1.Angew：手性配体修饰COF内的Rh纳米粒子用于不对称催化金属纳米粒子在催化领域表现广阔的发展前景，在金属纳米粒子附近产生手性微环境用于高效立体选择性转化仍然是个巨大的挑战。有鉴于此，中国科学技术大学江海龙教授等报道在COF内部使用含有不同官能团的手性二烯烃配体修饰Rh纳米粒子，随后用于芳基硼酸和硝基烯烃之间1,4-加成。1）虽然COF内部的Rh纳米粒子没有催化活性，但是修饰手性二烯烃配体的Rh纳米粒子形成活性Rh-手性配体界面，因此导致较高的反应活性。手性二烯烃配体的官能团调控能够优化Rh纳米粒子附近的微环境，因此显著改善立体选择性（达到95.6 % ee）。2）反应机理研究说明手性配体和硝基烯烃之间的氢键相互作用是改善立体选择性的关键。这项研究说明调节金属纳米粒子附近的手性微环境对于异相不对称催化反应非常重要。 Jiangtao Yu, Ge Yang, Ming-Liang Gao, He Wang, Hai-Long Jiang, Chiral Ligand-Decorated Rhodium Nanoparticles Incorporated in Covalent Organic Framework for Asymmetric Catalysis, Angew. Chem. Int. Ed. 2024DOI: 10.1002/anie.202412643https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.2024126432.Angew：无定形MnRuOx增强酸性OER的稳定性和催化活性Ru催化剂比Ir催化剂具有更好的催化活性，但是通常在腐蚀酸性OER快速发生性能衰减。有鉴于此，中国科学院大连化物所李杲、Song Guo、纽约州立大学布法罗分校武刚等报道复合结构MnRuOx催化剂，其中RuO2微晶体作为载体，无定形MnRuOx填充在微晶体的间隙。 1）在300 ℃煅烧得到最好的MnRuOx-300样品，其中含有合适的无定形/晶体异质结，含有丰富的缺陷和活性位点，有助于OH-的吸附和转化。2）这种异质结有助于d能带中心更加靠近Fermi能级，因此加快电荷转移，降低晶体和无定形界面的电荷转移阻力，增强OER电催化性能。作者在不同的条件下表征催化剂，展示了 催化剂具有优异的OER活性和稳定性，具有替代Ir催化剂的前景。Jingjing Zhang, Dr. Liangliang Xu, Xiaoxuan Yang, Dr. Song Guo, Dr. Yifei Zhang, Yang Zhao, Prof. Gang Wu, Prof. Gao Li, Amorphous MnRuOx Containing Microcrystalline for Enhanced Acidic Oxygen-Evolution Activity and Stability, Angew. Chem. Int. Ed. 2024DOI: 10.1002/anie.202405641https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.2024056413.南开大学JACS：纳米材料生物兼容性预测以及辅助设计医用纳米粒子纳米医学在疾病诊疗领域具有发展前景，但是纳米粒子材料具有安全问题（比如毒性、炎症），因此需要在免疫反应和器官负担之间进行权衡，并且深入理解有机体-纳米材料之间的相互作用。有鉴于此，南开大学胡献刚教授等提出了解释因果系统优化的体系ICSO（interpretable causal system optimization），并且对精确预测和智能优化纳米粒子的上游、下游任务。1）ICSO体系能够筛选免疫反应和器官负担的关键因素（恢复时间、比表面积、纳米材料的尺寸）以及潜在的因果信息，表明了生物-纳米材料相互作用过程背后隐藏的关系。2）ICSO能够对多种生物反应阈值（比表面积、直径、zeta电位）进行量化，ICSO能够对设计具有生物兼容并且对靶向器官输送纳米粒子。比如，优化表面积和形貌能够减少36.19 %的炎症，阳性肺部聚集提高40.14 %。ICSO能够克服对经验的依赖，在设计纳米材料的过程中提供解决方案。 Xu Dong, Xiangang Hu*, Fubo Yu, Peng Deng, and Yuying Jia, Interpretable Causal System Optimization Framework for the Advancement of Biological Effect Prediction and Redesign of Nanoparticles, J. Am. Chem. Soc. 2024DOI: 10.1021/jacs.4c07700https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c077004.哈佛大学JACS综述：胶体模板法应用于设计热催化剂传统的催化剂制备通常包括浸渍、沉淀、将纳米粒子固定在载体上等过程，这种方法虽然比较方便，但是很难控制纳米粒子的相互接近、位置、区域等集体组装的行为。 有鉴于此，哈佛大学Joanna Aizenberg等综述报道如何使用胶体模板设计热催化剂。1）讨论了胶体模板应用于热催化剂的设计，有助于合成并且促进催化研究产生新方向，增强催化活性。作者主要关注3类胶体模板催化剂结构：3D大孔结构、大孔-介孔的多级孔结构、空心纳米反应器。作者讨论了胶体模板如何将纳米粒子和载体的形成步骤之间进行解耦，从而在不同尺度设计比较容易调节的模块化催化剂。其中受到人们特别关注的是raspberry胶体模板（RCT，raspberry colloid templating），这种RCT模板能够将纳米粒子安装在载体内部，并且获得非常好的热力学稳定性和较好的反应物接触。作者说明RCT模板法能够独立的分别控制纳米粒子的集体性质，比如纳米粒子之间的接近和位置，而且不会影响其他催化性质，从而避免了混淆催化性质的分析。2）作者讨论了如何利用胶体模板在不同空间对活性位点进行不同的官能团化修饰，并且能够引导反应物在催化剂结构内部传输，因此得以改善串联催化反应的选择性。作者在这项综述报道中强调了先进表征技术的重要作用，并且有助于理解这些催化剂结构的反应物传输，更好的理解催化剂结构的作用和功能。 Kang Rui Garrick Lim, Michael Aizenberg, and Joanna Aizenberg*, Colloidal Templating in Catalyst Design for Thermocatalysis, J. Am. Chem. Soc. 2024DOI: 10.1021/jacs.4c07167https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c071675.Nature Synthesis：室温合成间苯炔苯炔（benzyne）是苯分子消除两个氢原子形成的，苯炔是反应活性非常高的有机中间体物种。在过去的一百年人们对于三种苯炔的异构体具有的独特电子结构、几何结构和成键非常感兴趣。人们对于邻苯炔（o-benzyne）和对苯炔（p-benzyne）进行广泛的研究，而且发展了可靠的合成方法，但是目前仍然难以在实验中得到对于间苯炔（m-benzyne）。 有鉴于此，东京大学Masanobu Uchiyama教授、Kazunori Miyamoto教授等报道室温大气气氛在溶液中合成间苯炔。1）实验和理论计算结果说明C1和C3原子之间的苯环内部化学键，因此间苯炔表现非常强的亲电性，Mayr亲电参数E的数值为-2，而且具有较弱的自由基性质。2）苯炔化学键与反式σ化学键非常类似，这也被称之为电荷转移化学键（[1.1.1]螺旋桨烷分子），通过这种间苯炔的独特化学键，作者发展了C-N化学键和C-C偶联反应，通过连续的生成间苯炔并且捕获间苯炔转化，生成1,3,5-三位点取代苯。Koyamada, K., Miyamoto, K. & Uchiyama, M. Room-temperature synthesis of m-benzyne. Nat. Synth (2024). DOI: 10.1038/s44160-024-00572-yhttps://www.nature.com/articles/s44160-024-00572-y6.浙江大学Nat Commun：基于超亮稳定的钙钛矿纳米晶纯红光发光二极管的热管理尽管钙钛矿纳米晶体有望成为发光二极管的候选材料，但它们的纯红色电致发光却受到饱和亮度低、外部量子效率严重下降和操作稳定性较差的阻碍。近日，浙江大学戴兴良，叶志镇院士等人通过控制纳米晶体发射层中的焦耳热产生和器件内的热管理，报告了超亮且稳定的纯红色发光二极管。1）二苯基磷酰基叠氮化物介导的纳米晶体表面调节协同增强了发射层的光学特性和载流子传输，从而减少了焦耳热产生，从而降低了工作温度。2）这些优点抑制了CsPb(Br/I)3纳米晶体膜的离子迁移，有望实现出色的光谱稳定性。3）结合高热导率的蓝宝石衬底和脉冲驱动模式的实现，纯红色发光二极管表现出390,000 cd m−2的超高亮度、25%的峰值外量子效率、抑制的效率滚降、20小时的工作半衰期和在15 A cm−2内的优异的光谱稳定性。 Li, H., Zhu, X., Zhang, D. et al. Thermal management towards ultra-bright and stable perovskite nanocrystal-based pure red light-emitting diodes. Nat Commun 15, 6561 (2024).DOI：10.1038/s41467-024-50634-0https://doi.org/10.1038/s41467-024-50634-07.Nat Commun：修饰Cr改善NiFe电解海水氧化的稳定性电催化分解海水制氢是利用可再生能源的具有前景的技术，电催化分解海水面临氯离子产生的副反应以及电催化剂的腐蚀问题。 有鉴于此，山东大学唐波教授、电子科技大学王焱副教授、电子科技大学/山东师范大学孙旭平教授、哈尔滨师范大学赵景祥教授等报道设计OH-比Cl-更容易发生吸附和活化的界面促进生成O2。这种NiFe电极的相邻Cr位点在电催化海水氧化反应中表现非常低的过电势和选择性的海水氧化反应。1）这种电催化剂的性能比RuO2更好，而且稳定工作的时间超过2500 h。通过离线/原位分析发现Cr(III)能够富集OH-，Cl-被Cr(VI)位点排斥，因此增强电荷转移和电催化活性。2）这种多重效应改善NiFe电极的催化活性、选择性、稳定性。这项研究朝着发展耐用、不含贵金属的电极进展，展示了均匀分布的催化位点的重要作用。 Cai, Z., Liang, J., Li, Z. et al. Stabilizing NiFe sites by high-dispersity of nanosized and anionic Cr species toward durable seawater oxidation. Nat Commun 15, 6624 (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-51130-1https://www.nature.com/articles/s41467-024-51130-18.Chem. Soc. Rev：微生物-材料杂化体用于疾病治疗上海大学陈雨教授、冯炜教授、谢雨洁教授和同济大学丁利研究员对微生物-材料杂化体用于疾病治疗的相关研究进行了综述。1）微生物是一种天然的生命体和重要的医学资源，可用于构建纳米到宏观尺度的微生物-材料杂化体。涉及微生物的纳米医学工程能够充分利用微生物独特的生理属性，特别是它们内在的“活”属性，如乏氧倾向和产氧能力等。将这些显著特征与其他功能材料或分子相结合的策略能够实现协同增强的作用，其在改善药物递送、位点特异性治疗和治疗结果监测等方面具有巨大的应用前景，有望能够进一步提高疾病治疗的疗效。2）作者在文中综述了生物医学领域的微生物及其衍生物在治疗应用方面的独特优势，阐述了构建微生物-材料杂化体的基本策略和机制；随后，作者详细介绍了微生物-材料杂化体的生物医学应用，包括生物成像、抗肿瘤、抗菌、抗炎和其他疾病治疗等；最后，作者对微生物-材料杂化体平台的临床转化所面临的挑战和发展前景进行了讨论和展望。 Meng Chen. et al. Microbe-material hybrids for therapeutic applications. Chemical Society Reviews. 2024https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/cs/d3cs00655g
