甘氨酸对于许多生物反应起到非常关键的作用，但是通常合成甘氨酸需要复杂的步骤或者毒性试剂。有鉴于此，中国科学院化学所韩布兴院士、康欣晨研究员等报道草酸和硝酸盐/氮氧化物的电化学还原偶联反应生成甘氨酸，其使用单原子Fe-N-C作为催化剂，在-1.0 V的电压生成甘氨酸的选择性达到70.7 %。1）Fe-N-C-700催化剂中结构为FeN3C的位点和吡咯N之间协同作用促进草酸还原为乙醛酸（glyoxylic acid），生成的乙醛酸是生成乙醛酸肟和甘氨酸的关键中间体。2）FeN3C结构能够降低生成*HOOCCH2NH2中间体的能垒，因此加快乙醛酸肟转化为甘氨酸的反应速率。这种通过简单原料合成高附加值化学品的方法为合成含氮有机物提供符合可持续发展的路线。 Yingying Cheng, Shiqiang Liu, Jiapeng Jiao, Meng Zhou, Yiyong Wang, Xueqing Xing, Zhongjun Chen, Xiaofu Sun, Qinggong Zhu, Qingli Qian, Congyang Wang, Huizhen Liu, Zhimin Liu, Xinchen Kang*, and Buxing Han*, Highly Efficient Electrosynthesis of Glycine over an Atomically Dispersed Iron Catalyst, J. Am. Chem. Soc. 2024DOI: 10.1021/jacs.4c01093https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c010932.JACS：分子筛内的不饱和三配位Co催化丙烷脱氢目前丙烷脱氢催化反应成为最有前景的制备丙烯技术路线，丙烷脱氢催化反应具有高选择性和经济利益。但是商业化的丙烷脱氢催化反应通常需要价格昂辉的Pt贵金属催化剂或毒性氧化铬催化剂。因此发展价格更加合理并且环境友好的丙烷脱氢催化剂受到人们关注，同时具有非常大的挑战。 有鉴于此，苏州大学孙启明、天津工业大学梅东海、吉林大学于吉红院士等发展一种新型丙烷脱氢催化反应活性位点，这种位点的结构是Mo掺杂S-1内修饰的不饱和配位Co位点（(≡Si-O)CoO(O-Mo)），该催化活性位点在550 ℃表现高达22.6 molC3H6 gCo-1 h-1生成丙烯活性，表观反应速率常数达到130 molC3H6 gCo-1 h-1 bar-1，产物的丙烯选择性高达>99 %。1）这种催化活性位点的性能比以往报道的四配位结构Co催化剂的性能提高约一个数量级，甚至能够比相似反应条件下的Pt基催化剂性能更好。2）通过DFT理论计算与先进的表征技术之间结合，作者揭示了配位不饱和三配位Co结构有助于打破丙烷分子的C-H化学键，有助于丙烯产物脱附。这项工作为发展基于非贵金属催化剂的大规模工业丙烷脱氢制备丙烯提供可能。Ziqiang Qu, Guangyuan He, Tianjun Zhang, Yaqi Fan, Yanxia Guo, Min Hu, Jun Xu, Yanhang Ma, Jichao Zhang, Weibin Fan, Qiming Sun*, Donghai Mei*, and Jihong Yu*, Tricoordinated Single-Atom Cobalt in Zeolite Boosting Propane Dehydrogenation, J. Am. Chem. Soc. 2024DOI: 10.1021/jacs.3c12584https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c125843.Nature Commun.：球磨合成COF在碱性体系光催化制备H2O2光催化合成H2O2技术通常面临催化活性不足的缺点，这是因为H2O生成H2的反应能垒非常高。有鉴于此，上海交通大学张礼知教授、龙明策研究员等通过机械研磨方法合成蒽醌构筑COF，这种COF能够在没有牺牲试剂的碱性水溶液（pH 13）直接合成H2O2，在>400 nm可见光的产量达到4784 μmol h-1 g-1。 1）发现强碱性水溶液生成OH-(H2O)n簇，生成的OH-(H2O)n簇吸附在COF的骨架内，这种簇能够显著降低生成氢气的能垒，因此分解生成O2和活化态的氢。2）生成的氢气能够与蒽醌反应生成蒽氢醌，蒽氢醌被O2氧化生成H2O2。这项研究结果说明H2O生成的H2对于光催化合成H2O2非常重要，而且实现了在碱性环境下光催化制备H2O2。 Zhang, X., Cheng, S., Chen, C. et al. Keto-anthraquinone covalent organic framework for H2O2 photosynthesis with oxygen and alkaline water. Nat Commun 15, 2649 (2024)DOI: 10.1038/s41467-024-47023-yhttps://www.nature.com/articles/s41467-024-47023-y4.Nature Commun.：酸激活的上转换余辉发光鸡尾酒纳米粒子用于实现超灵敏的体内成像可激活的余辉发光纳米探针能够响应生物标志物以实现信号的“关-开”切换，从而减少非特异性信号和提高成像的保真度。然而，这种纳米探针往往需要利用生物标记物中断的能量传递来产生可激活的信号，因此对供体和受体等部分之间的距离(<10 nm)有着严格的要求，由此也导致其效率较低。有鉴于此，苏州大学/中国科学技术大学苗庆庆教授构建了有机上转换余辉发光鸡尾酒纳米粒子(ALCNs)，其可以利用距离扩大的供体和受体之间的酸控制单线态氧(1O2)转移以表现出更高的效率和灵活性，并且能够产生可激活的余辉信号。1）体外研究发现，ALCNs可在雌性小鼠4T1皮下移植瘤和雄性小鼠原位肝肿瘤等模型中实现活体成像，并且能够表现出较高的信噪比(SNR)。2）系统给药后，经生物素修饰的Bio-ALCNs可在雌性小鼠体内对肺转移肿瘤和皮下肿瘤进行显像，并表现出增强的靶向性、敏感性和特异性，由此也证明具有不同设计灵活性的ALCNs在肿瘤显像方面具有非常广阔的应用前景。综上所述，该研究能够为实现可激活的余辉成像提供一种通用的新方法，其具有优于荧光成像的成像性能。 Yue Jiang. et al. Acidity-activatable upconversion afterglow luminescence cocktail nanoparticles for ultrasensitive in vivo imaging. Nature Communications. 2024https://www.nature.com/articles/s41467-024-46436-z5.Angew：Ni催化CO2和氮杂双芳基三氟甲磺酸合成羧酸通过构筑不对称C-C化学键的方式将CO2转化为高附加值手性化合物受到人们的广泛关注，但是具有非常大的难度和挑战。目前人们在合成中心手性的羧酸得到显著的进展，但是仍未曾报道能够通过CO2构筑轴手性羧酸的方法。有鉴于此，四川大学余达刚教授、四川师范大学贵永远博士首次通过CO2构筑不对称的轴手性羧酸。 1）作者通过Ni催化使用氮杂双芳基三氟甲磺酸的动态不对称还原羧酸化合成轴手性氮杂双芳基羧酸。通过这种方法合成了一系列非常重要同时难以合成的轴手性羧酸化合物。2）这种催化反应方法学具有非常好的官能团容忍性，合成体系容易放大，操作简单方便，简化了步骤，不必加入化学计量比的手性反应物。反应机理研究显示，该反应经过手性Ni催化剂实现动态的动力学不对称转化。Xiao-Wang Chen, Chao Li, Yong-Yuan Gui, Jun-Ping Yue, Qi Zhou, Li-Li Liao, Jing-Wei Yang, Jian-Heng Ye, Da-Gang Yu, Atropisomeric Carboxylic Acids Synthesis via Nickel-Catalyzed Enantioconvergent Carboxylation of Aza-biaryl Triflates with CO2, Angew. Chem. Int. Ed. 2024DOI: 10.1002/anie.202403401 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202403401多孔芳烃框架材料PAF具有非常好的稳定性和功能设计能力，在阴离子导电领域展示前景。但是大多数PAF材料是不溶的，因此难以将其应用于构筑膜以及有关的应用。有鉴于此，东北师范大学张宁教授通过液体-固体界面聚合反应，构筑厚度可调控的PAF膜，并且在阴离子交换膜中实现优异的OH导电性和稳定性。1）由于合成的PAF具有刚性骨架结构和稳定的C-C偶联结构，因此PAF膜实现优异的化学稳定性和多维度稳定性，其性能比大多数传统聚合物膜更好。将不同的有机季铵官能团通过不同长度的烷基链修饰在PAF骨架上，从而在80 ℃和98 %的相对湿度的OH导电性达到356.6 mS cm-1。2）PAF膜具有优异的碱性稳定性，在1 M NaOH体系中1000 h后的OH导电能力维持95 %。这项研究首次将PAF材料应用于阴离子交换膜，并得到最高的OH导电性以及优异的化学稳定性/多维结构稳定性。这项工作为将PAF材料应用于阴离子交换膜材料提供机会。 Wenguang Du, Lin Liu, Liying Yin, Bo Li, Yu Ma, Xiaoyu Guo, Hong-Ying Zang, Ning Zhang, Guangshan Zhu, Ultrathin Free-Standing Porous Aromatic Framework Membranes for Efficient Anion Transport, Angew. Chem. Int. Ed. 2024DOI: 10.1002/anie.202402943https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.2024029437.Science Advances：用于智能服装的光纤分布式传感纺织品传感器将我们的日常服装转变为一种完全不显眼的方式来跟踪运动和生物信号的手段。采用“智能”服装的一个主要障碍是，在扩大传感器数量时遇到了连接和空间方面的困难。目前缺乏针对可穿戴电子产品一个关键限制的研究：刚性元件和纺织元件之间的连接往往不可靠，它们需要以一种与纺织品大规模生产方法不相容的方式连接传感器。 近日，苏黎世联邦理工学院Carlo Menon等人介绍了一种原型服装、紧凑的读出电路和测量光纤多个区域的局域应变的算法。1）使用沿其长度方向具有可调灵敏度的螺旋拉伸纱线传感器来选择性地响应应变信号。2）研究人员演示了服装中的分布式传感，从一根连续的光纤监测手臂关节角度。与光学运动捕捉相比，重建肩部、肘部和腕关节角度的误差约为5度。Brett C. Hannigan, et al, Distributed sensing along fibers for smart clothing, Sci. Adv. 10, eadj9708 (2024)DOI: 10.1126/sciadv.adj9708 https://www.science.org on March 26, 20248.AEM：SnO2使钙钛矿太阳能电池的效率超过25.7%金属卤化物钙钛矿太阳能电池（PSCs）是一种极具潜力的光伏技术。在环境空气中制造PSC可以加快其低成本商业化，因为它可以消除对大气控制设备的依赖。然而，空气制造的PSC功率转换效率（PCE）落后于手套箱制造的PSC。在此，华北电力大学李美成等人基于在空气中制备高质量钙钛矿膜的技术，对电子传输层（ETL）进行了优化，以进一步提高PSC的光伏性能。1) 作者提出了一种软模板沉积策略，并利用谷氨酸二乙酸四钠（GLDA）来精细调节化学浴沉积过程，从而获得无添加剂残留的SnO2 ETL。利用这种无残留的特性，作者在掩埋界面（SnO2/钙钛矿）上构建了一个使用β-胍丙酸（βA）的分子桥，从而有效增强了电子提取，并降低了电子损失。2) 所得到的PSC（0.08 cm2）实现了25.74%的PCE。此外，作者在1cm2的PSC中也获得了24.61%的PCE。最后，作者还证明了这些PSC的优异操作稳定性。Yingying Yang et.al Compatible Soft-Templated Deposition and Surface Molecular Bridge Construction of SnO2 Enable Air-Fabricated Perovskite Solar Cells with Efficiency Exceeding 25.7% Adv. Energy Mater. 2024DOI: 10.1002/aenm.202400416https://doi.org/10.1002/aenm.202400416
