1. Science Advances：电化学微流控装置中碳纳米管的电场辅助阴离子π催化
由于通用催化、涌现特性和可编程设备的前景，控制与外部电场反应期间电荷迁移的愿景很有吸引力。在这里，日内瓦大学Stefan Matile通过阴离子-π催化来探索这个想法，即芳香族表面阴离子过渡态的稳定。1）通过芳香族体系的极化来活化催化剂是最有效的。这种极化是由电场引起的。2）研究人员使用电化学微流体反应器来极化多壁碳纳米管作为阴离子π催化剂显得至关重要。这些反应器可以在足够低的电压下提供高场，以防止电子转移，提供有意义的有效催化剂/底物比率，并避免额外电解质的干扰。3）在这些条件下，芘界面环氧化物开醚环化的速率在正电压下与电压呈线性相关，在负电压下可忽略不计。虽然电微流体被设想用于氧化还原化学，但研究结果表明，它们在超分子有机催化中的应用具有在最广泛意义上使有机合成非共价带电的潜力。
M. Ángeles Gutiérrez López, et al, Electric field–assisted anion-π catalysis on carbon nanotubes in electrochemical microfluidic devices, Sci. Adv. 9 (41), eadj5502.DOI: 10.1126/sciadv.adj5502https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adj5502
2. Science Advances：纳米层状高熵合金的理想塑性和形状记忆
了解元素成分、纳米片层微观结构和机械性能之间的关系可以实现高熵合金 (HEA) 的合理设计。在这里，新加坡科技研究局Yong-Wei Zhang，香港大学David J. Srolovitz，田纳西大学Peter K. Liaw构建了具有交替的高铝浓度层和低铝浓度层的纳米层状 AlxCoCuFeNi HEA，并结合分子动力学模拟和密度泛函理论计算来探索其机械性能。1）研究结果表明，具有纳米层状结构的 HEA 在单轴拉伸载荷下表现出理想的塑性行为，这是在均质 HEA 中未观察到的特征。2）这种显著的理想塑性归因于高铝浓度层中与位错成核和传播相结合的相变的独特变形机制以及低铝浓度层的限制和滑移阻挡效应。3）出乎意料的是，这种理想的塑性在卸载时是完全可逆的，从而产生显着的形状记忆效应。研究工作强调了纳米层状结构在控制 HEA 机械和功能特性方面的重要性，并为功能和结构应用的 HEA 设计提供了一条令人着迷的途径。
Shuai Chen, et al, Ideal plasticity and shape memory of nanolamellar high-entropy alloys, Sci. Adv. 9 (41), eadi5817.DOI: 10.1126/sciadv.adi5817https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adi5817
3. Science Advances：纳米纤维嵌入仿生强湿摩擦表面
坚固且可逆的湿式附件对于医学工程和可穿戴电子产品非常重要。虽然界面纳米厚液桥的超强毛细作用产生了树蛙强大的湿摩擦力，但其不稳定的纳米液体特性对进一步增强湿摩擦力提出了挑战。在这里，北京航空航天大学Huawei Chen报道了在中国蟋蟀身上发现了独特的分层微纳米纤维柱，其表现出强大的湿摩擦力，比树蛙的大块柱高约 3.8 倍。1）通过引入覆盖薄膜的纳米纤维柱阵列（NFPF），与块体柱相比，柱的分离位置从后侧切换到前侧，表明界面接触应力从压缩转移到拉伸。这大大降低了界面分离应力，形成更稳定、更大的纳米液体桥。2）具有界面液体自分裂和接触应力的 NFPF 阵列进一步保护了这种界面应力转移，以确保约 1.9 倍的摩擦增强。3）最后，研究人员建立了理论，并验证了可穿戴电子产品的应用。
Yurun Guo, et al, Nanofiber embedded bioinspired strong wet friction surface, Sci. Adv. 9 (41), eadi4843.DOI: 10.1126/sciadv.adi4843https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adi4843
4. Nature Commun.：用于长寿命钠金属电池的硅酸钠钐固体电解质的电化学诱导结晶-非晶化转变
利用具有高离子电导率、良好界面相容性以及与电极共形接触的固体电解质（SE）材料对于固态钠金属电池（SSB）至关重要。在这里，吉林大学Fei Du，Shiyu Yao，北京高压科学研究中心Mingxue Tang，剑桥大学Ziheng Lu报道了一种结晶Na5SmSi4O12 SE，其具有2.9×10−3 S cm−1的高室温离子电导率和0.15 eV的低活化能。1）研究人员采用Na5SmSi4O12的全固态对称电池在0.15 mAh cm−2电流下具有超过800小时的出色循环寿命，并且具有1.4 mA cm−2的高临界电流密度。2）如此优异的电化学性能归因于在钠的重复沉积和剥离过程中电化学诱导的原位结晶到非晶（CTA）转变从界面传播到本体，从而导致更快的离子传输和优异的界面性能。3）令人印象深刻的是，Na|Na5SmSi4O12|Na3V2(PO4)3钠金属电池在4000次循环（6个月）内实现了卓越的循环性能，且没有容量损失。这些结果不仅表明Na5SmSi4O12是一种有前途的SE，而且还强调了CTA转变作为实现持久SSB的有前途机制的潜力。
Sun, G., Lou, C., Yi, B. et al. Electrochemically induced crystalline-to-amorphization transformation in sodium samarium silicate solid electrolyte for long-lasting sodium metal batteries. Nat Commun 14, 6501 (2023).DOI：10.1038/s41467-023-42308-0https://doi.org/10.1038/s41467-023-42308-0
5. Nature Commun.：通过加热升级回收鱼鳞用于隐写术和罗丹明 B 吸附应用
随着人口的增加和资源的有限，提高可持续性的一个潜在途径是增加废物材料的再利用。通过重新审视废物，可以在以前探索的材料中发现有趣的特性和多功能性。尽管对生物相容性鱼鳞进行了多年的研究，但对这种丰富废料的荧光特性的研究仍然有限。近日，新加坡国立大学Chorng Haur Sow，Sharon Xiaodai Lim报道了胶原蛋白的受控变性和缺陷的引入可以作为一种手段来改变这些鱼鳞废物的荧光特性，同时为污染物去除提供更多的吸附位点。1）研究人员将多功能鱼鳞转变为天然的隐写材料，用于在宏观和微观水平上传输文本和图像，并在短时间内（10 分钟）有效去除罗丹明 B 污染物（去除 91%）。研究工作让我们得以一睹天然材料中工程缺陷诱导荧光的领域，并具有作为生物相容性荧光探针的潜力，同时鼓励在其他被忽视的废物资源中建立多维适用性。
Sow, M.M.G., Zhang, Z., Sow, C.H. et al. Upcycling fish scales through heating for steganography and Rhodamine B adsorption application. Nat Commun 14, 6508 (2023).DOI：10.1038/s41467-023-42080-1https://doi.org/10.1038/s41467-023-42080-1
6. Nature Commun.：用于压电元件的快速、多功能静电圆盘微印刷
纳米颗粒、薄膜和图案是三种关键的压电元件，在传感、驱动、催化和能量收集领域有着广泛的应用。这些功能元件的高生产率和大面积制造仍然是一个重大挑战，更不用说控制它们在各种基板上的结构和特征尺寸。在这里，香港科技大学Zhengbao Yang报道了一种快速且多功能的静电圆盘微印刷，通过触发油墨的液-气界面的不稳定性来实现。1）印刷工艺可以制造锆钛酸铅独立式纳米颗粒、薄膜和微图案。所制造的锆钛酸铅薄膜表现出560pmV−1的高压应变常数，比现有技术高一到两倍。2）多路尖端喷射模式和大的逐层沉积面积可以转化为高达109 μm3 s−1的沉积速度，比当前技术快一个数量级。3）打印多样化的功能材料，从介电陶瓷和金属纳米颗粒的悬浮液，到绝缘聚合物，再到生物分子的溶液，展示了静电圆盘微印刷在电子、生物技术等领域的巨大潜力。
Li, X., Zhang, Z., Peng, Z. et al. Fast and versatile electrostatic disc microprinting for piezoelectric elements. Nat Commun 14, 6488 (2023).DOI：10.1038/s41467-023-42159-9https://doi.org/10.1038/s41467-023-42159-9
7. Angew：含有具有电子陷阱活性的分离 π-共轭单元的聚合物光催化剂可有效地自然光驱动的细菌灭活
开发高效、不含金属的自然光下细菌灭活光催化剂是光催化抗菌领域的一大挑战。在这里，清华大学朱永法教授，江苏大学Weidong Shi，大阪医科大学Ming Chen发展了一种酸化溶剂-热法，将一个非共轭乙二胺链段插入到3，4，9，10-二茂铁的共轭平面上，生成了含有分离的π共轭单元的光催化剂(EDAPTCDA)。1）在自然光下，EDA-PTCDA对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀灭率分别为99.9%(60min和45min)，是自然光抗菌报道中最高的。2）表面电位和激发电荷密度的差异证实了EDAPTCDA非共轭片段的内置电子陷阱效应的可能性，从而形成了高度活跃的EDA-PTDA/细菌界面。3）此外，EDA-PTCDA对正常组织细胞的毒性和损伤可以忽略不计。该催化剂为自然光条件下的光催化抗菌提供了新的契机。
Xiaojie Wu, et al, Polymer Photocatalysts Containing Segregated π-Conjugation Units with Electron-Trap Activity for Efficient Natural-light-driven Bacterial Inactivation, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202313787DOI: 10.1002/anie.202313787https://doi.org/10.1002/anie.202313787
8. Angew：愈创木酚作为有机超氧化物歧化酶模拟物用于抗老化钌基富锂层状氧化物正极
使用氧氧化还原和过渡金属氧化还原的高容量富锂层状氧化物由于在氧氧化还原过程中晶格氧从其结构中逃逸以及随后的电解质被活性氧物质分解而遭受结构不稳定的困扰。在此，蔚山国立科技大学Hyun-Kon Song，Hyun-Wook Lee，韩国电子技术研究所Chihyun Hwang通过使用有机超氧化物歧化酶模拟物作为均质电解质添加剂，拯救了基于 4d 过渡金属的富锂层状氧化物。1）愈创木酚在其甲氧基和羟基的部分负氧上吸收超氧化锂后，通过歧化或歧化将两个超氧化物分子转化为过氧化物和分子氧，从而清除超氧自由基。2）此外，愈创木酚分解形成薄而稳定的阴极电解质界面（CEI）层，赋予阴极界面稳定性。
Jeongin Lee, et al, Guaiacol as an Organic Superoxide Dismutase Mimics for Antiageing a Ru-based Li-rich Layered Oxide Cathode, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202312928DOI: 10.1002/anie.202312928https://doi.org/10.1002/anie.202312928
9. Angew：Se空穴Ag掺杂InSe电催化还原CO2制备乙醇
通过电催化还原CO2的方式将CO2转化为乙醇受到人们的广泛关注，但是电催化还原CO2常用的Cu催化剂通常难以在大电流密度维持制备乙醇。有鉴于此，中国科学技术大学熊宇杰、安徽师范大学盛天、吴正翠等报道通过修饰Se空穴的Ag+掺杂InSe纳米片使用膜电解槽进行电催化还原CO2。1）基于实验表征和理论计算，发现Ag+掺杂能够调控InSe的电子结构，并且形成多种催化活性位点，实现了生成关键中间体物种，以及通过中间体转化为乙醇。这种催化剂能够在膜电解槽和大电流密度进行电催化，催化剂通过Ag向Se电子转移的方式稳定In2+。2）将CO2电化学还原与OER反应耦合，在3.0 V工作的膜电解槽器件的乙醇法拉第效率达到68.7 %，乙醇的部分电流密度达到186.6 mA cm-2，电化学器件整体制备乙醇的能量效率达到26.1 %。这项工作有助于设计催化剂从而在大电流密度电催化还原CO2制备乙醇。
Xiangyu Wang, et al, Ag+‐Doped InSe Nanosheets for Membrane Electrode Assembly Electrolyzer toward Large‐Current Electroreduction of CO2 to Ethanol, Angew. Chem. Int. Ed. 2023DOI: 10.1002/anie.202313646https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202313646
10. AEM：离子液体改性乙醚电解质提高高压锂金属电池快速充电能力
鉴于与锂金属阳极的高度兼容性，乙醚电解质已在锂金属电池中得到了广泛应用。不幸的是，它们在高压锂金属电池中的应用受到了有限电化学窗口的阻碍。在本研究中，通过形成富含阴离子的溶剂化鞘，复旦大学王永刚、波士顿学院Junwei Lucas Bao、昆明理工大学Zeng Xiaoyuan、Yuan Shouyi开发了用于具有侵蚀性高压阴极的锂金属电池的在N-甲基-N-丙基哌啶双（三氟甲磺酰基）酰亚胺（PP13TFSI）：二甲醚（DME）（"font-family: 微软雅黑, sans-serif; border: 1pt none windowtext; padding: 0cm; font-weight: normal;">）混合物中含有1M双（氟磺酰基）亚胺锂（FSI）和0.3M LiNO3的稀释醚电解质（Li盐浓度<1.5m）。1) 与高浓度电解质相比，该设计通过添加离子液体促进了阴离子富集溶剂化鞘的形成。进一步的理论计算表明，第一溶剂化鞘中FSI−和NO3−阴离子的存在削弱了DME溶剂的去溶剂化能量，表明在电极界面处有更快的去溶剂过程。2) 因此，所设计的电解质能够使Li||LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2（NCM811）全电池在10 C的高速率下长期循环超过1000次。此外，即使在有限负容量与正容量（N/P）比为1的情况下，它也能在5 C的高速下实现100次循环的长循环寿命。
Kai Ding, et al. Boosting Fast-Charging Capability of High-Voltage Li Metal Batteries with Ionic Liquid Modified Ethereal Electrolyte. Adv. Energy Mater. 2023DOI: 10.1002/aenm.202302443https://doi.org/10.1002/aenm.202302443
11. Nano Letters：KI 辅助形成用于高性能钾离子电池正极的纺锤状普鲁士白纳米颗粒
普鲁士白（PW）由于其低成本和高理论容量而被认为是一种有前途的钾离子电池（KIB）正极材料。然而，PW的高含水量和结构缺陷以及严格的合成条件导致其循环性能不理想、比容量低，阻碍了其实际应用。近日，俄勒冈州立大学纪秀磊，南京师范大学Xiaosi Zhou在不提供惰性气氛的情况下，以MIL-88B(Fe)为自模板，KI为还原剂，成功制备了高K含量的纺锤状PW。1）结构中高钾含量、低空位和含水量保证了显着的比容量和稳定的循环性能。此外，纺锤状分级多孔结构的构建可以显着加速钾离子的传输，从而大大提高倍率性能。2）合成的纺锤状PW正极具有优异的可逆容量（124.2 mAh g−1）、相当大的工作电压（3.32 V）、出色的倍率性能（500 mA g−1 时为82.7 mAh g−1）和出色的循环性能性能（500 次循环后容量保持率为 89.2%）。当用商业石墨构建全电池时，它提供了 216.7 Wh kg−1 的高比能，进一步证明了 KIB 在实际应用中的巨大潜力。
An Li, et al, KI-Assisted Formation of Spindle-like Prussian White Nanoparticles for High-Performance Potassium-Ion Battery Cathodes, Nano Lett., 2023DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c03558https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c03558
12. ACS Nano：具有抗肿瘤活性的单分散AuCuPt合金纳米酶的设计和机制研究
消除肿瘤的自适应性氧化还原演变有望能够改善治疗效果。有鉴于此，中国科学院长春应化所林君研究员、哈尔滨工程大学杨飘萍教授和盖世丽教授设计了一种三金属合金纳米酶AuCuPt-PpIX（ACPP），可以模拟多达5种天然酶的活性，包括葡萄糖氧化酶(GOD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)。1）基于这些模拟酶特性，实验构建的ACPP纳米酶不仅可以通过一系列的酶级联反应破坏肿瘤中已建立的氧化还原稳态，而且可以实现相关酶底物的循环再生。研究者也通过密度泛函理论(DFT)计算上解释了多金属掺杂的协同作用和酶催化机制。研究表明，Cu和Pt位点的掺杂有利于反应物分子的吸附、活化和解离，而Au位点的掺杂则有利于反应物分子的解吸，进而能够通过协同作用显著提高催化效率。2）此外，ACPP纳米酶还可以通过诱导脂质过氧化(LPO)和抑制GPX4活性来改善原卟啉(PpIX)介导的声动力治疗(SDT)的效果，从而实现多模态协同治疗。综上所述，该研究能够为利用多金属合金纳米酶治疗具有自适应特性的肿瘤细胞提供一个典型的范例。
Jing Liu. et al. Design and Mechanism Insight of Monodispersed AuCuPt Alloy Nanozyme with Antitumor Activity. ACS Nano. 2023DOI: 10.1021/acsnano.3c06833https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c06833
