二维 (2D) 沸石具有高长径比，比三维 (3D) 沸石具有更多的开放骨架和可接近的活性位点。然而，获得二维沸石的传统方法常常会造成结构破坏和广泛的骨架缺陷，阻碍了分子分离的有效选择性。近日，复旦大学孙正宗，唐颐，Hongbin Zhang等人首次提出了由六方氮化硼（h-BN）引导的二维沸石（Epi-MWW）的直接外延合成，并且位点晶格与MWW沸石重合匹配。1）生长的 Epi-MWW 沸石具有高结晶度和完整的六方二维形貌，平均厚度为 10 nm，长径比超过 50。2）由于其优异的分子可及性，邻二甲苯（OX ）和对二甲苯（PX）分别比传统MCM-22高12倍和133倍。根据理想吸附溶液理论计算，Epi-MWW的PX/OX选择性是MCM-22的7.4倍。 Hongbin Li, et al, Epitaxial Growth of Two-Dimensional MWW Zeolite, J. Am. Chem. Soc., 2024https://doi.org/10.1021/jacs.4c001622.JACS：金属有机骨架有序大孔上的异价金属对位点用于多分子共激活具有多种化学状态的催化金属中心的精确设计以促进涉及多分子活化的复杂反应是非常理想的，但具有挑战性。在此，大连理工大学刘艺伟，河南师范大学麻娜娜，清华大学李亚栋院士等人报道了一种基于微孔金属有机骨架（MOF）体系的具有异价金属对（HMP）位点的有序大孔催化剂，其包含 CuII-CuI。1）这种大孔HMP催化剂在大孔表面具有邻近异价双铜位点，其距离控制在~2.6 Å，表现出乙醇在CuII上和炔在CuI上的共活化行为，并避免了微孔限制，从而促进无添加剂的炔烃硼氢化反应反应。与仅具有等价 CuII−CuII 位点的原始 MOF 和有序大孔 MOF 相比，所需的产率显著提高。2）密度泛函理论计算表明，Cu-HMP 位点可以稳定 Bpin-CuII−CuI -炔中间体并促进 C-B 键形成，从而使炔烃硼氢化过程顺利进行。这项工作为设计用于复杂物质转化的多分子活化催化剂提供了新的视角。Zhong Zhang, et al, Heterovalent Metal Pair Sites on Metal−Organic Framework Ordered Macropores for Multimolecular Co-Activation, J. Am. Chem. Soc., 2024https://doi.org/10.1021/jacs.3c142963.JACS：高比表面积多孔硅上的分子催化剂实现二氧化碳光电化学还原为CO将分子催化剂固定在固体载体上可以将均相催化的可调性与多相催化的实用性结合起来。对于二氧化碳还原等光电化学过程，半导体载体还可以充当光吸收剂，将电子（或空穴）转移到分子催化剂，但需要更容易表征、更耐用且具有更高重现性的载体在催化作用中。近日，耶鲁大学Nilay Hazari，James M. Mayer等人报道了含有共价固定分子Re催化剂的高表面积p型多孔Si光电阴极对CO2光电化学转化为CO具有高选择性。1）在-1.7 V电势下，CO的法拉第效率高达90%（相对于二茂铁/二茂铁）在含有苯酚的乙腈溶液中在1个太阳光照下。与黑暗中类似的n型多孔硅阴极相比，光电压约为300 mV。利用对优化反应条件下CO2还原为CO的平衡电位的估计，光电解在较小的过电位下进行，循环伏安图中的电催化作用在适度的欠电位下发生。2）与将相同的Re催化剂附着在平面硅片上产生的光电极相比，多孔硅光电极对于CO的产生更加稳定和选择性更高。此外，使用透射模式FTIR光谱法可以轻松表征多孔硅基光电极，从而实现高度可重复的催化性能。 Xiaofan Jia, et al, Photoelectrochemical CO2 Reduction to CO Enabled by a Molecular Catalyst Attached to High-Surface-Area Porous Silicon, J. Am. Chem. Soc., 2024https://doi.org/10.1021/jacs.3c108374.Angew：Pt修饰的金纳米耀斑可通过减少副作用和增强对靶细胞的细胞毒性实现高保真光学诊疗以Au-S键为功能化修饰的金纳米颗粒有望应用于临床诊疗。然而，由于细胞内存在的大量生物硫醇会破坏Au-S键，因此会导致载荷发生意外释放并产生对非靶细胞的副作用。此外，病变部位的乏氧微环境也会严重限制光动力疗法的治疗效果。有鉴于此，长沙理工大学卿志和教授和滑铁卢大学刘珏文教授基于Pt包覆的金纳米颗粒(Au@Pt PDNF)构建了具有高保真度的光动力纳米耀斑，以避免假阳性治疗信号和生物硫醇扰动引起的副作用。 1）与传统的光动力金纳米耀斑(AuNP PDNF)相比，Au@Pt PDNF可被癌症生物标志物选择性激活，从而表现出高保真的光学诊疗性能，并同时减少副作用。2）实验结果表明，超薄的Pt壳层可以催化产生氧气，从而能够缓解乏氧相关的光动力耐药性，以增强抗肿瘤效果。综上所述，该研究设计的引入Pt壳层的策略能够为提高肿瘤诊疗性能开辟一条新的途径，并且有望适用于其他纳米诊疗材料。Ke Quan. et al. Pt-Decorated Gold Nanoflares for High-Fidelity Phototheranostics: Reducing Side-Effects and Enhancing Cytotoxicity toward Target Cells. Angewandte Chemie International Edition. 2024DOI: 10.1002/anie.202402881https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.2024028815.Nature Commun.：光与物质共约束多光子光刻无掩模多光子光刻能够以比传统光刻更低的成本和更容易获得的方式制造任意纳米结构。多光子光刻的一个主要挑战是由于不可避免的光学衍射屏障和邻近效应而实现超高精度和理想的横向分辨率。鉴于此，来自浙江大学的刘旭、匡翠方教授等人研究出了一种方案，即光和物质共约束多光子光刻，通过结合光抑制和化学猝灭剂来克服这些问题。1) 该研究发现了光与物质共约束多光子光刻的猝灭机制和光抑制机制，并且，数学建模有助于更好地理解猝灭剂和光抑制的协同作用可以获得最窄的自由基分布；2) 该研究表明，通过使用光和物质共约束多光子光刻，可以获得30 nm临界尺寸和100 nm横向分辨率，这进一步减小了与传统光刻的间隙。 Guan, L., Cao, C., Liu, X. et al. Light and matter co-confined multi-photon lithography. Nat. Commun. (2024).10.1038/s41467-024-46743-5https://doi.org/10.1038/s41467-024-46743-56.Adv Mater：调控堆叠层错增强高熵合金的抗裂纹和强度-延展性增材制造技术为金属处理领域打开创新的路线，但是增材制造得到产品的品质通常由于应力导致产生裂纹。 有鉴于此，华南理工大学韩昌骏、中南师范大学甘科夫、李瑞迪等通过调节堆叠层错能量SFE（stacking fault energy）的方式增强增材制造合金材料的机械力学性能。1）对FeCoCrNi高熵合金材料进行处理，发现引入少量Al（~2.4 at. %）能够显著降低激光粉末融合技术处理的过程中产生的裂纹以及激光粉末融合过程中由于热应力产生的多级微观结构。2）与不含Al的高熵合金相比，Al掺杂的高尚合金Al0.1CoCrFeNi没有裂纹，而且延展性提高55 %，同时拉伸强度不会降低。而且，降低的堆叠层错能量能够增强避免裂纹的传播，从而改善增材制造打印材料的耐久度。通过调控堆叠层错，堆叠层错能够消耗热处理循环过程产生的应力。这种策略为发展耐裂纹理合金材料并且同时具有优异强度和延展性的结构材料提供帮助。 Pengda Niu, Ruidi Li, Kefu Gan, Zhiqi Fan, Tiechui Yuan, Changjun Han, Manipulating Stacking Fault Energy to Achieve Crack Inhibition and Superior Strength-Ductility Synergy in an Additively Manufactured High-Entropy Alloy, Adv. Mater. 2024DOI: 10.1002/adma.202310160https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.2023101607.Joule：磷化锌BaCd2P2作为长载流子寿命和稳定的太阳能吸收剂现有的薄膜太阳能吸收剂存在与元素丰富度、稳定性或性能相关的主要问题。在这里，达特茅斯学院Geoffroy Hautier等人报道了在40000种无机材料中对新型太阳能吸收剂进行第一性原理高通量（HT）计算筛选。 1) 除了带隙和载流子有效质量，作者还使用本征缺陷，因为它们会限制载流子的寿命。作者发现磷化锌BaCd2P2是一种潜在的高效太阳能吸收剂。2) 作者通过实验证实，BaCd2P2具有最佳的带隙、明亮的光致发光（PL）和长的载流子寿命，即使在未优化的粉末样品中也是如此。此外，BaCd2P2可以在空气和水中保持稳定。Zhenkun Yuan et.al Discovery of the Zintl-phosphide BaCd2P2 as a long carrier lifetime and stable solar absorber Joule 2024DOI: 10.1016/j.joule.2024.02.017https://doi.org/10.1016/j.joule.2024.02.017沸石催化剂和吸附剂已成为许多工艺的组成部分，其将在新兴技术中发挥重要作用，以应对不断变化的能源和环境问题。合理设计具有定制性能的沸石依赖于对结晶机理的基本理解，以有效地操纵成核和生长过程。沸石生长介质的复杂性产生了多种结晶机制，这些机制可以在不同的合成阶段表现出来。近日，休斯顿大学Jeffrey D. Rimer综述研究了沸石结晶机理的研究进展。1) 作者讨论了目前对与（铝）硅酸盐沸石形成相关的经典和非经典途径。作者首先简要概述了沸石的历史和开创性进展，然后全面讨论了不同类别沸石前体的组装方法和物理化学性质。2) 作者详细讨论了成核和生长途径，并强调了一般趋势。然后，作者总结了其中的关键假设、当前知识差距以及引导沸石合成走向更精确科学的机遇。Adam J. Mallette et.al The Current Understanding of Mechanistic Pathways in Zeolite Crystallization Chem. Rev. 2024DOI: 10.1021/acs.chemrev.3c00801https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.3c00801
