The swelling-shrinking transition of hydrogels is crucial for their wide applications such as actuators and drug delivery. We hereby fabricated a smart hydrogel with ferrocene groups on pendant of polymer networks. While it was immersed in the water-soluble pillar[6]arene (WP6) aqueous solution, the hydrogel was dramatically swollen, which was an approximately 11-fold promotion in weight compared with that in pure water, due to the formation of the inclusion complexes between WP6 and ferrocene groups in the hydrogel. In particular, the well-swollen hydrogel exhibited good responsiveness to multistimuli including temperature, pH, redox, and competitive guests by tuning the dissociation/formation of WP6-ferrocene inclusion complexes or the strength of their charges. Meanwhile, potential application of such a smart hydrogel in pH-responsive drug release was demonstrated as well.

Despite substantial progress made toward elucidating the natural radical enzymology with thiamine pyrophosphate (TPP)-dependent pyruvate:ferredoxin oxidoreductases (PFORs) and pyruvate oxidases (POXs), repurposing naturally occurring two-electron TPP-dependent enzymes to catalyze single-electron transformations with significant synthetic value remains a daunting task. Enabled by the synergistic use of visible-light photocatalyst fluorescein and a set of engineered TPP-dependent enzymes derived from benzoylformate decarboxylase (BFD) and benzaldehyde lyase (BAL), we developed an asymmetric photobiocatalytic decarboxylative alkylation of benzaldehydes and α-keto acids to produce highly enantioenriched α-branched ketones. Mechanistically, we propose that this dual catalytic radical alkylation involves single-electron oxidation of the enzyme-bound Breslow intermediate and subsequent interception of the photoredox-generated transient alkyl radical. In conjunction with visible light photoredox catalysis, thiamine radical biocatalysis represents an emerging platform to discover and optimize asymmetric radical transformations that are unknown to biological systems and not amenable to small-molecule catalysis.

Biological membranes exhibit extraordinary efficiency in processing ion permeability and selectivity. However, creating artificial membranes for an ideal ion separation is still challenging due to the subtle distinctions in valence and size among different ions. In the realm of biological recognition, the ultimate selectivity of ion channels is considered to stem from the specific binding interactions and appropriate charge density. Designing artificial membranes to achieve similar performance not only helps the understanding of complex ion transport in bioprocesses but also facilitates critical industrial separations. Inspiring by the remarkable performance in biological systems, a guanidinium‐based covalent organic framework membrane is designed, which exhibits an excellent capability to recognize mono‐/divalent cations, achieving K + /Mg 2+ selectivity up to 202 in a mixed salt solution. Furthermore, the membrane displays rapid ion transport owing to the uniform sub‐2 nm channels. The experimental results and molecular dynamics simulations illustrate that the charge‐assisted hydrogen bonding sites and the Cl − counter ions within 1D channels play critical roles in cations sieving. Specifically, divalent ions passing through the positively charged channels need to overcome higher energy barriers than monovalent ions. These findings offer promising avenues for the development of advanced multifunctional membranes for efficient ion separation and sustainable water‐related separations.

Highly crystalline COFs can improve the photocatalytic hydrogen peroxide yield.