BEAT365唯一官网任祥忠教授团队在国际著名期刊《ACS Nano》（影响因子17.1，中科院JCR 1区，TOP期刊）发表了题为“Biomimetic Nanozyme-Decorated Hydrogels with H2O2‑Activated Oxygenation for Modulating Immune Microenvironment in Diabetic Wound”的研究论文。该团队博士后赵月为论文第一作者，beat365体育官网平台任祥忠教授、上海交通大学李祖浩和龚巧云教授、南洋理工大学赵彦利教授为共同通讯作者。beat365体育官网平台为第一作者单位和第一通讯单位。
糖尿病是指由遗传因素、内分泌功能紊乱或膳食不平衡等各种致病因子作用，导致胰岛功能减退、胰岛素抵抗等而引发的糖、蛋白质、脂肪、水和电解质等一系列代谢紊乱综合征。糖尿病足溃疡（Diabetic Foot Ulcers, DFU）是糖尿病患者常见的严重慢性并发症，致残率及致死率较高。15%~25%的糖尿病患者一生将出现DFU，其中28%患者需要接受不同方式的截趾/肢治疗。DFU患者死亡风险比单纯糖尿病患者高40%，截肢后死亡率高达74%。基于此，设计和开发具有快速促进伤口愈合的伤口敷料具有广阔的应用前景。目前，多种功能性纳米纤维、多孔泡沫、海绵、高分子膜和水凝胶已被开发并用于DFUs的治疗。与其他传统伤口敷料相比，导电水凝胶因其具有传统高分子材料和有机导体的协同优势，例如含水量高、三维网络结构、良好的电子传输与离子传输能力和高度可调的弹性模量等。基于以上优点，导电水凝胶具有保持DFUs伤口湿润，吸收伤口渗透液，允许物质交换和气体运输等特点，在促进DFUs伤口修复方面具有独特的魅力。
尽管基于导电水凝胶的DFUs伤口敷料，但是这些常规的导电水凝胶仍然无法对DFUs伤口复杂的微环境进行调节。这是因为DFUs伤口严苛的微环境（长期炎症、强烈的蛋白质水解、过度的氧化应激）会导致伤口处巨噬细胞从促炎性M1表型转变成抗炎性M2表型的能力减弱，从而导致M1巨噬细胞的富集，进一步加重DFUs的病情。基于此背景，开发具有改善DFUs伤口病理微环境的导电水凝胶伤口敷料具有重要意义。尤其是能够向修复组织输送氧气，并消除大量堆积的活性氧自由基（Reactive Oxygen Species，ROS）的导电水凝胶伤口敷料开发，对于实现DFUs病理微环境的调控，并促进伤口愈合，具有重要研究意义。
仿生学是构建多功能平台的一种可行策略，同时也克服了水凝胶的局限性。在生命系统中，一系列天然酶参与复杂的生物催化过程，对生命起着至关重要的作用。最令人印象深刻的例子之一是过氧化氢酶(CAT)，它可以通过将H2O2转化为氧气来去除皮肤上的H2O2。由于天然酶具有成本高、稳定性低、对外部条件敏感、回收和储存困难等内在局限性，在恶劣条件下难以进行反应。在这项研究中，作者将MnCoO@PDA纳米酶，PAN，HA和PVA超分子自组装，制备出一种全新的皮肤启发的多功能导电水凝胶。从功能上讲，以皮肤的多功能为灵感，制备出集大范围可调的机械性质以及优异的加工性能等多功能于一身的导电水凝胶MnCoO@PDA/CPH。从应用上讲，MnCoO@PDA/CPH有催化H2O2分解产生O2的功能，此作用进一步加强伤口处巨噬细胞从促炎性M1表型转变成抗炎性M2表型的能力，从而减少M1巨噬细胞的富集改善伤口处炎症状况。动物实验表明，MnCoO@PDA/CPH可以直接粘附在潮湿溃烂的伤口表面，为伤口的愈合提供一个适宜的环境。免疫荧光染色实验结果证明，水凝胶可以通过促进血管生成以及促进胶原沉积等途径，有效地促进创面愈合(图1)。
论文链接： https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c03761
BEAT365唯一官网任祥忠教授团队在国际著名期刊《Small》（影响因子13.3，中科院JCR 1区，TOP期刊）上发表了题为《Engineering Energy Level of FeN4 Sites via Dual-Atom Site Construction Toward Efficient Oxygen Reduction》的研究论文。该团队罗兆艳助理教授和硕士生李先亮为共同第一作者，任祥忠教授，张雷教授和孙学良院士为共同通讯作者。beat365体育官网平台为第一作者单位和第一通讯单位。
基于M-Nx的单原子催化剂在氧还原反应中具有广阔的应用前景。然而，由于M-N-C催化剂对氧的吸附能不完善，其性能还远远不能令人满意。本文利用单原子Fe-N-C作为模型体系，并报告了相邻的Ru-N4片段调制效应，以优化催化剂的电子构型和ORR性能。理论模拟和物理表征表明，Ru-N4位点作为调制剂可以改变Fe中心的d波段电子能，从而减弱Fe-O的结合亲和力，从而导致ORR中间体在Fe位点的吸附能降低。由于邻近的Fe和Ru单原子对的协同作用，FeN4/RuN4催化剂在0.1 m KOH下循环10000次后，其半波电位为0.958 V，活性下降可以忽略。在阴极侧使用该催化剂的金属-空气电池表现出219.5 mW cm - 2的高功率密度和超过2370 h的优异循环稳定性，优于最先进的催化剂。
FeN4/RuN4催化剂的可控制备
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202205283
BEAT365唯一官网任祥忠教授团队在国际著名期刊《Small》（影响因子13.3，中科院JCR1区，TOP期刊）上发表了题为《Building Atomic Scale and Dense Fe-N4 Edge Sites of Highly Efficient Fe-N-C Oxygen Reduction Catalysts Using a Sacrificial Bimetallic Pyrolysis Strategy》的研究论文。该团队罗兆艳助理教授为第一作者，任祥忠教授，张雷教授和孙学良院士为共同通讯作者。beat365体育官网平台为第一作者单位和第一通讯单位。
用过渡金属和氮共掺杂碳催化剂(M/N/C, M = Fe, Co, Mn等)替代高成本和稀缺的铂(Pt)用于质子交换膜燃料电池中的氧还原反应，在很大程度上受到M/N/C的ORR活性不理想的阻碍，因为M/N/C的位置利用率低，M-N4活性中心的固有活性较差。本文采用牺牲双金属热解策略，通过在ZIF-8的骨架中植入Cd离子来合成Fe-N-C催化剂，从而暴露了难以接近的FeN4边缘位点(即活性位点密度(SD)的增加)，并在阴极催化剂层上实现了快速的质量输运。最终得到的Fe(Cd)-N-C催化剂的活性位点密度为33.01 μmol g−1(位点利用率为33.01%)，是Fe-N-C催化剂的5.8倍以上。特别是，该催化剂在0.1 m HClO4电解液中具有很高的ORR性能，半波电位为0.837 (vs RHE)，超过了大多数铁基催化剂。
Fe(Cd)-N-C催化剂的可控制备及其形貌表征
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202304750
BEAT365唯一官网任祥忠教授团队在国际知名期刊《Journal of Colloid and Interface Science》（影响因子9.965，中科院JCR 1区，TOP 期刊）上发表了题为《Revealing the role of hydrogen bond coupling structure for enhanced performance of the solid-state electrolyte》的研究论文。该团队硕士研究生蔡明辉为第一作者，任祥忠教授和博士后任志恒为共同通讯作者。beat365体育官网平台为第一作者单位和唯一通讯单位。
传统的PEO-锂盐聚合物电解质离子电导率低，界面稳定性差，导致其电容利用率低，电池性能差。在聚合物基体中引入填料制备复合聚合物电解质（CPEs）是降低聚合物电解质结晶度和增加离子电导率的有效方法。该论文精心设计了一系列多孔HCP（使用芳香族聚合物，KAPs），它们在分子水平上具有富氢键结构，刚性超交联含磷配体骨架可以显著提高PEO基SPEs的机械强度。经过电化学性能测试ILs@KAP1-PEO组装的磷酸铁锂电池在1C时具有较高的初始放电比容量约156mAh/g，循环300次后剩余容量约为121.8mAh/g（容量保持率为78.07%）。
ILs@KAP1-PEO-CPE的制备工艺
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021979723015151
BEAT365唯一官网任祥忠教授团队在国际著名期刊《Journal of Materials Chemistry A》（影响因子14.5，中科院JCR 2区，TOP期刊）发表了题为《An in situ formed copolymer electrolyte with high ionic conductivity and high lithium-ion transference number for dendrite-free solid-state lithium metal batteries》的研究论文。该工作该团队博士后任志恒和硕士研究生李继潇为共同第一作者，任祥忠教授和梁健能专职研究员为共同通讯作者。beat365体育官网平台为唯一作者单位和唯一通讯单位。
本研究工作选用了 1， 3， 5-三噁烷（TXE）与 DOL 进行开环共聚合， 制备了一种新型共聚物电解质（copolymer electrolyte，CPE），所合成的准固态电解质 SN-CPE 在室温下具有 4.06×10-4 S cm-1 的高离子电导率和高达 0.881 的锂离子迁移数，电化学窗口也拓宽到 5.1 V。得益于 SN-CPE 的优异电化学性能和原位聚合方法的优势，基于 SN-CPE 的 LFP/Li、 LiCoO2/Li、 NCM811/Li 等体系在室温下实现了良好的循环稳定性，并且制作了柔性的软包电池点亮 LED 灯，为开发可靠安全的高能量密度锂金属电池提出了新的思路。
SN-CPE的磷酸铁锂电池性能及与锂金属界面的SEM图像
论文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/ta/d2ta07516d
BEAT365唯一官网任祥忠教授团队在国际著名期刊《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》（影响因子8.4，中科院JCR 1区，TOP期刊）上发表了题为《Encapsulating Multielectron CoCO3 Spindle-like Nanoclusters in 3D Ascorbic Acid Preintercalated Porous Ti3C2Tx MXene Architectures toward Superior Lithium Storage》的论文。该团队研究生吴晓超和张鹏涛为共同第一作者，任祥忠教授和范爽专职研究员为共同通讯作者。beat365体育官网平台为唯一作者单位和唯一通讯单位。
CoCO3/AA-Ti3C2Tx体系结构的合成路线示意图和性能图
可充电锂离子电池（LIBs）在实际商业化和可再生能源利用中引起了相当大的关注，然而，商业石墨材料的低理论比容量严重抑制了LIBs的实际能量密度。为此，设计具有优异倍率性能和优异循环寿命的先进电极材料，以促进LIBs的快速应用发展。本文工作中深入研究了多电子转化的碳酸钴（CoCO3）和具有丰富的表面活性反应位点的3D多孔抗坏血酸（AA）预插层Ti3C2Tx（AA-Ti3C2Tx）的集成优势，精心制造了CoCO3哑铃状纳米团簇均匀分布在3D多孔AA-Ti3C2TX中，不仅保持结构完整性，而且还提高了电极材料的电子电导CoCO3/AA-Ti3C2Tx负极在200个循环后显示出987.6 mAh g-1（在200 mA g-1下）的超高可逆容量和卓越的倍率性能（在2000 mA g-1下在500个循环后显示出547.2 mAh g-1）。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.3c05677
BEAT365唯一官网任祥忠教授团队在国际知名期刊《Journal of Alloys and Compounds》（影响因子6.2，中科院JCR 2区，TOP期刊）上发表了题为《N, S heteroatom co-doped carbon-based materials carrying Mn and Co atoms as bifunctional catalysts for stable rechargeable zinc-air batteries》的论文。该团队硕士生李先亮为第一作者，任祥忠教授和罗兆艳助理教授为共同通讯作者。beat365体育官网平台为唯一作者单位和唯一通讯单位。
合理设计高效的双功能氧电催化剂对可充电锌空气电池具有重要意义，但也具有一定的挑战性。本文构建了一种新型高性能双功能氧电催化剂，用于可充电锌-空气电池，该催化剂基于双金属Mn@Co-NC封装在原位生长的N, S掺杂石墨碳框架中，并具有多孔三维(3D)结构。最终催化剂具有0.89 V的高半波电位和0.38 V的低过电位，可实现10 mA cm−2的析氧电流密度。使用液体电解质的组装锌空气电池和使用该催化剂的全固态电池表现出优异的充放电性能、长寿命和高灵活性。
Mn@Co-N-C合成示意图
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925838823000592?via%3Dihub
BEAT365唯一官网任祥忠教授团队在国际知名期刊《Electrochimica Acta》（影响因子6.6，中科院JCR 2区，TOP期刊）上发表了题为《Ferrocene Preintercalated Vanadium Oxides with Rich Oxygen Vacancies for Ultrahigh Rate and Durable Zn-Ion Storage》的论文。该团队硕士研究生龚洋洋为第一作者，任祥忠教授和范爽专职研究员为共同通讯作者。beat365体育官网平台为唯一作者单位和唯一通讯单位。
水系锌离子电池由于其安全属性、低成本、环境友好、高理论比容量、水系离子电导率较高（～1 S cm-1）和Zn2+/Zn 的低氧化还原电位等优点，在下一代电化学储能系统中具有竞争力。然而，低电导率和窄晶面间距往往导致不理想的反应动力学和结构崩塌，从而阻碍了其Zn2+存储应用。本文工作中首次报道了独特的有机金属化合物（二茂铁）的氧化还原插层到层状水合氧化钒（Fec/Od-VO）优化组装为水系ZIBs的新型正极材料，并探索了Fec/Od-VO内在形成机理以及储锌机制。在 2 A g-1 电流下的比容量高达 314.7 mA h g-1，并在 20 A g-1 电流下 3000 次循环后具有 170.8 mA h g-1 的优异长期循环稳定性。
Fec/Od-VO的形态结构示意图及结构形貌表征图
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013468622018497
上述研究得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金、深圳市科技计划项目等资助。
