1. Chem. Soc. Rev.：刺激响应型金属有机骨架纳米粒子用于药物递送和医疗应用
耶路撒冷希伯来大学Itamar Willner对刺激响应型金属有机骨架纳米粒子在药物递送和医疗等领域中的应用进行了综述
本文要点：
1）刺激响应型金属有机骨架纳米粒子（NMOFs）为药物控释和生物医学应用提供了一种多功能平台。NMOFs的多孔结构、较好的生物相容性、低毒性和高效可通透性使其成为一类理想的治疗性载体。目前一般有两种通用的方法可以实现NMOFs的药物负载和和释放。其一是利用刺激响应型材料对NMOFs进行表面修饰，其二则是通过编码其结构信息或添加的药物以诱导其结构扭曲或发生降解。不同的化学触发因素，如pH值、离子、ATP或氧化还原剂以及物理刺激，如光或热等都可用于降解NMOFs，从而实现负载药物的释放。
2）作者在文中对癌症治疗药物的触发释放、抗凝血以及自主胰岛素递送系统(即人工胰腺)的设计进行了介绍，重点讨论了多药物载体系统和具有双重和协同治疗功能的功能性NMOFs，最后，作者也对这类刺激反应型纳米平台的未来发展和应用前景进行了展望。
生物医药学术QQ群：1033214008
Zhixin Zhou. et al. Stimuli-responsive metal–organic framework nanoparticles for controlled drug delivery and medical applications. Chemical Society Reviews. 2021
DOI: 10.1039/d0cs01030h
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/cs/d0cs01030h#!divAbstract
2. Angew: 当流动性超过尺寸选择时:亚纳米团簇奥斯特瓦尔德熟化的加速
已证明粒径选择可抑制负载型催化纳米颗粒的奥斯特瓦尔德熟化。有鉴于此，加利福尼亚大学Anastassia N. Alexandrova等人，研究发现，当所负载的团簇尺寸为亚纳米级且高度流动时，例如金红石TiO2(110)表面的Pt团簇，这种范式就会被打破，现有的烧结理论需要修正。
本文要点：
1）在具有催化作用的温度（即700 K）下，亚纳米团簇热组装了许多低能量亚稳定异构体。由于这些异构体均具有不同的几何和电子结构，因此形成和离解能（代替表面能）不同，尽管选择了尺寸，但奥斯特瓦尔德熟化并未受到抑制。
2）在多分散的团簇体系中，亚稳物质的烧结加速作用虽然减弱，但仍然存在。最后，提出了一种竞争性的烧结途径理论，该理论在原子水平上描述了所发现的特定尺寸的烧结行为。
3）明确考虑了单体迁移的动力学，而离解动力学是从BEP关系式近似而来的，测试了该关系式，发现对当前问题成立。
Borna Zandkarimi et al. When Fluxionality Beats Size Selection: Acceleration of Ostwald Ripening of Sub‐Nano Clusters. Angew., 2021.
DOI: 10.1002/anie.202100107
https://doi.org/10.1002/anie.202100107
3. Angew：环戊二烯基钴官能化的金属有机骨架用于从乙炔/乙烯/乙烷三元混合物中一步纯化乙烯
由于具有相似的分子尺寸和动力学直径，利用孔筛分很难在常温常压下从乙烷（C2H6），乙烯（C2H4）和乙炔（C2H2）的混合物中分离乙烯（C2H4）。近日，中国石油大学(华东)孙道峰教授报道了一种基于稳定ftw拓扑结构的Zr-MOF（MOF-525）的孔环境改性策略，以实现常温常压下从C2H2/C2H6/C2H4混合物中高效提纯C2H4。
本文要点：
1）研究人员在H4L-L和H4L-S连接基中引入了环戊二烯-钴基团，以增强和增加主客体之间的相互作用。通过模块合成，得到了两种具有ftw拓扑结构的新型官能化Zr-MOF，UPC-612和UPC-613。
2）吸附实验表明，UPC-612对C2H2和C2H6的吸附容量大于对C2H4的吸附容量。在零覆盖下的吸附焓(Qst)为C2H2（23.9 kJ/mol）>C2H6（22.4 kJ/mol）>C2H4（16.9 kJ/mol），表明改性UPC-612与C2H2和C2H6的相互作用强于与C2H4的相互作用。UPC-612不同于只用钴离子改性的MOF-525和MOF-525(Co)。
3）实验结果表明，以C2H2/C2H4（50/50）、C2H6/C2H4（50/50）和C2H2/C2H6/C2H4（1/1/1）为原料，改性UPC-612可制得纯度超过99.99%的C2H4。以C2H2/C2H6/C2H4（1/1/1）为原料，UPC-612的C2H4产率达到0.47 mmol/g。密度泛函理论（DFT）计算结果表明，UPC-612上重要的C2H4吸附中心主要位于立方笼的拐角和连接基的环戊二烯环上。
UPC-613是一种改进型材料，即使笼径变小，也有类似的分离效果，从而进一步突出了这种新的改型策略在改善多组分混合气体的分离性能方面的显著成效。
二维材料学术QQ群：1049353403
Yutong Wang, et al, One-step Ethylene Purification from an Acetylene/Ethylene/Ethane Ternary Mixture by Cyclopentadiene Cobalt-Functionalized Metal-Organic Frameworks, Angew. Chem. Int. Ed., 2021
DOI: 10.1002/anie.202100782
https://doi.org/10.1002/anie.202100782
4. Angew：反三明治型团簇二聚体{[K2ZnSn8(ZnMes)]2}4-的合成与表征
自2000年从固态中发现[Sn8]6-以来，由于高电荷和高化学活性，其溶液化学一直难以弄清楚。近日，南开大学Zhong-Ming Sun，犹他州立大学Alexander I. Boldyrev等报道了反三明治型团簇二聚体{[K2ZnSn8(ZnMes)]2}4-的合成与表征。
本文要点：
1）化合物[K(2,2,2-crypt)]4{[K2ZnSn8(ZnMes)]2}是在2,2,2-crypt存在的条件下，通过K4ZnSn4与ZnMes2的溶液反应制备的。
2）单晶结构分析表明，该团簇中高电荷的[Sn8]6-被混价的ZnI/ZnII捕获，形成由Zn‐Zn桥连的二聚体{ closo‐[Zn2Sn8]}2结构。
3）该Zn-Sn团簇表明，混价ZnI/ZnII可稳定高活性阴离子物种，而且[Sn8]团簇可以作为新型桥连配体。
4）理论计算表明，电子在Zn原子上的离域对[Sn8]6-物种的稳定起着至关重要的作用。
5）AdNDP和磁响应分析清楚地表明，在该团簇三个部分（两个ZnSn4帽和Sn8方形反棱镜）中存在局域σ-芳香性。
晶体团簇学术QQ群：530722590
Hong-Lei Xu, et al. [Sn8]6‐‐bridged mixed‐valence Zn(I)/Zn(II) in {[K2ZnSn8(ZnMes)]2}4‐ Inverse Sandwich‐Type Cluster Supported by ZnI‐ZnI Bond. Angew. Chem. Int. Ed., 2020
DOI: 10.1002/anie.202102578
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202102578
5. Angew：Lewis酸修饰黑磷改善稳定性
华盛顿大学Alexandra Velian等报道了一种简单溶液相方法在少层黑磷上的Lewis碱性界面上进行修饰，改善了大气气氛中的稳定性、而且改善了电子结构。对IIIA族中市售不同亲电效应、立体位阻效应、Pearson硬/软效应的Lewis酸进行研究，通过光学、原子力、扫描电子等显微技术，X射线能谱、X射线光电子能谱等光谱法对Lewis酸、黑磷之间的相互作用进行研究。
本文要点：
1）结果显示，Al、Ga的卤化物对黑磷在温和条件中的降解现象的抑制效果更好。在制成场效应晶体管中表现了优异的IV性能，光电流，电流稳定性，实现了p型修饰。
2）这种修饰方法很好的和黑磷兼容，而且能够与器件的制备过程兼容，为调控黑磷的电子性质提供一种新方法。
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Dr. Daniel Tofan, Yukako Sakazaki, Kendahl L. Walz Mitra, Ruoming Peng, Seokhyeong Lee, Prof. Mo Li, Prof. Alexandra Velian, Surface Modification of Black Phosphorus with Group 13 Lewis Acids for Ambient Protection and Electronic Tuning, Angew. Chem. Int. Ed. 2021,
DOI: 10.1002/anie.202100308
https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202100308
6. Angew：三维电子衍射解析MOF新结构相
MOF能够将无机结构单元、有机连接体相连，从而在广泛的领域中展示应用前景，但是大量的MOF合成过程中生成由多种晶相组成的多晶粉末，因此难以通过单晶X射线衍射方法对结构进行表征。因此，发展新颖结构表征技术对加快材料的发展具有非常重要的意义。有鉴于此，斯德哥尔摩大学黄哲昊、陕西师范大学郑浩铨等报道了一种高通量方法对纳米粒径MOF材料通过三维电子衍射3DED方法进行结构分析，首次在ZIF-CO3-1中少量杂项进行分析，鉴定了一种新型ZIF结构（ZIF-EC1）。
本文要点：
1）ZIF-EC1表现出致密的3D骨架结构，其结构由单核/双核Zn簇、2-甲基咪唑mIm-相连构建，形成组成结构为Zn3(mIm)5(OH)，展示了较高的N、Zn含量。
2）进一步的，作者发现该材料在电催化ORR反应中具有较高前景，在发展新型材料、以及MOF的应用中展示了前景。
二维材料学术QQ群：1049353403
Meng Ge, et al, High‐Throughput Electron Diffraction Reveals a Hidden Novel Metal‐Organic Framework for Electrocatalysis, Angew. Chem. Int. Ed. 2021,
DOI: 10.1002/anie.202016882
https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202016882
7. AM：高效的莫尔-钙钛矿高效彩色太阳能电池
集光对于薄膜太阳能电池至关重要。为了显著减少钙钛矿太阳能电池（PSC）的光损耗，分层捕光纳米结构使吸收增强能力超过了常规上限，并具有实现最先进的光电性能的巨大潜力。但是，设计和制造出具有卓越的光收集能力并同时避免PSC电气性能恶化的高级分层光陷波纳米体系结构仍然是一个巨大的挑战。中国科学院化学研究所宋延林、李明珠和浙江大学沙威等人通过使用商业DVD光盘的压印方法，设计并制造出色彩斑的高效莫尔条纹-PSC，其中包含莫尔条纹干涉结构。
本文要点：
1）从实验和理论上证明，通过改变旋转角度（0°–90°）可以很好地控制莫尔干涉结构的光收集能力。增强的短路电流被认为可以增加光衍射通道，从而延长光路，并将阳光折射到钙钛矿层中。此外，压印过程还消除了器件中的回滞现象，从而抑制了活性层界面处的陷阱部位和空隙。具有优化的30°旋转角度的莫尔条纹-PSC可实现最佳的光收集增强效果（比原始质量高28.5％），从而产生超过20.17％（MAPbI3）和21.76％（（FAPbI3）1-x（MAPbBr3）x ）。
光电器件学术QQ群：474948391
Wang, Y., Lan, Y., Song, Q., Vogelbacher, F., Xu, T., Zhan, Y., Li, M., Sha, W. E. I., Song, Y., Colorful Efficient Moiré‐Perovskite Solar Cells. Adv. Mater. 2021, 2008091.
https://doi.org/10.1002/adma.202008091
8. AM: 一种具有超冷耐受的湿粘合剂
传统的粘接剂在潮湿的环境中由于表面凝结的小水滴而经常遇到界面破坏，但是蜘蛛丝可以在这种环境中捕获猎物。中国科学院理化技术研究所王树涛研究员等人报道了一种坚固的蜘蛛丝启发性湿胶（SA），该胶由芯鞘纳米结构纤维，吸湿胶纳米鞘（聚（乙烯基吡咯烷酮））和支撑纳米芯（聚氨酯）组成。
本文要点：
1）SA的湿粘合性是通过芯-鞘纳米结构纤维独特的溶解-润湿-粘合过程实现的，这在宏观和微观尺度上都得到了实地观察。
2）此外，SA在4至−196°C的湿冷衬底上保持可靠的粘附性，甚至可以承受飞溅、剧烈摇晃和液氮中的负重（-196°C），显示出在低温环境中的良好适用性。本研究为功能性湿胶粘剂的设计提供了一条创新的途径。
复合材料学术QQ群：519181225
Liu, X., et al., A Spider‐Silk‐Inspired Wet Adhesive with Supercold Tolerance. Adv. Mater. 2021, 2007301.
https://doi.org/10.1002/adma.202007301
9. Advanced Science: 电化学CO2还原反应活性位点的研究:从原位表征到合理设计
电化学二氧化碳（CO2）还原反应（CO2RR）是用于将温室气体转化为有用的燃料和化学品的最有希望的方法之一。然而，该反应的选择性低，过电位高，反应速率低。CO2RR中的活性位点识别对于理解反应机理以及合理开发具有高选择性和稳定性的新型电催化剂至关重要。
有鉴于此，湖南大学王双印教授等人，总结了反应过程中活性位点的原位表征监测，并更新了对CO2RR中各种催化剂（包括金属基催化剂，碳基催化剂和金属有机骨架基电催化剂）上活性位点的一般理解。对于每种类型的电催化剂，基于原位表征技术和理论计算，提出了反应途径和实际活性位点。最后，介绍了电化学固定CO2的主要局限性和挑战。预计这次审查将为进一步的科学发展和二氧化碳电还原的实际适用性提供新的见识和方向。
本文要点：
1）尽管近年来已探索了越来越多的电化学还原CO2的电催化剂，但仍有一些问题需要进一步深入研究，例如催化机理，特定吸附/解吸、材料的内在活性等。为了设计出更高效的高活性和高选择性的CO2RR电催化剂，有关新型CO2RR电催化剂的建议包括以下内容：1. 具有高产物选择性的电催化剂。现有的电催化CO2还原体系的产物选择性仍然较低。2. 具有高表面灵敏度的原位技术。3. 加深对CO2RR反应机理的认识。4. 更可行的制备方法。目前的研究大多集中在催化剂的优化上，而没有考虑成本。繁琐的制备路线和昂贵的前驱体和表面活性剂的大量使用通常带来较高的成本。
2）电化学CO2还原领域的未来发展趋势应集中在制备高选择性、活性和稳定性的纳米结构催化剂上。尽管开发用于CO2电化学转化的固态催化剂的最新进展离大规模应用还很遥远，但它们为优化催化剂以满足工业所需的活动提供了有价值的信息和背景。借助原位表征技术和理论计算，可以对反应机理有更深入的了解。
总之，该工作有望为CO2电还原技术的进一步科学发展和实际应用提供新的见解和方向。
电催化学术QQ群：740997841
Yuqin Zou et al. An Investigation of Active Sites for electrochemical CO2 Reduction Reactions: From In Situ Characterization to Rational Design. Advanced Science, 2021.
DOI: 10.1002/advs.202003579
https://doi.org/10.1002/advs.202003579
10. Advanced Science:单层MoS2热氧化的原位研究
单层MoS2是一种有望克服微电子器件物理尺寸限制的半导体。了解MoS2的热化学稳定性至关重要，因为这些设备会产生热量并且容易受到氧化环境的影响。
有鉴于此，美国斯坦福大学机械工程系助理教授郑晓琳和美国SLAC 国家加速器实验室Dimosthenis Sokaras等人，通过原位X射线吸收光谱，非原位扫描电子显微镜和X射线光电子能谱显示了氧化钼（MoOx）颗粒对MoS2单层热氧化的促进作用。
本文要点：
1）使用一种新型超灵敏operando X射线吸收光谱(XAS)，在25-400°C的温度范围内，在大气压力下表征了MoS2单层中有MoOx和没有MoOx的热氧化。报道了在动态环境（例如，温度上升至400°C，3 vol％O2/He，101.3 kPa，X射线的能量范围为2-3 keV）下的原子薄单层MoS2的XAS测量，并通过非原位XAS，SEM和XPS进行了补充。
2）研究表明，化学气相沉积生长的MoS2单层包含固有MoOx，并在100°C(3 vol% O2/He)下迅速被氧化，这与先前报道的氧化阈值（例如250°C，t≤1 h在空气中）形成对比。否则，去除MoOx会使单层MoS2的热氧化起始温度增加到300°C。
3）这些结果表明MoOx具有促进氧化的作用。无氧化物和高纯度的单层二硫化钼对增强二硫化钼的热化学稳定性至关重要。
总之，无氧化物晶格对于单层MoS2在2D电子、光学和催化应用中的长期稳定性至关重要。
二维材料学术QQ群：1049353403
Sangwook Park et al. Operando Study of Thermal Oxidation of Monolayer MoS2. Advanced Science, 2021.
DOI: 10.1002/advs.202002768
https://doi.org/10.1002/advs.202002768
11. Small: 合成气转化中的功能化碳材料
功能化碳材料因其独特的特性（例如可调节的表面特性，出色的导热性，高表面积，可调节的孔隙率以及与客体金属的相互作用适中）而被广泛用于非均相催化中。合成气向碳氢化合物（称为费托合成）或含氧化合物的转化是放热反应，通常由分散在功能化载体上的过渡金属催化。各种碳材料已用于合成气转化中，不仅是为了提高性能或减少昂贵的活性金属的用量，而且是为基础研究建立模型催化剂。
有鉴于此，厦门大学王野教授和张庆红教授、成康等人，对近年来碳材料，特别是功能化纳米碳材料在合成气转化为碳氢化合物或含氧化合物方面的应用进展进行了综述。
本文要点：
1）重点介绍了碳材料在分散金属纳米粒子、掺杂杂原子、表面改性、构建特殊纳米结构等方面的独特特性。讨论了控制反应过程的关键因素和反应机理，为合理设计高效的碳负载合成气转化催化剂提供了思路。简要分析了开发用于合成气转化的功能化炭材料面临的挑战和未来的机遇。
2）虽然本综述所选取的案例表明碳材料具有促进基础研究的独特特性，但碳材料应用于合成气转化仍存在一些局限性，特别是从工业潜在用途的角度来看。首先，在高压氢气，活性金属和合成气转化过程中释放的热量的存在下，氢解反应可能会分解碳。其次，大多数炭材料的机械强度不够高，在成型过程中要考虑与粘结剂的结合，这是具有挑战性的。第三，含有过渡金属的失活催化剂通常需要周期性地通过氧化和还原进行再生。然而，碳材料在高温下对氧非常敏感。第四，反应过程中碳材料的变化，如杂原子的损失和碳基体的无定形，有时是不可逆的。第五，与金属氧化物载体相比，碳材料的制造，特别是那些具有独特形状和功能位点的材料，在许多情况下仍是昂贵的。
3）然而，毫无疑问，对功能化炭材料用于合成气转化的研究，对于合理设计催化剂具有重要的启示意义。对于功能化碳材料的合成和应用，还有很多的探索机会。碳材料上的缺陷位点和官能团非常复杂，它们对催化性能的影响很难在原子水平上解开。对于具有明确结构和特定功能位点的碳材料在催化中的应用，应该投入更多的精力。到目前为止，只有氮掺杂和氧掺杂的碳材料被应用于合成气转化。对于硼、硫、磷或二元杂原子掺杂碳材料的研究还不够。由于其不可预测的性质，这些功能化碳材料有可能在合成气转化中提供卓越的性能。今后应重点研究碳材料在合成气转化中的实际应用。
总之，碳材料极大地丰富和深化了合成气转化的基础研究，为碳材料在多相催化领域的广泛应用打开大门。
纳米催化学术QQ群：256363607
Kuo Chen et al. Functionalized Carbon Materials in Syngas Conversion. Small, 2021.
DOI: 10.1002/smll.202007527
https://doi.org/10.1002/smll.202007527
12. Small: 平面石墨烯基超级电容器
随着可穿戴，便携式和可植入电子设备的发展，迫切需要柔性和片上微型超级电容器（MSC）来实现微型化的能量存储。平面MSC具有高功率密度，快速的充电/放电速率和较长的使用寿命，并且可以适应未来柔性、集成化、小型化电子系统，具有广阔的应用前景。由于其高比表面积、优异的导电性和优异的电子迁移率，石墨烯在平面MSCs器件中显示出令人鼓舞的优势，因此刺激了近几年的广泛研究。
有鉴于此，北京理工大学曲良体教授和韩庆副研究员等人，系统综述了平面石墨烯基MSC的研究进展，包括石墨烯基电极材料的内在结构调控、石墨烯基电极材料的具体制备技术、多功能集成以及MSC作为柔性和片上能量存储的各种应用。还讨论了未来实现基于平面石墨烯的MSC的关键挑战和前景，以实现其实际应用。
本文要点：
1）尽管在石墨烯基平面MSC领域取得了重大进展，但仍然存在许多问题，其中一些问题非常关键。首先，由于石墨烯片的不可逆聚集导致其表面积的大量损失，石墨烯的实际电容较低，这严重限制了电容性能的提高。一种有效的策略是开发具有更大表面积和更好性能的新型纳米结构石墨烯杂化材料，以用于高级MSC。
2）第二，到目前为止，已经采用了多种方法，例如打印，激光划刻和模板方法等，来制造石墨烯基平面MSC。但是，对于活性物质的存在形式不同，每种方法都有其优点和局限性。因此，选择最合适的制造策略或开发一种新的通用方法来构建具有不同电极材料的平面MSC非常重要。此外，对于所需的应用，MSCs通常需要并联、串联或两者组合，以满足所需的能量、电压和电流要求。尽管具有可调电化学性能的集成式MSCs阵列的可扩展制造可以满足实际微电子学的要求，但它们往往产生与单个MSC相同的电容。换句话说，集成电容性能不相称。应该进行全面的研究，以详细说明所制造的MSC阵列的规模与其实际输出性能之间的关系，并优化制备方法，以有利于平面MSCs。同样，自修复是保证制备的MSC的电化学性能和结构完整性的重要功能。然而，大多数报道的工作只使用自愈合的衬底，而不是自愈合的活性电极材料，这影响了其实际愈合后的电容性能。因此，应采用开发自愈电极材料来制备更耐用的MSC。
3）最后，尽管已经开发了多种集成系统，例如纳米发电机/ MSCs系统，太阳能电池/ MSCs系统和自充电传感器，但它们仍处于初级水平，其性能仍远远不能满足实际应用的要求。因此，应通过将先进的制造技术与集成电路设计相结合来优化整体结构的配置，从而改善准备好的MSC的性能。
柔性可穿戴器件学术QQ群：1032109706
Bing Lu et al. Planar Graphene‐Based Microsupercapacitors. Small, 2021.
DOI: 10.1002/smll.202006827
https://doi.org/10.1002/smll.202006827
