1. Nature Commun.：含能材料的绿色电合成与铂基催化剂的节能制氢相结合由于阳极析氧反应缓慢，电压要求高，能耗大，通过水电解清洁氢气的广泛应用受到限制。在这里，西北大学Haixia Ma，北京化工大学邱介山教授，Ming Xu展示了有价值的 3,3'-二氨基-4,4'-偶氮呋喃含能材料的绿色电合成的新型替代氧化反应，并与氢气生产相结合。1）这种策略可以大大降低3,3'-二氨基-4,4'-偶氮呋喃传统合成条件的危害，并在WS2/Pt单原子/纳米粒子催化剂上实现低电池电压制氢。2）组装的双电极电解槽可以达到10和100 mA cm-2，槽电压分别为1.26和1.55V，每立方米氢气的电耗仅为3.01和3.70 kWh，而传统的水电解法每立方米氢气消耗仅为5 kWh。3）密度泛函理论计算与实验设计相结合，解释了WS2/Pt催化剂在碱性析氢反应中对提高Volmer-Tafel反应速率的协同效应，而自由基对原料的氧化偶联作用可能是合成3，3‘-二氨基-4，4’-偶氮呋喃的主要机理。这项工作为高能材料的同时电合成和低能耗制氢提供了一条很有前途的途径。
Li, J., Ma, Y., Zhang, C. et al. Green electrosynthesis of 3,3’-diamino-4,4’-azofurazan energetic materials coupled with energy-efficient hydrogen production over Pt-based catalysts. Nat Commun 14, 8146 (2023).DOI：10.1038/s41467-023-43698-xhttps://doi.org/10.1038/s41467-023-43698-x
2. Angew：高度明亮的近红外余辉发光团用于实现可激活的超灵敏活体成像
余辉发光成像探针能够激发光停止后继续产生长时间的发射，可消除自发荧光的干扰，在生物医学成像领域受到了广泛的关注。然而，目前的余辉探针仍存在信号强度不理想和系统复杂等问题。有鉴于此，苏州大学苗庆庆教授和南洋理工大学浦侃裔教授通过化学共轭将余辉底物和光敏剂(作为余辉起始剂和能量继电器单元)结合到单个分子中，开发了一种近红外(NIR)余辉发光团(TPP-DO)，其能够实现分子内的能量传递过程，以提高余辉亮度。1）实验构建的TPP-DO纳米粒子在低浓度（10 μM）和低激光功率密度（0.05 W/cm2）下能够发射出高达108 p/s/cm2/sr的近红外余晖发光，其余晖强度比现有的大多数有机余晖探针高出两个数量级。2）研究发现，TPP-DO NPs产生的低背景、高度明亮的近红外余辉具有实现深层组织穿透的能力。基于此，研究者也开发了一种GSH激活的余辉探针(Q-TPP-DO NPs)，其能够超灵敏地检测皮下肿瘤（最小的肿瘤体积为0.048 mm3），由此表明其在肿瘤早期诊断和影像指导的肿瘤手术切除等方面具有广阔的应用潜力。
Li Yang. et al. A Highly Bright Near-Infrared Afterglow Luminophore for Activatable Ultrasensitive In Vivo Imaging. Angewandte Chemie International Edition. 2023DOI: 10.1002/anie.202313117https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202313117
3. AM综述：优化脂质纳米颗粒以改善对核酸的靶向递送和释放
河北大学张金超教授、国家纳米科学中心梁兴杰研究员和李方周副研究员对于优化脂质纳米颗粒以改善对核酸的靶向递送和释放的相关研究进行了综述。1）脂质纳米粒(LNPs)是目前最具发展前景的临床核酸药物递送载体，可防止核酸在血液循环过程中发生降解。进入细胞后，脂质纳米颗粒中的特定成分也可促进核酸的内体逃逸。由于LNPs具有肝脏聚集的特性，因此增强其肝外靶向性能成为了改善LNPs体内药物递送效率的关键。与此同时，LNPs中所载核酸的胞内逃逸效率往往并不理想，因此也有许多研究致力于提高核酸的胞内释放效率。
2）作者在文中综述了利用LNPs实现核酸的有效递送的不同策略，并对相关机制进行了介绍；此外，作者也基于正在进行或已完成的LNPs临床实验信息讨论了实现LNPs的临床转化所需要解决的问题，旨在为开发LNPs核酸药物提供指导和帮助。
Yaru Jia. et al. Lipid Nanoparticles Optimized for Targeting and Release of Nucleic Acid. Advanced Materials. 2023DOI: 10.1002/adma.202305300https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202305300铅基钙钛矿中的ABX3结构对于保持晶格稳定性至关重要，也能够实现优异的光电性能。近日，斯图加特大学Michael Saliba、河南大学Li Meng使用LaMer模型和原位光学显微镜来研究钙钛矿结晶过程。1) 作者通过研究[PbI6]4-模板和相关的A-阳离子来开发稳定的单相FAPbI3钙钛矿。具体而言，添加的MACl在不改变[PbX6]4-骨架的情况下促进FAPbI3的结晶。2) 此外，MABr作为膜的钝化剂，当暴露于湿度为45%的空气中时，可产生稳定的FAPbI3膜。最后，所得到的太阳能电池能量转化效率高达23.0%。
Weiwei Zuo, et al. Crystallization and stabilization of FAPbI3 single-phase perovskite. EES 2023https://doi.org/10.1039/D3EE02404K5. AEM：用扩展的Zn2+通道固定化多碘化物实现高倍率实用锌碘电池水性锌碘电池（AZIB）具有低成本和高比容量的优点，但存在可溶性多碘穿梭和缓慢的氧化还原动力学。在此，南洋理工大学范红金通过使用阴极添加剂（磷酸氢锆，表示为EI-ZrP）来解决这两个限制，该添加剂具有双重功能：聚碘限制剂和丰富的锌离子传输通道。1) EI ZrP的增大晶体夹层（从典型的7.5Å到18.3Å）显著增强了离子导电性，同时固定了聚碘，从而加速了转化过程。在碘阴极中具有EI-ZrP的AZIB在10000次循环中具有高容量保持率。2) 作者使用水凝胶纸作为隔膜和EI-ZrP添加剂构建了准固态Zn-I2软包电池，该电池在重复弯曲下具有高的面积容量。作为概念验证演示，该电池可以为无线柔性压力传感器系统（WFPSS）供电。
Jiawen Wu, et al. Immobilizing Polyiodides with Expanded Zn2+ Channels for High-Rate Practical Zinc-Iodine Battery. Adv. Energy Mater. 2023DOI: 10.1002/aenm.202302738 https://doi.org/10.1002/aenm.2023027386. AEM：利用自旋极化工程提高氮位点对氧还原和宽温准固态锌-空气电池的催化活性氧还原反应（ORR）是开发高能量密度准固态锌-空气电池（QZAB）的关键阴极反应。然而，催化剂在极端条件下的活性和稳定性尚未得到充分探索。郑州大学Zhang Jianan利用自旋极化工程提高氮位点对氧还原和宽温准固态锌-空气电池的催化活性。1) 作者进行了一系列系统实验和理论计算，以研究通过一步热解将FexCoy引入氮（N）掺杂的多孔碳（NPC）中以形成核壳结构，该结构可以有效提高催化剂的活性，特别是在低温下。由于5.12、5.11和5.06eV的功函数差异，在电荷转移下，自旋极化电荷转移到表面上的吡啶-N位点。2) 因此，表面上的吡啶-N位点具有不同程度的磁矩，这对形成OOH*和增强ORR活性至关重要。作者在−40°C下对QZABs中的Fe5Co5@NPC催化剂进行了评估，并实现了高达117.6 mW cm−2的功率密度，仅比正常温度低18.7%，循环寿命高达300小时。
Yifan Wei, et al. Boosting the Catalytic Activity of Nitrogen Sites by Spin Polarization Engineering for Oxygen Reduction and Wide-Temperature Ranged Quasi-Solid Zn–Air Batteries. Adv. Energy Mater. 2023DOI: 10.1002/aenm.202303011https://doi.org/10.1002/aenm.2023030117. Nano Letters：金属钴和氧化钴之间用于丙烯氢甲酰化的有效界面位点目前，短链烯烃的加氢甲酰化几乎完全使用Rh催化剂进行。考虑到铑资源的高成本和稀缺性，开发加氢甲酰化非贵金属催化剂非常重要。在此，中科大曾杰教授，Xinlong Ma报道了一种高效的钴基催化剂，其富含金属和氧化钴物质之间的界面位点，用于在中等合成气压力下进行短链烯烃丙烯的加氢甲酰化。 1）该催化剂在160 ℃、2 bar丙烯和40 bar CO/H2混合气体（CO/H2=1:1）的甲苯中表现出252 mol molCo−1 h−1的高比活性。2）根据机理研究，金属和氧化钴物质的界面促进了CO和丙烯的吸附。此外，与金属钴相比，界面位点降低了CO*氢化和C−C偶联的能垒。
Zhengtian Pu, et al, Efficient Interfacial Sites between Metallic and Oxidized Cobalt for Propene Hydroformylation, Nano Lett., 2023DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c03667https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c03667
8. Nano Letters：仿生多氧化钛簇可大大增强太阳能驱动的二氧化碳减排
开发具有优异催化活性的人工酶并揭示其结构和化学决定因素仍然是一个巨大的挑战。在原子水平上具有明确配位环境的离散钛氧簇可以模拟天然酶的关键催化中心并优化电荷转移动力学。在此，阿卜杜拉国王科技大学Huabin Zhang，中科院福建物构所Jian Zhang报告了自组装四面体 Ti4Mn3 团簇的精确结构定制，用于光催化 CO2 还原，并实现了 CO 在特定位点上的选择性演化。1）实验和理论模拟表明，Ti4Mn3团簇的高催化性能应与活性Mn位点和周围功能微环境之间的协同作用有关。2）CO2光还原反应的降低的能垒和CO*的适度吸附强度有利于CO的高选择性演化。这项工作提供了分子尺度的精确结构模型，以深入了解CO2光还原的人工酶。
Xin Wu, et al, Bioinspired Polyoxo-titanium Cluster for Greatly Enhanced Solar Driven CO2 Reduction, Nano Lett., 2023DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c03304 https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c033049. ACS Nano：通过优化纳米纤维网络中的孔结构和排列来提高呼吸纳米过滤器的透气性呼吸面罩是在公众活动期间保护个人免受飞沫和颗粒物等空气传播危害的主要且最有效的手段。然而，传统的带静电熔喷超细纤维口罩通常需要厚而致密的薄膜才能实现高过滤效率，这反过来会导致显着的压降并降低透气性。在这项研究中，韩国科学技术院Il-Doo Kim开发了一种多重静电纺丝系统，通过操纵纳米纤维网络的孔隙结构来解决这个问题，包括使用通过电场引导静电纺丝装置产生的单轴排列纳米纤维。1）与常见的随机收集的微纤维膜相比，部分排列的双纳米纤维膜是通过静电纺丝随机的 150 nm 纳米纤维基层和单轴排列的 450 nm 纳米纤维间隔层在卷对卷收集器上制成的，提供了调节纳米纤维膜孔结构的有效方法。2）值得注意的是，具有亚微米孔隙结构的双纳米纤维结构表现出纤维密度增加和体积密度降低，从而使过滤效率提高97%以上，压降降低50%。这导致最高品质因数为 0.0781。此外，纳米纤维网络内的亚微米孔隙结构引入了额外的筛分过滤机制，确保在高湿度条件下甚至在用70%乙醇溶液洗涤后仍具有优异的过滤效率。3）纳米纤维口罩为保护人类呼吸系统提供了可持续的解决方案，因为它可以有效过滤和灭活人类冠状病毒，同时使用的聚合物材料比熔喷过滤器少130倍。我们的过滤器的可重复使用性及其对聚合材料的最少使用将显着减少塑料废物，从而实现可持续的全球社会。
Jaehyeong Bae, et al, Advancing Breathability of Respiratory Nanofilter by Optimizing Pore Structure and Alignment in Nanofiber Networks, ACS Nano, 2023DOI: 10.1021/acsnano.3c06060https://doi.org/10.1021/acsnano.3c06060
10. ACS Nano：具有双机制的富氧空位 Bi2SeO5 纳米片用于铵离子电池
铵离子具有轻摩尔质量和小水合半径的特点，NH4+与主体材料之间有趣的相互作用在水系储能领域引起了广泛关注，但很少有研究关注高性能NH4+存储阳极。在此，中南民族大学Daohong Zhang，Qiufan Wang提出了一种基于Bi2SeO5纳米片的高性能嵌入型水性铵离子电池（AIB）阳极。1）根据非原位表征，提出了层状Bi2SeO5中伴随氢键形成/断裂的可逆NH4+/H+共嵌入/脱嵌和转化反应机制。因此，优化的Bi2SeO5负极在1M NH4Cl电解质中在0.3 A g−1下具有341.03 mAh g−1的高可逆容量，并且在3 A g−1下循环7000次后容量保持率高达86.7%，这与氧空位的存在增强了离子/电子转移并促进NH4+与主体材料之间氢键的形成。2）当使用MnO2正极组装摇椅式铵离子电池时，该装置在0.15 A g−1时具有140.73 mAh g−1的超高容量，在功率密度为2985.07 W时能量密度为207.13 Wh kg−1 kg−1。这项工作为下一代AIB的高性能阳极设计提供了一种有前景的策略。
Dandan Ling, et al, Oxygen Vacancy-Enriched Bi2SeO5 Nanosheets with Dual Mechanism for Ammonium-Ion Batteries, ACS Nano, 2023DOI: 10.1021/acsnano.3c08460https://doi.org/10.1021/acsnano.3c08460
