1. Nature Commun.：用于神经杂化构筑块的偶氮苯基光电晶体管
利用光与物质的相互作用来实现先进的光响应多模式平台是设计光电突触设备等仿生系统的一种新兴策略。然而，现有的神经光电器件依赖于混合材料的复杂加工，这些材料通常不具备生物界面所需的特性，例如生物相容性和低杨氏模量。最近，有机光电化学晶体管（OPECT）为多模态器件铺平了道路，这些器件可以更好地与受益于共轭聚合物特性的生物系统耦合。神经混合 OPECT 可以设计为以最佳方式连接神经元系统，同时类似于典型的可塑性驱动过程，以在神经元和神经形态末端之间创建更复杂的集成架构。在这里，德国尤里希研究中心Francesca Santoro，意大利理工学院Ottavia Bettucci合成了一种创新的光可切换 PEDOT:PSS 并成功集成到 OPECT 中。1）OPECT 设备使用基于偶氮苯的有机神经混合构件来模拟视网膜的结构，表现出模拟视觉通路的能力。2）此外，通过双重操作具有光电功能的装置，实现了忠实模仿突触神经功能（例如短期和长期可塑性）的光依赖性调节和消光过程。
Corrado, F., Bruno, U., Prato, M. et al. Azobenzene-based optoelectronic transistors for neurohybrid building blocks. Nat Commun 14, 6760 (2023).DOI：10.1038/s41467-023-41083-2https://doi.org/10.1038/s41467-023-41083-2
2. JACS：一种用于高压金属锂电池的半隔离单一溶剂电解液
金属锂电池与高电压富镍正极相结合，有望满足日益增长的高能量密度需求。然而，侵略性的电极化学对所使用的电解液提出了终极要求。在所研究的各种优化电解液中，局域高浓度电解液(LHCE)对锂金属负极具有良好的可逆性。然而，由于它们由热和电化学不稳定的溶剂组成，它们在高温和高截止电压下的稳定性较差。在这里，清华大学深圳国际研究生院周光敏，成会明院士报告了一种半隔离的单一溶剂电解质来构建典型的LHCE溶剂化结构，使用一种双功能溶剂具有显着改善的稳定性。1）设计的电解液在两个电极上都表现出了极好的稳定性，抑制了锂树枝晶的生长、相变、微裂纹和过渡金属的溶解。2）使用该电解液的Li||Ni0.8Co0.1Mn0.1O2电池在−20~60°C的宽温度范围内稳定工作，在4.7 V下第100次循环后容量保持率高达95.6%，180次循环后仍保持初始容量的80%。这种新的电解液为未来的电解液工程和安全的高压LMB开辟了一条新的道路。
Zhihong Piao, et al, A Semisolvated Sole-Solvent Electrolyte for High-Voltage Lithium Metal Batteries, J. Am. Chem. Soc., 2023 DOI: 10.1021/jacs.3c08733https://doi.org/10.1021/jacs.3c08733
3. Joule：用于光催化全解水的金属硫族化合物
受自然光合作用的启发，光催化全解水（OWS）提供了一种可再生且可扩展的方式来产生绿色氢气的太阳能燃料。近日，中国科学院大连化学物理研究所Zhang Fuxiang、信州大学Kazunari Domen对用于光催化全解水的金属硫族化合物进行了综述研究。1) 为了构建这种高效的系统，所使用的光催化剂具有在宽光谱区域利用太阳光的能力是先决条件。金属硫族化物是一种窄带隙半导体，具有可调谐的带隙结构和突出的光电子性质。然而，光腐蚀和缓慢的电荷转移动力学仍然是目前的挑战。为了解决这些问题，该综述旨在全面说明这一领域的最新进展。2) 此外，在分析光催化OWS系统和金属硫族化物的基础上，作者阐述了一系列驱动OWS的方法，以及禁止光腐蚀和提高电荷载流子利用率的各种策略。还讨论了用金属硫族化物构建高效OWS系统的未来前景和挑战。
Shanshan Chen, et al. Particulate metal chalcogenides for photocatalytic Z-scheme overall water splitting. Joule 2023DOI: 10.1016/j.joule.2023.10.004https://doi.org/10.1016/j.joule.2023.10.004
4. Joule：通过改善光采集和纳米级微观结构增强全小分子有机太阳能电池的稳定性
对于全小分子有机太阳能电池（SMOSC）来说，在活性层中实现具有适当纳米畴的双连续形态极具挑战性，这是其功率转换效率（PCE）和相关稳定性指标仍然落后于体异质结（BHJ）聚合物太阳能电池（PSC）的主要原因。近日，武汉大学Sun Rui、Min Jie通过改善光采集和纳米级微观结构增强全小分子有机太阳能电池的稳定性。 1)不对称受体L8-S9的加入拓宽了吸收光谱，增强了主体受体的分子堆积，同时改变了BHJ的微观结构，抑制了主体共混物的非孪晶重组和形态演变。2) 因此，与二元器件相比，三元共混物具有18.10%的优异PCE。此外，三元系统在一次阳光操作下可以保持80%的初始效率长达约1000小时。Yuan Gao, et al. All-small-molecule organic solar cells with 18.1% efficiency and enhanced stability enabled by improving light harvesting and nanoscale microstructure. Joule 2023DOI: 10.1016/j.joule.2023.10.006https://doi.org/10.1016/j.joule.2023.10.006
5. Joule：高效钙钛矿/CuInSe2薄膜串联太阳能电池
尽管基于机械堆叠薄膜的串联太阳能电池易于制造且没有电流匹配约束，但电损耗和光学损耗仍然限制了这种串联器件中宽带隙钙钛矿半透明太阳能电池的性能。在这里，新加坡国立大学Hou Yi、瑞士联邦材料科学与技术实验室Fu Fan提出了新的电学和光学增强方法，以最大限度地提高钙钛矿电池的性能。1) 作者介绍了新的电学和光学技术，通过使用甲基二碘二铵并调整光学干涉光谱，使得半透明钙钛矿电池的效率高达20.2%，平均近红外透射率为81.5%。2) 当与CIS底部电池配对时，串联效率达到29.9%。此外，这些串联电池每天可提供接近2000 Wh/cm2的电量，并在±30°纬度范围内具有竞争力的电力成本，从3到5$/KWh不等。
Haoming Liang, et al. 29.9%-efficient, commercially viable perovskite/CuInSe2 thin-film tandem solar cells. Joule 2023DOI: 10.1016/j.joule.2023.10.007https://doi.org/10.1016/j.joule.2023.10.007
6. Angew综述：基于二氰基亚甲基-4H-吡喃支架的可激活型多功能荧光和化学发光染料
大连理工大学彭孝军院士和梨花女子大学Juyoung Yoon对基于二氰基亚甲基-4H-吡喃支架的可激活型多功能荧光和化学发光染料相关研究进行了综述。1）具有近红外发射的可激活型荧光和化学发光染料在生物成像、分子前体药物和光学诊疗药物等领域中发挥着不可或缺的作用。作为最受欢迎的荧光团支架之一，二氰基亚甲基-4H-吡喃支架凭借其高光稳定性、大斯托克斯位移、可观的双光子吸收截面和结构可修饰性被广泛用于制备多种可激活的光学染料，以实现对分析物的检测和对疾病的诊断及治疗。2）作者在文中综述了可激活的二氰基亚甲基-4H-吡喃染料的分子设计策略、识别机制及其在体内外的生物应用，特别是在肿瘤的诊断和治疗方面；最后，作者也对该领域研究目前存在的不足和未来的发展前景进行了总结和展望。
Haidong Li. et al. Chemiluminescent Dyes based on Dicyanomethylene-4H-pyran Scaffold: From Design to Imaging and Theranostics. Angewandte Chemie International Edition. 2023DOI: 10.1002/anie.202311764 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202311764
7. Angew：可见光激活的非共价钉合的H+/Cl-离子通道用于靶向抗癌治疗
刺激响应型人工H+/Cl-离子通道能够特异性地干扰癌细胞内的离子稳态，从而能够为实现具有高选择性的肿瘤治疗提供一个新的途径。有鉴于此，厦门大学任长亮教授构建了一系列新型非共价钉合的自组装人工通道，该通道可被生物相容型442 nm可见光所激活，以实现H+/Cl-的穿膜共转运，其对H+/Cl-的转运选择性可达到6.0。1）对笼化的C4F-L进行10 min光照后，其可恢复90%的离子转运效率，从而使其对人结直肠癌细胞的细胞毒性增强10.5倍(IC50 = 8.5 μM)。2）研究发现，H+/Cl-通道介导的癌细胞死亡机制主要包括caspase 9凋亡通路的激活以及自噬过程的破坏。实验结果表明，在没有光照射的情况下，浓度为200 μM的C4F-L对正常肠道细胞的毒性极低。
Qishuo Zhong. et al. Non-Covalently Stapled H+/Cl- Ion Channels Activatable by Visible Light for Targeted Anticancer Therapy. Angewandte Chemie International Edition. 2023DOI: 10.1002/anie.202314666https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202314666
8. Angew综述：有机小分子电催化剂用于燃料生产
近年来，杂环有机化合物已经被广泛研究，作为分子电催化剂，用于与能源的转化和储存相关的反应。这些分子电催化剂可作为传统金属材料和金属络合物的替代品，用于水氧化、产氢和二氧化碳还原等重要反应。最近，瑞典乌普萨拉大学Haining Tian等总结了这些分子电催化剂的设计、催化活性以及它们在太阳能燃料生产方面的应用。 1）首先，作者阐述了与金属络合物相比，有机小分子作为电催化剂具有的优势。有机小分子具有更可调的结构和纯有机成分。这些有机分子由轻元素如碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）和硫（S）组成，已经显示出在电催化水氧化、氢气生产和CO2还原等反应中具有巨大的潜力。2）然后，作者概述了有机分子催化剂在与燃料生产相关的水氧化、氢气生成和CO2还原反应中的发展。作者还概述了一些不同反应中代表性催化剂的机理。3）最后，作者讨论了有机小分子电催化剂用于燃料生产中仍然存在一些的挑战和机遇。
Carlos Torres-Méndez, et al. Small Organic Molecular Electrocatalysts for Fuels Production. Angew. Chem., Int. Et., 2023DOI: 10.1002/anie.202312879https://doi.org/10.1002/anie.202312879
9. ACS Nano：用于太阳能转换和存储的高效双功能光电集成阴极
与传统的隔离聚氯乙烯电池系统相比，集成光电电池是一种紧凑和节能的太阳能直接转换和存储形式。然而，将高效的捕光和电化学储能结合到单一材料中是一个巨大的挑战。近日，上海理工大学窦世学院士，Peng Qin以原位生长在PbPA骨架上的CsPbBr3为基础，探索了一种双功能PbPbBr3(PbPA-PbBr3)固体电池正极材料。1）具体地说，CsPbBr3纳米晶在阳光下产生电子−空穴对，空穴有助于放电的PbPA对锂的脱附，电子通过氧还原参与阴极界面膜的形成。2）得到的固态光电锂-金属电池的光电转换效率达到0.72%，在相同的照明条件下表现优于其他系统。因此，合理的阴极设计及其在集成固态电池中的应用为太阳能的利用提供了一条有效的途径。
Jun Pan, et al, Efficient Bifunctional Photoelectric Integrated Cathode for Solar Energy Conversion and Storage, ACS Nano, 2023DOI: 10.1021/acsnano.3c06096https://doi.org/10.1021/acsnano.3c06096
10. ACS Nano：局部机制控制纳米填料-水凝胶复合材料的整体增强
水凝胶由嵌入水中的稀疏网络组成。它们的高含水量使这些材料在食品科学、化妆品和生物工程中具有多种用途，但低弹性和弱机械性能会限制它们的应用范围。近日，麻省理工学院Ippolyti Dellatolas，Irmgard Bischofberger揭示了具有吸引力的纳米填料-水凝胶复合材料的强力增强机制。1）通过测量含有填料纳米粒子的水凝胶的线性粘弹性特性，研究发现，当填料-水凝胶相互作用有吸引力时，纳米填料的体积分数出乎意料地低，可以实现模量的显着增加。2）使用三维数值模拟，研究人员确定了增强的一般微观机制，这对于不同成分和浓度并含有不同尺寸的纳米填料的水凝胶基质是常见的。吸引相互作用导致纳米填料周围的凝胶密度局部增加。3）有效填料由纳米填料及其周围的致密区域组成，组装成渗透网络，限制凝胶位移并增强整个系统的应力耦合。当应力变得强耦合时，会引起复合材料的整体增强。这种仅依赖于有吸引力的填料与基体相互作用的物理增强机制，为将低纳米填料分数与增强的机械强度相结合的多功能复合材料提供了设计策略。
Ippolyti Dellatolas, et al, Local Mechanism Governs Global Reinforcement of Nanofiller-Hydrogel Composites, ACS Nano，2023https://doi.org/10.1021/acsnano.3c00716
