1. Nat. Rev. Bioeng：免疫调节纳米药物用于治疗呼吸道感染 国家纳米科学中心梁兴杰研究员、广州医科大学郭伟圣教授和北京理工大学黄渊余教授对用于治疗呼吸道感染的免疫调节纳米药物相关研究进行了综述。1）免疫调节策略（如疫苗接种和免疫治疗）是预防和治疗呼吸道感染性疾病的重要途径。已有研究表明，被工程改造或配制的纳米药物可以调节包括肺在内的多种组织中的宿主免疫。2）作者在文中综述了纳米疫苗的设计策略，包括基于脂质-纳米载体的信使RNA纳米疫苗，重点介绍了用于不同给药途径(包括鼻腔给药)的工程化策略，并进一步讨论了免疫调节纳米药物通过阻断促炎信号通路和病毒进入、调节受刺激的免疫细胞和清除活性氧等方式治疗呼吸道感染性疾病的研究；此外，作者也分析了COVID-19大流行前后呼吸道传染病研究的受资助情况；最后，作者总结了免疫调节纳米药物在呼吸道感染治疗领域中面临的挑战以及未来的发展前景。
Yafang Xiao. et al. Immunoregulatory nanomedicine for respiratory infections. Nature Reviews Bioengineering. 2023https://www.nature.com/articles/s44222-023-00131-82. Chem：用于光催化剂的阳离子交换改性纳米结构光催化转化太阳能在可持续能源生产和环境修复方面具有巨大潜力。近日，宁波工程学院Yang Dongjiang、Yang Weiyou对用于光催化剂的阳离子交换改性纳米结构进行了综述研究。1) 实现高性能光催化剂是实现使用光催化系统的主要挑战之一。阳离子交换过程已成为一种用途广泛的工具，其可以使用各种先进的光催化剂，在调整化学成分、晶相、掺杂、界面和形态等关键参数方面比直接合成策略具有更多的自由度。 2) 作者首先简要介绍阳离子交换反应的基本原理，并全面概述了基于阳离子交换的纳米结构光催化剂的设计和操作的最新进展。最后，作者对这一领域的挑战和机遇进行了展望。
Huilin Hou, et al. Cation-exchange-upgraded nanostructures for photocatalysts. Chem 2023DOI: 10.1016/j.chempr.2023.11.009https://doi.org/10.1016/j.chempr.2023.11.009
3. JACS：氢键有机骨架材料限域提高酶的催化活性和稳定性
通过将容易损坏的酶修饰在工程化的纳米陷阱中，有助于设计复合可持续发展的稳定酶催化剂。但是，纳米载体具有无法避免的扩散能垒，因此如何均衡催化活性和稳定性是个很大的挑战。有鉴于此，中山大学欧阳钢锋、沈勇、Guosheng Chen、广州医科大学黄思铭等通过氢键超分子组装方法实现在界面进行酶活化。1）作者在氢键超分子材料中组装酶，并且在纳米陷阱的孔壁的确定位点修饰甲基。这种结构设计的超分子孔具有氢键作用，而且对于酶具有疏水相互作用。2）通过这种方法，从而将酶催化位点调整称为合适的结构，具有较好的可接触和结合能力，比原本的酶催化反应速率提高4.4倍，转化能力提高4.9倍。
Siming Huang, et al, Hydrogen-Bonded Supramolecular Nanotrap Enabling the Interfacial Activation of Hosted Enzymes, J. Am. Chem. Soc. 2023DOI: 10.1021/jacs.3c09647https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c096474. JACS：通过混合接枝嵌段共聚物模板的分层结构纳米复合材料：实现受控的纳米结构和功能整合无机和聚合有机功能来创建复合材料为多功能材料的发现和制造提供了有效的策略。这些复合材料的特性超出了单个组件特性的简单总和；它们受到这些组件的空间排列以及由此产生的同质/异质相互作用的深刻影响。在这项工作中，复旦大学Weihua Li，耶鲁大学Mingjiang Zhong开发了一种简便且高度适应性的方法，利用分层组装的混合接枝嵌段共聚物（mGBCP）作为模板来制造纳米结构聚合物-无机复合材料。1）这些 mGBCP 由不同的聚合物侧链组成，这些侧链以定义的序列共价连接到线性主链聚合物上，自组装成具有独立调节的纳米和介观晶格特征的有序分层结构。2）通过将 mGBCP 与不同尺寸的无机填料（例如金属离子（约 0.1 nm）、金属氧化物簇（0.5−2 nm）和金属纳米粒子（> 2 nm））共组装，研究人员创建了具有受控中间填料的三维填料阵列分离和安排。3）通过在不同填料和 mGBCP 侧链之间引入正交相互作用，多种类型的无机填料同时集成到 mGBCP 基质中。这产生了纳米复合材料，其中每种类型的填料被选择性地分离成具有基体定义的方向的特定纳米域。开发的共组装策略为分层结构纳米复合材料提供了一种多功能且可扩展的途径，为光电、传感和催化领域的先进材料释放了新的可能性。
Yazhen Xue, et al, Hierarchically Structured Nanocomposites via Mixed-Graft Block Copolymer Templating: Achieving Controlled Nanostructure and Functionality, J. Am. Chem. Soc., 2023DOI: 10.1021/jacs.3c10297https://doi.org/10.1021/jacs.3c102975. JACS：通过局部结构设计实现出色的储能密度和 90% 以上的效率具有高可恢复能量密度（Wrec）和效率（η）的介电陶瓷电容器在先进电子设备中具有重要意义。然而，同时实现高 Wrec 和 η 参数仍然是一个挑战。在此，北京科技大学Mingxue Tang，Hui Liu，Jun Chen基于密度泛函理论计算和局部结构分析，通过考虑Bi0.25Na0.25Ba0.5TiO3（BNT−50BT）作为具有大局部极化和结构畸变的基体材料，证明了开发上述电容器的可行性。1）通过简单的化学改性，Bi0.25Na0.25Ba0.5Ti0.92Hf0.08O3获得了显着的Wrec和η分别为16.21 J/cm3和90.5%，这是已报道的η大于90%的块体陶瓷中最高的Wrec值。2）晶格和原子尺度局部结构的检查结果表明，无序的偏振分布和小纳米区域（∼3 nm）导致低磁滞和高效率。反过来，通过超高电场（80 kV/mm）激活的局部极化急剧增加，导致大极化和优异的能量存储密度。因此，本研究强调化学设计应建立在对性能相关局部结构的清晰理解之上，以便能够对高性能系统进行有针对性的调控。
Huajie Luo, et al, Outstanding Energy-Storage Density Together with Efficiency of above 90% via Local Structure Design, J. Am. Chem. Soc., 2023DOI: 10.1021/jacs.3c09805https://doi.org/10.1021/jacs.3c09805
6. Angew：稀土掺杂增强Pt3Ni的ORR催化寿命
如何缓解Pt合金催化剂的性能衰减，并且保持高质量活性和高寿命是个挑战性非常大的课题。有鉴于此，中国科学院长春应化所邢巍、王颖、中国科学技术大学葛君杰、南洋理工大学Siyuan Zhu等报道通过引入稀土能够在此表面结合氧，延缓吸附氧与表面Pt原子之间的交换，并且能够阻碍Pt溶解，解决了这个Pt合金催化剂长期存在的问题。1）这种方法使用高温熵驱动方式在Pt3Ni中引入Gd-O偶极结构，并且通过XAS表征验证说明。Gd-O修饰的Pt3Ni催化剂的功率高达0.93 W cm-2，在0.8 V的电流密度达到562.2 mA cm-2，比DOE制定的目标更好。2）在40000次加速老化测试过程之后的质量活性仍达到1.04 A mgPt-1，这个数值比DOE 2025目标数值（0.44 A mgPt-1）高2.4倍，这是因为通过延缓氧交换弱化了Pt-Oads化学键相互作用。
Liting Yang, et al, Rare Earth Evoked Subsurface Oxygen Species in Platinum Alloy Catalysts Enable Durable Fuel Cells, Angew. Chem. Int. Ed. 2023 DOI: 10.1002/anie.202315119https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202315119
7. Angew：掺杂增强Pt合金ORR催化活性的机理
Pt合金是性能优异的酸性ORR催化剂。但是Pt合金通常面临着浸出和降解导致合金的金属损失，这导致损失了催化剂的稳定性和催化活性。最近，人们发现亲氧元素掺杂能够缓解催化剂中的金属元素损失，比如人们发展了Mo掺杂Pt合金催化剂。有鉴于此，普渡大学曾振华等报道通过DFT理论计算研究这种亲氧元素掺杂的Pt合金具有优异催化活性和稳定性的原因，并且研究掺杂剂的结构以及对电催化剂性能的影响。1）从Mo/Pt催化剂体系说明Mo能够稳定Pt缺陷位点上的低维氢氧化物。研究发现通过特定的物理过程增强催化剂的结构稳定性和催化活性，其中Mo能够防止缺陷位点的Pt溶解，而且在Pt台阶位点产生应力的方式间接的增强ORR催化活性。2）将Mo掺杂对Pt合金性能的影响进一步研究其他类型掺杂的影响，发现通过形成类似的低维氢氧化物能够影响催化剂结构、稳定性、ORR本征催化活性、产生应力的方式调控电催化活性。
Kaustubh J. Sawant, et al, Origin of Stability and Activity Enhancements in Pt-based Oxygen Reduction Reaction Catalysts via Defect-Mediated Dopant Adsorption, Angew. Chem. Int. Ed. 2023DOI: 10.1002/anie.202312747https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202312747
8. AM：Sr掺杂IrMnO2/CNT电催化OER
发展价格合理的酸性OER催化剂非常重要。有鉴于此，华南理工大学蒋仲杰等报道在CNT基底上修饰粒径为1.56 nm掺杂Sr的IrMnO2，命名为Sr-IrMnO2/CNT，表现优异的酸性OER性能。1）当Sr-IrMnO2/CNT的Ir比商用IrO2的量低3.5倍，在236.0 mV的过电势就达到10 mA cm-2电流密度，而且能够稳定工作>400 h。在1.53 V，Sr-IrMnO2/CNT的Ir质量活度比IrO2高39.6倍。形成固溶体和Sr掺杂是Sr-IrMnO2/CNT具有优异催化活性和稳定性的关键。2）通过DFT理论计算发现形成固溶体结构能够促进Ir和Mn之间形成比较强的电子耦合，降低OER反应的决速步骤能垒。Sr-IrMnO2/CNT中的Sr掺杂通过提高Ir抗腐蚀和脱金属的方式增强稳定性。使用Sr-IrMnO2/CNT构筑的电解槽和质子交换膜在酸性环境进行电催化表现优异的性能和耐久性。
Jianren Kuang, et al, Sr-stabilized IrMnO2 Solid Solution Nano-Electrocatalysts with Superior Activity And Excellent Durability for Oxygen Evolution Reaction in Acid Media, Adv. Mater. 2023DOI: 10.1002/adma.202306934https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.2023069349. AEM：中间相改性使高性能富碘无机钙钛矿太阳能电池具有3000小时的稳定性钙钛矿膜中过量PbI2的存在对其长期稳定性产生了负面影响。近日，中国科学院大连化学物理研究所刘生忠、Wang Kai、北方民族大学Wang Kang提出了一种中间相改性（IPM）策略来消除残留的PbI2，以提高无机CsPbI3型钙钛矿膜的质量，其中引入外源性试剂来处理中间相。1) 通过将残余的PbI2转化为新的1D钙钛矿相，IPM策略充当了缝合无机钙钛矿膜中晶界的贴片。此外，IPM策略不仅提高了钙钛矿膜的质量，而且通过加快中间相转化过程和钝化表面缺陷，减轻了能量无序，降低了陷阱态密度，延长了载流子寿命。2) 因此，作者获得的钙钛矿太阳能电池（PSC）具有≈20%的功率转换效率（PCE）和83.3%的填充因子，并且其在没有任何封装的情况下在空气中暴露3000小时仍具有优异的稳定性。
Simin Ma, et al. Intermediate Phase Modification Enables High-Performance Iodine-Rich Inorganic Perovskite Solar Cells with 3000-Hour Stability. Adv. Energy Mater. 2023DOI: 10.1002/aenm.202303193https://doi.org/10.1002/aenm.20230319310. AEM：利用自组装多孔绝缘层实现倒置无甲基铵钙钛矿太阳能电池快速传输和高效钝化的双重作用近年来，利用宽带隙绝缘材料对钙钛矿进行表面改性已成为实现高效稳定钙钛矿太阳能电池的主要策略之一。然而，这种方法的一个重大障碍是钝化质量和电荷传输。近日，中国科学院宁波材料技术与工程研究所葛子义、Yang Mengjin通过引入自组装二苯基膦酸（DPPA）多孔层来克服这种权衡。1) 在钙钛矿表面上应用高浓度的DPPA溶液不仅可以使整个表面具有良好的钝化，而且过量的DPPA将形成自组装多孔绝缘层（PIL），其在绝缘层的界面处形成随机亚微米开口，可用于加速电荷输运。此外，钙钛矿表面的能级可以通过这种绝缘材料进行调制，以促进载流子传输。2) 作者发现，具有84.7%超高填充因子（FF）的无甲基铵p-i-n器件实现了超过24%的功率转换效率（PCE），未封装的器件表现出优异的热稳定性和操作稳定性。
Jian Liu, et al. Dual Role of Rapid Transport and Efficient Passivation in Inverted Methylammonium-Free Perovskite Solar Cells Utilizing a Self-Assembled Porous Insulating Layer. Adv. Energy Mater. 2023DOI: 10.1002/aenm.202303092 https://doi.org/10.1002/aenm.202303092
