1. Science Advances：由设计者聚羟基脂肪酸酯制成的弹性体 vitrimer，具有可回收性和生物降解性交联弹性体是可拉伸材料，通常不可回收或不可生物降解。中链长度聚羟基脂肪酸酯 (mcl-PHA) 柔软且具有延展性，使这些生物基聚合物成为可生物降解弹性体的良好候选者。弹性通常由交联网络结构赋予，共价适应性网络已成为通过动态共价键的触发重排制备可回收热固性材料的解决方案。在这里，国家可再生能源实验室Gregg T. Beckham，科罗拉多州立大学Eugene Y.-X. Chen通过在生物产生的 mcl-PHA 中化学安装共价适应性网络来开发可生物降解和可回收的弹性体。1）具体来说，使用恶臭假单胞菌的工程菌株来生产含有悬垂末端烯烃的 mcl-PHA，作为后功能化的化学把手。硫醇-烯化学被用来合并硼酸酯 (BE) 交联，产生基于 PHA 的玻璃体。2）mcl-PHA 以低密度（<6 摩尔%）与 BE 交联，提供柔软的弹性体材料，具有热再加工性、生物降解性和使用寿命结束时的去网络性。其机械性能显示出其在粘合剂、可生物降解的软机器人和电子产品等领域的应用潜力。
Robin M. Cywar, et al, Elastomeric vitrimers from designer polyhydroxyalkanoates with recyclability and biodegradability, Sci. Adv. 9 (47), eadi1735.DOI: 10.1126/sciadv.adi1735https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adi17352. Science Advances：用于制造坚韧滑环固体聚合物电解质的应变诱导结晶和相分离可穿戴设备的应用对机械坚固的聚合物电解质的需求不断增加。杨氏模量和断裂能是描述电解质机械可靠性的重要参数。前者对于抑制充放电时的短路起着至关重要的作用，而后者则表示裂纹扩展的阻力。然而，高杨氏模量的聚合物电解质通常很脆。在这项研究中，东京大学Kohzo Ito，Kei Hashimoto基于应变诱导结晶（SIC）和相分离，设计了一种坚韧的滑环固体聚合物电解质（SR-SPE），突破了刚度和韧性之间的这种权衡。1） SIC 使材料非常坚韧（断裂能量为每立方米 80 至 100 兆焦耳）。聚合物中的相分离增强了刚度（杨氏模量，10 至 70 兆帕）。2）相分离和 SIC 的综合作用使 SR-SPE 坚韧且坚硬，而这些机制不会损害离子电导率。这种 SIC 策略可以与其他增韧机制相结合来设计坚韧的聚合物凝胶材料。
Kei Hashimoto, et al, Strain-induced crystallization and phase separation used for fabricating a tough and stiff slide-ring solid polymer electrolyte, Sci. Adv. 9 (47), eadi8505.DOI: 10.1126/sciadv.adi8505https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adi85053. Science Advances：2LiXGaF3 中电荷聚集诱导的快离子传导：电解质设计策略2LiX-GaF3（X = Cl、Br、I）电解质为固态电池提供了有利的特性：机械柔韧性和高电导率。然而，了解 2LiX-GaF3 中快离子传输的起源一直具有挑战性。近日，佛罗里达州立大学Yan-Yan Hu，三星高级技术学院 (SAIT) Sung-Kyun Jung报道了2LiCl-GaF3 (3.20 mS/cm) > 2LiBr-GaF3 (0.84 mS/cm) > 2LiI-GaF3 (0.03 mS/cm) 的离子电导率顺序与二元 LiCl (10−12 S/cm) < LiBr (10−10 S/cm) < LiI (10−7 S/cm)。 1）利用多核 7 Li、71Ga、19F 固态核磁共振和密度泛函理论模拟，研究人员发现 Ga(F,X)n 聚阴离子通过电荷聚集削弱 Li+ -X− 相互作用，从而促进 Li+ 离子传输。2）与 2LiCl-GaF3 相比，在 2LiBr-GaF3 和 2LiIGaF3 中，Ga-X 配位随着 F 参与的减少而减少。这些见解将为基于电荷聚集的电解质设计提供信息，适用于各种离子导体。该策略可有效生产高导电性多价阳离子导体，如 Ca2+ 和 Mg2+，因为蛋白质中羧酸盐的电荷聚集会减少它们与 Ca2+ 和 Mg2+ 的结合。
Sawankumar V. Patel, et al, Charge-clustering induced fast ion conduction in 2LiXGaF3: A strategy for electrolyte design, Sci. Adv. 9 (47), eadj9930. DOI: 10.1126/sciadv.adj9930DOI: 10.1126/sciadv.adj9930https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adj99304. EES：选择性蚀刻掉高反应性（002）锌面实现高效水性锌金属电池由于其高安全性、高容量、环境友好性和低廉的价格，水性锌金属电池在促进未来全球电气化方面极具应用前景。然而，锌（Zn）在水性电解质中的高反应性导致枝晶生长，进而导致锌的稳定性差和可逆性差，极大地限制了AZMBs的实际应用。近日，中南大学Chang Zhi、Pan Anqiang、南京大学周豪慎通过选择性蚀刻掉普通锌箔中的反应性（002）Zn面，可以有效钝化锌金属，从而抑制树枝状Zn和水诱导副产物的形成，最终显著提高锌金属的稳定性和可逆性。1) 在4500次循环期间，即使在10mA cm-2的侵蚀条件下，蚀刻Zn的平均库仑效率（CE）也提高到99.94%的水平。基于蚀刻Zn的NH4V4O10//Zn软包电池具有317.3mAh g-1的高比容量，即使在350次循环后仍保持85.2%的容量。2) 作者还实现了更实用的0.124 Ah NH4V4O10//Zn软包电池，其在80次循环后具有高91.23%的容量保持率。该工作为提高锌金属的稳定性和可逆性带来新的见解，并加速AZMB的商业化。
Dongming Xu, et al. Selectively Etching-off Highly Reactive (002) Zn Facet Enable Highly Efficient Aqueous Zinc-metal Batteries. EES 2023https://doi.org/10.1039/D3EE02522E
5. Angew：同步消除过量的光不稳定 PbI2 和界面能带失配，实现高效稳定的钙钛矿太阳能电池
消除钙钛矿薄膜中过量碘化铅（PbI2）带来的光不稳定性以及减少钙钛矿层与异质界面之间的能量失配是两步顺序沉积法制备钙钛矿太阳能电池（PVSC）中亟待解决的问题。这里，南昌大学陈义旺教授，Licheng Tan采用1乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐（EMIMBF4）将多余的PbI2转化为更坚固的一维EMIMPbI3，可以承受晶格应变，同时在SnO2/钙钛矿界面形成界面偶极层，以重新配置界面能带结构并加速电荷提取。1）未封装的 PVSC 器件获得了 24.28% 的冠军效率和最高的开路电压 (1.19 V) 之一。2）此外，未封装的器件表现出显着提高的热稳定性、增强的环境稳定性和显着的运行稳定性，并且在连续照明下最大功率点跟踪时保持 85% 的原始效率超过 1500 小时。
Jiacheng He, et al, Synchronous Elimination of Excess Photoinstable PbI2 and Interfacial Band Mismatch for Efficient and Stable Perovskite Solar Cells, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202315233DOI: 10.1002/anie.202315233https://doi.org/10.1002/anie.202315233
6. Angew：将金属配合物锚定在 Au25 纳米团簇上以增强光耦合电催化 CO2 还原
具有离散能级的原子精确金纳米团簇(NC)可用作减少二氧化碳的光敏剂。然而，Au NC的紧密配体封端阻碍了CO2在其活性位点上的吸附。在这里，日内瓦大学Thomas Bürgi通过配体交换反应（LER）将硫醇官能化的三联吡啶金属配合物（金属配合物，金属=Ru、Ni、Fe、Co）锚定在Au NC上，获得了一种新型杂化材料。1）将Ru和Ni配合物锚定在Au25 NC（Au25-Ru和Au25-Ni）上，可实现高选择性的光耦合电催化CO2还原(PECR)中CO2到CO的充分转化，CO的法拉第效率(FECO)超过90%在广泛的潜在范围内，显着的活性（CO生产率比原始Au25PET18高出两倍）和极高的周转频率（TOF，Au25-Ru在-0.97 V时为63012 h-1）。 2）此外，PECR稳定性测试表明，与原始Au NC相比，改性NC具有优异的长期稳定性。该方法提供了一种增强PECR活性和选择性以及提高Au NCs在光照射下的稳定性的新策略，这为高活性和稳定的Au NCs催化剂铺平了道路。
Jiangtao Zhao, et al, Anchoring of Metal Complexes on Au25 Nanocluster for Enhanced Photocoupled Electrocatalytic CO2 Reduction, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202316649DOI: 10.1002/anie.202316649https://doi.org/10.1002/anie.202316649
7. Angew：具有非金属到金属芳香环配位和有前景的光热转换效率的 Pd8 纳米团簇
构建具有原子精度的环境稳定的单原子层金属基材料并了解其潜在的稳定性机制具有挑战性。在这里，中科院固体物理研究所伍志鲲，南方科技大学Jun Li合成了稳定的单原子层钯纳米团簇，并通过电喷雾电离质谱和单晶 X 射线晶体学对其进行了精确表征。1）在纳米团簇中发现了一个类伪戊二烯 Pd8 单元，通过非金属与金属芳环配位与两个顺式 PPh 单元相互作用。2）理论表明，这种意想不到的配位与半夹心型有机金属化合物中典型的有机芳环与金属的配位明显不同，有助于所获得的单原子层纳米团簇的环境稳定性和实验分析。3）此外，量子化学计算揭示了沿Pd8平面水平x方向的主导电子跃迁，表明纳米团簇具有较高的光热转换效率（PCE），实验PCE为73.3%，证实了这一点。因此，这项研究揭示了一种新型化合物的诞生，并发现了不寻常的非金属与金属芳香环配位，对未来单原子层状化合物的合成、结构、性质以及结构-性质相关性具有重要意义。金属基材料。
Qing You, et al, Pd8 Nanocluster with Nonmetal-to-Metallo-Aromatic-Ring Coordination and Promising Photothermal Conversion Efficiency, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202313491DOI: 10.1002/anie.202313491https://doi.org/10.1002/anie.202313491
8. Angew：利用 Cu-Cs 位点的邻近性和分布将甲醇直接转化为酯/醛
甲醇是各种商品化学品的通用构建模块，开发工业上有前途的转化策略仍然是甲醇化学的最终目标。在这项研究中，华东理工大学段学志教授设计了一种双Cu-Cs催化系统，能够将甲醇和乙酸甲酯/乙醇一步直接转化为高附加值的酯/醛，并利用Cu-Cs位点。1）毫米级亲密的Cu-Cs引发甲醇脱氢和缩合，涉及质子转移、羟醛形成和羟醛缩合，得到不饱和酯和醛，选择性分别为76.3%和31.1%。微米级的Cu-Cs显着促进了中间体在催化剂界面上的传质，并随后加氢生成饱和酯和醛，选择性分别为67.6%和93.1%。相反，纳米尺度的Cu-Cs会改变反应路径，并在速率决定步骤中具有类似的能垒，但会阻断酸碱位点并将反应转移为副产物。2）更重要的是，通过进一步调整反应床中Cu和Cs在Cu-Cs||Cs配置中的分布，实现了前所未有的四重串联催化生产甲基丙烯酸甲酯（MMA），优于现有的工业工艺并节省至少15%的生产成本。
Wenyao Chen, et al, Leveraging the Proximity and Distribution of Cu-Cs Sites for Direct Conversion of Methanol to Esters/Aldehydes, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202314288DOI: 10.1002/anie.202314288https://doi.org/10.1002/anie.202314288
9. Angew：用于高性能锂有机电池的具有协同多活性基团的树枝状sp碳共轭苯并噻二唑基聚合物
由C、H、O、N元素组成的绿色有机材料越来越受到世界范围的关注。然而，有机材料的溶解度高、导电性差、活化时间长等限制了其在实际中的发展。近日，上海大学Yong Wang设计了两种在苯环和苯环噻二唑基团之间具有炔基键并具有不同数量的氟原子修饰的稳定共价有机材料（定义为BOP-0F和BOP-2F），用于锂离子电池。1）由于这些有机材料中炔基（涉及双电子）和苯并噻二唑单元（涉及五电子）的氧化还原活性，BOP-0F和BOP-2F在100次循环中都可以实现~719.8和713.5 mAh g -1 的优异可逆容量。2）虽然 BOP-2F 电极比 BOP-0F 电极表现出更稳定的循环性能，特别是在初始循环期间没有明显的容量上升。这可以归因于BOP-2F中炔基键合和氟原子修饰的协同效应。炔基、苯并噻二唑和氟基团的储锂和活化机制也通过一系列材料表征和理论模拟得到了深入探讨。这项工作在为能量存储高效有机电极的分子设计和研究提供新颖策略方面具有重要意义。
Yingnan Cao, et al, Dendritic sp Carbon-Conjugated Benzothiadiazole-Based Polymers with Synergistic Multi-Active Groups for High-Performance Lithium Organic Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202316208DOI: 10.1002/anie.202316208https://doi.org/10.1002/anie.20231620810. AEM：用于高能锂离子电池的坚固快速离子传导相间增强的SiOx阳极 氧化硅（SiOx）是理想的高能锂离子电池阳极材料，因为它们的比容量比传统的石墨阳极高得多。然而，由于SiOx阳极在重复锂化/脱锂过程中体积变化过大，其初始库仑效率（ICE）低，从而阻碍了其实际应用。为了解决SiOx的这些缺点，中国科学院崔光磊、Xu Gaojie、青岛科技大学Zhou Xinhong通过简单的煅烧方法，合理构建了富含LiF、Li2C2O4、LiBO2和Li2B4O7的坚固且快速的离子传导界面。1) 所形成的固体电解质界面（SEI）层具有高杨氏模量和快速的Li+传导性能，因此其可以适应SiOx阳极的塑性变形，减轻寄生反应，并在循环时保持电极的完整性。2) 因此，改性的SiOx（M-SiOx）阳极表现出更高的ICE、更好的容量保持和优异的倍率性能。此外，将M-SiOx阳极与LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2阴极配对的全电池在200次循环中具有80.6%的高容量保持率。
Rongxian Wu, et al. Robust and Fast-Ion Conducting Interphase Empowering SiOx Anode Toward High Energy Lithium–Ion Batteries. Adv. Energy Mater. 2023DOI: 10.1002/aenm.202302899https://doi.org/10.1002/aenm.20230289911. ACS Nano：化学不对称聚合物操纵二维共价有机框架的结晶来合成可加工的纳米片源自二维共价有机框架（2D COF）的纳米片在各个领域越来越受欢迎。虽然二维COF的化学和物理分层方面的突破不断涌现，但精确调控COF纳米片的生长尚未实现。在此，南京工业大学Xiansong Shi，Yong Wang报道了一种有效的聚合物控制结晶策略，以精确控制 COF 纳米片的生长。 1）化学不对称聚乙烯吡咯烷酮（PVP）被开发为操纵剂，选择性地与醛和（100）面相互作用以诱导COF的各向异性生长。2）PVP 结构单元的数量决定了这种特定的相互作用，从而产生分子薄但厚度可控且分散性优异的纳米片。3）研究人员将这些纳米片加工成坚固的 A4 大小的膜，用于超选择性分子分离。插入长链 PVP 的膜表现出显着改善的性能，超过了报道的 COF 膜。这项工作报告了一种各向异性结晶 2D COF 的策略，以产生可加工的纳米片以实现实际应用。
Tong Ju, et al, Chemically Asymmetric Polymers Manipulate the Crystallization of Two-Dimensional Covalent Organic Frameworks to Synthesize Processable Nanosheets, ACS Nano, 2023 DOI: 10.1021/acsnano.3c07743https://doi.org/10.1021/acsnano.3c07743
12. ACS Nano：受半月板启发的自润滑和摩擦响应水凝胶，用于保护关节软骨和改善运动
半月板损伤与软骨退化和骨关节炎（OA）的发展有关。当半月板损伤发生时，保护关节软骨和改善运动是一项挑战。在此，受半月板成分和功能的启发，南方科技大学Decheng Wu，Hongmei Liu，北京大学第三医院Jia-Kuo Yu开发了一种自润滑和摩擦响应水凝胶，其中含有负载双氯芬酸钠（DS）和卡托皂苷元（KGN）的纳米脂质体，用于抗炎和软骨再生。1）当水凝胶被注射到半月板损伤部位时，载药纳米脂质体以摩擦响应方式从水凝胶中释放出来，并重新组装形成水合层，在运动过程中润滑关节。同时，DS和KNG不断从纳米脂质体中释放，以减轻炎症并促进软骨再生。2）此外，这种水凝胶表现出良好的可注射性、机械性能、抗疲劳性和长期降解性。3）体内实验表明，注射水凝胶可以有效提高大鼠的运动表现并保护关节软骨，表明它是半月板损伤的潜在治疗方法。
Lei Liu, et al, Meniscus-Inspired Self-Lubricating and Friction-Responsive Hydrogels for Protecting Articular Cartilage and Improving Exercise, ACS Nano, 2023DOI: 10.1021/acsnano.3c10139https://doi.org/10.1021/acsnano.3c10139
