202305115
7. AM：基于耐疲劳导电聚合物水凝胶涂层的机械柔性生物电子界面
由于具有独特的电化学和机械性能，导电聚合物水凝胶已被广泛用作传统金属电极的涂层，可提供机械柔顺的界面并减轻异物反应。然而，这些水凝胶涂层的长期生存能力受到了长期电接口过程中重复体积膨胀/收缩引起的疲劳裂纹扩展和/或分层问题的阻碍。近期，南方科技大学刘吉提出了一种通用而可靠的方法，通过在水凝胶和金属基底之间的界面上设计纳米晶畴，可在传统金属生物电极上实现耐疲劳导电聚合物水凝胶涂层。
本文要点：
1）我们选择了聚乙烯醇（PVA）水凝胶作为模型材料体系，其可较容易地形成晶度可调的纳米构造。首先，作者通过浸涂现在固体基质上形成低晶度水凝胶，然后该涂层被空气干燥可显著增加晶度，同时，PVA和固体基质之间的亲和力也会增加。进一步的退火过程则可以在有序纳米晶畴和固体基质间形成氢键，进而进一步产生具有强大粘附力的界面。
2）作者证明了这种坚固、生物相容、抗疲劳的导电水凝胶涂层在心脏起搏中的功效，展示了其有效降低起搏阈值电压和增强电刺激长期可靠性的能力。因此，该方法可作为下一代无缝生物电子接口的设计思路和制造策略。
Yu Xue, et al. Mechanically-compliant Bioelectronic Interfaces through Fatigue-resistant Conducting Polymer Hydrogel Coating. Advanced Materials. 2023
DOI：10.1002/adma.202304095
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202304095
8. Biomaterials：核壳纳米尺度配位聚合物共递送三种协同化学治疗剂以治疗胰腺癌
由亚叶酸、5-氟尿嘧啶、伊立替康和奥沙利铂组成的联合化疗方案FOLFIRINOX是晚期癌症患者的一线治疗方案，但由于副作用严重，大多数患者仍然禁止使用这一方案。芝加哥大学林文斌报道了一种核-壳纳米配位聚合物（NCP）纳米粒子（OGS），可共递送奥沙利铂、吉西他滨和SN38的强效协同组合，以治疗胰腺癌症。
本文要点：
1）OGS含有FOLFIRINOX的关键协同成分，具有可控的药物比例、血液循环中的颗粒稳定性以及药物在酸性肿瘤环境中的富集能力。
2）在体外，OGS表现出优于游离药物组合的细胞毒性，并表现出强大的细胞毒性协同作用。在体内，OGS改善了药物循环，增加了肿瘤富集，并在皮下和原位胰腺肿瘤模型中表现出优于游离药物组合的抗肿瘤疗效。
3）OGS治疗实现了高达75–91%的肿瘤生长抑制，并将小鼠生存期延长了1.6至2.8倍，同时最大限度地减少了中性粒细胞减少症、肝毒性和肾毒性等全身毒性。这项工作揭示了一种新型临床相关的纳米医学策略，可以为难以治疗的癌症提供协同联合化疗方案。
Xiaomin Jiang, et al. Co-delivery of three synergistic chemotherapeutics in a core-shell nanoscale coordination polymer for the treatment of pancreatic cancer. Biomaterials. 2023
DOI：10.1016/j.biomaterials.2023.122235
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961223002430
9. AEM：用于高压锂金属电池的准局域高浓度电解质
较差的锂金属相容性和电解质氧化稳定性阻碍了用于高压锂金属电池的酯基电解质发展。清华大学张强、四川大学Zhang Yun提出了一种准局域高浓度电解质（q-LHCE），即通过用溶剂化能力较弱的氟化类似物（氟碳酸亚乙酯（FEC）、2，2，2-三氟乙基甲基碳酸酯（FEMC））部分取代传统LiPF6基碳酸电解质中的溶剂。
本文要点：
1) q-LHCE能够形成富含阴离子的溶剂化鞘，其功能类似于LHCE。作者通过使用这种优化的电解质，在阴极和阳极上都实现了无机主导的固体电解质界面，从而导致均匀的Li沉积，进而抑制了电解质分解和阴极劣化。因此，含有q-LHCE的Li|LiCoO2电池可以在4.5 V下稳定循环运行，并同时限制锂的消耗。
2) 在4.5V下的安培小时级石墨|LiCoO2软包电池和在5.0V下具有优异容量保持特性的Li|LiNi0.5Mn1.5O4电池进一步验证了q-LHCE的有效性。对老式碳酸盐电解质的改进有助于实现高压电池系统。
Wenlong Cai, et al. Quasi-Localized High-Concentration Electrolytes for High-Voltage Lithium Metal Batteries. Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202301396
https://doi.org/10.1002/aenm.202301396
10. AEM：用于智能医疗保健的自供电、自感知下肢系统
在人工智能物联网（AIoT）时代，可穿戴设备在智能医疗领域得到广泛发展。
近日，西南交通大学Zutao Zhang，Yajia Pan提出了一种用于智能医疗保健的自供电、自感知下肢系统（SS-LS），具有负能量收集和动作捕捉功能。
本文要点：
1）SS-LS通过半波电磁发生器(HW-EMG)实现自我维持，该发生器以较低的收获成本恢复行走时产生的负功。此外，系统的运动捕捉功能是通过基于二进制码的三通道摩擦纳米发电机（TC-TENG）实现的，可以准确检测膝关节旋转的角度和方向。
2）台架测试实验表明，HW-EMG的平均输出功率为11.2mW，足以为无线传感器供电。TC-TENG的三通道电压信号与二进制信号吻合良好，可以精确检测旋转的角度和方向。此外，基于LSTM深度学习模型，SS-LS的识别准确率达到99.68%，运动检测准确率达到99.96%。
3）研究人员还进行了帕金森病和跌倒检测演示以及三种训练模式（坐站、平衡和步行训练）的监测，展现了出色的传感能力。SS-LS在运动康复医学领域具有广阔的应用前景，可以为智慧医疗的发展做出贡献。
Lingji Kong, et al, A Self-Powered and Self-Sensing Lower-Limb System for Smart Healthcare, Adv. Energy Mater. 2023, 2301254
DOI: 10.1002/aenm.202301254
https://doi.org/10.1002/aenm.202301254
11. AEM：通过 RuFe 双金属合金的杂原子系综效应优化中间吸附增强硝酸盐电还原制氨
电化学硝酸盐还原反应(NO3RR)是一种在环境条件下去除硝酸盐和合成NH3的有前途的方法。作为一个复杂的八电子/九质子转移过程，其性能在很大程度上依赖于反应中间体在催化剂表面的吸附能力，这是由活性位点的几何和电子构型决定的。在这项工作中，苏州大学晏成林教授，Mengfan Wang故意在RuFe双金属合金上触发杂原子系综效应，以优化NO3RR的中间吸附。
本文要点：
1）在-1.4 V上实现了创纪录的118.8 mg h−1 mg−1 NH3产率和92.2%的高法拉第效率，位居最先进水平。
2）实验和计算结果表明，诱导的杂原子系综效应的几何和电子特性起着至关重要的作用。
3）Ru和Fe在整个费米能级中都显示出连续状态，表明高电子密度有利于整个NO3RR。因此，同时实现了NO3-的促进吸附、关键中间体的有效稳定以及NH3的及时解吸，从而显着促进NO3-直接还原为NH3。
Xinying Zhao, et al, Optimizing Intermediate Adsorption via Heteroatom Ensemble Effect over RuFe Bimetallic Alloy for Enhanced Nitrate Electroreduction to Ammonia, Adv. Energy Mater. 2023, 2301409
DOI: 10.1002/aenm.202301409
https://doi.org/10.1002/aenm.202301409
12. Nano Letters：首个可介导细胞-细胞通信和活化免疫-化疗的抗体基金属酶
人工金属酶（ArMs）在生命科学中越来越受到重视。然而，目前的ArMs用于疾病治疗的开发仍处于初级阶段，大大限制了此类材料的治疗发展。中科院长春应化所曲晓刚利用IgG的Fc区和生物正交化学构建了一种抗体工程化的ArM，这赋予了ArM操纵细胞-细胞通信和生物正交催化肿瘤免疫和化疗的能力。
本文要点：
1）为了设计这种ArM，免疫球蛋白G（IgG-Fc）的Fc区域被用作支架，以锚定作为催化中心的Pd复合物（命名为Fc-Pd）。而在Fc-Pd ArM上设计的DBCO基团可以通过代谢糖工程在癌症细胞表面进行选择性修饰，催化肿瘤化疗前药的生物正交活化以实现化疗。
2）细胞表面修饰的Fc-Pd-ArM的Fc片段能够通过识别NK细胞表面的CD16，激活免疫治疗的抗体依赖性细胞介导的细胞毒性（ADCC）效应，即介导癌症细胞和NK细胞之间的通信以激活ADCC效应用于免疫治疗。
3）ArM中的金属Pd催化中心可以催化5Fu前药的生物正交激活，从而联合化疗和免疫治疗。体内抗肿瘤应用表明，ArM不仅可以消除原发性肿瘤，还可以抑制肿瘤的肺转移。
4）这是首个能够操纵细胞-细胞通信用于免疫疗法和生物正交催化的人工金属酶的例子，为设计ArM和生物正交应用提供了新的见解。
Zhengwei Liu, et al. An Antibody Engineered Metalloenzyme for Mediating Cell–Cell Communication and Activation of Immuno- and Chemotherapy. Nano Letters. 2023
DOI：10.1021/acs.nanolett.3c01186
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.3c01186
