1. Chem. Rev.：可穿戴人机界面的软传感器和致动器

触觉人机界面（HHMI）结合了触觉和触觉反馈，使人类能够与机器和机器人密切互动，提供身临其境的体验和方便的生活方式。在开发可穿戴传感器方面取得了重大进展，该传感器能够准确检测物理和电生理刺激，并具有改进的柔软性、功能性、可靠性和选择性。此外，人们已经开发了软致动系统，通过精确控制力、位移、频率和空间分辨率来提供高质量的触觉反馈。近日，蔚山国立科学技术研究所Hyunhyub Ko综述研究了可穿戴人机界面的软传感器和致动器。

本文要点：

1) 作者讨论了可穿戴HHMI中软传感器和致动器的最新技术进展，并特别强调了材料和结构方法，这些方法能够实现可穿戴HHMI所需的传感和反馈特性。

2) 此外，作者还详细讨论了当前HHMI技术在元宇宙、机器人和用户交互设备等各个领域的应用前景。最后，该综述通过讨论下一代HHMI技术的前景进一步总结。  

Jonghwa Park, et al. Soft Sensors and Actuators for Wearable Human–Machine Interfaces. Chem. Rev. 2024

DOI: 10.1021/acs.chemrev.3c00356

https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.3c00356

2. Nature Chemistry：光吸收分子组装纳米棒的J螺旋结构表征  

冷冻电镜能够为生物自组装体系提供原子尺度的分辨率，但是目前超分子材料结构表征领域实用冷冻电镜的报道非常罕见。发色团（chromophore）超分子聚集体的高精度结构表征对于理解激子的长程耦合作用非常重要。有鉴于此，加州大学洛杉矶分校Justin R. Caram等对C8S3-Cl双亲性花菁染料（cyanine dye）类似的光吸收纳米棒进行原子精度结构表征，结构精度达到3.3 Å。通过结构表征的结果说明螺旋3D堆叠结构起到控制激子的关键作用。

本文要点：    

1）我们通过结构表征清晰的发现砖层结构（brick layer arrangement），而不是之前猜想认为的人字形平行花纹结构（herringbone arrangement）。我们还发现一种不存在于生物体系的互锁磺酸酯超分子结构，这种结构是导致光吸收纳米棒具有滑移堆积和J型聚集结构。

2）这项工作说明原型结构有助于帮助理解光物理学性质测试结果，能够更加准确的认识激子的结构-功能规律，帮助设计光吸收聚集材料。

Deshmukh, A.P., et al. Near-atomic-resolution structure of J-aggregated helical light-harvesting nanotubes. Nat. Chem. (2024)

DOI: 10.1038/s41557-023-01432-6

https://www.nature.com/articles/s41557-023-01432-6

3. Nature Sustainability：用于长循环碱离子电池的安全电解液

安全性对电池的可持续性至关重要，特别是考虑到易燃有机分子仍主导着电解质配方。对于单一电解质化学，提高其安全性往往是以成本和电池的电化学性能为代价。近日，湖南大学Lu Bingan报道了一种电解质，它在钾离子电池和锂离子电池中具有阻燃性、成本优势和优异的循环性能，打破了这种权衡。

本文要点：

1) 作者通过引入氟化液体和非极性溶剂来控制常用乙二酰亚胺溶剂的可燃性。该配方电解质具有优异的化学稳定性和热稳定性，证明其不易燃，可在−75至80 °C的宽工作温度范围内工作。

2) 当组装在钾金属电池中时，K||K电池可稳定循环>12个月，并且K|||石墨电池在2400次循环后保持93%的初始容量。即使在苛刻条件下的锂离子电池中（N/P = 1.08，E/C = 3 g Ah⁻¹），循环200多次后，容量保持率高达96.7%。

Xianhui Yi, et al. Safe electrolyte for long-cycling alkali-ion batteries. Nature Sustainability 2024

DOI: 10.1038/s41893-024-01275-0

https://doi.org/10.1038/s41893-024-01275-0

4. Nature Commun.：卤化锂固体电解质的设计

全固态锂电池作为下一代储能技术已引起广泛关注，有望提供增强的安全性和循环稳定性。此类电池的性能依赖于固体电解质材料；因此，随着成分复杂性的增加，许多结构/相正在被研究。在各种固体电解质中，卤化锂显示出有前途的离子电导率和阴极兼容性，但是，在转向超越从头计算模型的复杂组合物时，没有有效的指导方针。在这里，代尔夫特理工大学Marnix Wagemaker和Chenglong Zhao，吉森贾斯特斯-李比希大学Jürgen Janek，证明离子势（电荷数与离子半径之比）可以有效捕获卤化物材料内的关键相互作用，从而可以指导代表性晶体结构的设计。

本文要点：

1）这通过一系列复杂的层状卤化物的制备得到了证明，这些卤化物结合了增强的电导率和由高构型熵诱导的有利的等距形态。

这项工作深入了解了复杂卤化物相的特征，并提出了设计固体材料的方法。    

Wang, Q., Zhou, Y., Wang, X. et al. Designing lithium halide solid electrolytes. Nat Commun 15, 1050 (2024).

https://doi.org/10.1038/s41467-024-45258-3

5. Nature Commun.：自组装水合铜配位化合物作为室温固态电池的离子导体  

作为固态电池的核心部件，现有的无机固态电解质和固体聚合物电解质都无法同时具备令人满意的离子电导率、电极相容性和加工性能。通过结合无机固态电解质中的高效Li+扩散通道和固体聚合物电解质中的极性官能团，可以设计出无机-有机混合固态电解质，以实现真正的性能融合和协同。在此，厦门大学Li Zhang和Qiaobao Zhang，中国科学院上海硅酸盐研究所Jianjun Liu证明，通过合理的结构设计，传统的金属配位化合物可以在室温下充当优异的锂离子导体。    

本文要点：

1）具体来说，研究人员通过自下而上的自组装合成了马来酸铜水合物纳米片，该纳米片具有高度有序的一维通道，这些通道通过 Cu²⁺/Cu⁺ 节点和马来酸配体相互连接，以及通道内丰富的 COO− 基团和结构水。

2）受益于离子跳跃和耦合解离机制的结合，Li⁺离子可以更好地快速传输通过这些通道。因此，注入Li⁺的马来酸铜水合物固态电解质表现出显着的离子电导率（室温下为1.17 × 10⁻⁴ S cm⁻¹）、高Li⁺迁移数（0.77）和4.7 V宽的工作窗口。更令人印象深刻的是，Li+注入马来酸铜水合物固态电解质被证明与正极和锂负极具有出色的兼容性，可实现超过800次循环的长期稳定性。

这项工作为探索基于金属配位化合物的优质室温离子导体带来了新的见解。

Zhan, X., Li, M., Zhao, X. et al. Self-assembled hydrated copper coordination compounds as ionic conductors for room temperature solid-state batteries. Nat Commun 15, 1056 (2024).

https://doi.org/10.1038/s41467-024-45372-2

6. PNAS：外延低孪晶Bi₂Se₃中三重对称螺旋光电流的产生

美国陆军作战能力发展司令部陆军研究实验室Blair C. Connelly通过在具有减少晶体孪晶外延生长的Bi₂Se₃中使用太赫兹光谱观察具有三重旋转对称性的螺旋光电流，并为拓扑绝缘体（TI）中强圆形光子拖曳效应（PDE）提供了证据。

本文要点：

1) 作者确定了孪晶畴如何引入晶体结构中固有的竞争非线性光学（NLO）响应，并通过引入寄生镜像对称性来掩盖几何敏感的光学过程。最小化孪晶缺陷具有强的NLO响应电流，其大小和方向取决于激发与晶体轴的排列，并遵循晶体的三重旋转对称性。

2) 此外，左/右旋圆偏振螺旋光反向产生的光电流保持很强的方位角依赖性。这一结果归因于圆形PDE，其中光子动量在实验室中施加面内场。该结果对于揭示耦合拓扑顺序和晶体对称性的隐藏现象至关重要。    

Blair C. Connelly, et al. Emergence of threefold symmetric helical photocurrents in epitaxial low twinned Bi₂Se_3. PNAS 2024

DOI: 10.1073/pnas.2307425121

https://doi.org/10.1073/pnas.2307425121

7. EES：以Ru位点为中心的异阴离子诱导结构不对称性改变了酸性水氧化的速率决定步骤

无Ir基析氧反应（OER）催化剂的探索是电解制氢的关键。近日，武汉理工大学Mu Shichun提出了一种Se，S杂阴离子调制策略，通过诱导结构不对称性来提高阳离子Ru位点的OER活性和稳定性。

本文要点：    

1) 由于介入Se和S在原子半径、金属性和电离能方面的差异，它不仅改变了原始RuS₂八面体排列和键长，还起到了电荷调控的作用，促进电子向Ru积累。此外，电子结构和配位环境优化的Ru₂（S₃Se）在质量和比活性方面分别达到了商用RuO₂的28.2倍和10.5倍。

2) 此外，Se和S的协同作用有效抑制了可溶性Ru物种的形成，从而提高了OER稳定性。理论计算和原位检测技术进一步揭示了Ru₂（S₃Se）表面的反应路径和结构变化，通过降低速率决定步骤（RDS）能垒和Se-Ru-S键强耦合使增强的性能合理化。

Ding Chen, et al. Heteroanion induced structural asymmetricity centered on Ru sites switches the rate-determining step of acid water oxidation. EES 2024

DOI: 10.1039/D3EE03396A

https://doi.org/10.1039/D3EE03396A

8. AM：作为生物可吸收电子系统的可调生物流体屏障的超薄氮氧化硅转移层

生物/生态可吸收电子系统除了有可能减少与废弃消费电子产品相关的固体废物流外，还为植入式医疗设备创造了独特的机会，这些设备可在有限的时间内满足需求，然后自然消失，从而不再需要拔牙手术。开发这种技术的一个关键挑战是材料可以作为周围地下水或生物流体的薄而稳定的屏障，但最终可以完全溶解并以明确的方式形成对生物和环境无害的最终产品。西北大学John A. Rogers等描述了一类无机材料（氮氧化硅，SiON），可以通过等离子体增强化学气相沉积（PECVD）形成薄膜用于此目的。

本文要点：

1）体外研究表明SiON及其溶解产物是生物相容的，表明其在可植入设备中的应用潜力。一种制造柔性晶片级多层膜的简易方法绕过了与无机薄膜的机械脆性相关的限制。系统的计算、分析和实验研究突出了基本材料方面。无线发光二极管（led）的体外和体内演示说明了这些材料策略的实际应用。

2）通过微调化学成分和厚度来选择降解速率和透水性的能力提供了获得一系列功能寿命以满足不同应用要求的机会。    

Z. Hu, et al, Ultrathin, Transferred Layers of Silicon Oxynitrides as Tunable Biofluid Barriers for Bioresorbable Electronic Systems. Adv. Mater. 2024, 2307782.

DOI: 10.1002/adma.202307782

https://doi.org/10.1002/adma.202307782