We have designed and synthesized an isoreticular series of luminescent metal-organic frameworks (LMOFs) by incorporating a strongly emissive molecular fluorophore and functionally diverse colinkers into Zn-based structures. The three-dimensional porous networks of LMOF-261, -262, and -263 represent a unique/new type of nets, classified as a 2-nodal, (4,4)-c net (mot-e type) with 4-fold, class IIIa interpenetration. All compounds crystallize in a body-centered tetragonal crystal system (space group I41/a). A systematic study has been implemented to analyze their interactions with heavy metals. LMOF-263 exhibits impressive water stability, high porosity, and strong luminescence, making it an excellent candidate as a fluorescent chemical sensor and adsorbent for aqueous contaminants. It is extremely responsive to toxic heavy metals at a parts per billion level (3.3 ppb Hg2+, 19.7 ppb Pb2+) and demonstrates high selectivity for heavy metals over light metals, with detection ratios of 167.4 and 209.5 for Hg2+/Ca2+ and Hg2+/Mg2+, respectively. Mixed-metal adsorption experiments also show that LMOF-263 selectively adsorbs Hg2+ over other heavy metal ions in addition to light metals. The Pb2+ KSV value for LMOF-263 (55,017 M-1) is the highest among LMOFs reported to date, and the Hg2+ KSV value is the second highest (459,446 M-1). LMOF-263 exhibits a maximum adsorption capacity of 380 mg Hg2+/g. The Hg2+ adsorption process follows pseudo-second-order kinetics, removing 99.1% of the metal within 30 min. An in situ XPS study provides insight to help understand the interaction mechanism between Hg2+ and LMOF-263. No other MOFs have demonstrated such a high performance in both the detection and the capture of Hg2+ from aqueous solution.

Nanodrug‐based cancer therapy has been actively developed in the past decades. The main challenges faced by nanodrugs include poor drug loading capacity, rapid clearance from blood circulation, and low antitumor efficiency with high risk of recurrence. In this work, red blood cell (RBC) membrane camouflaged hollow mesoporous Prussian blue nanoparticles (HMPB@RBC NPs) are fabricated for combination therapy of cancer. The stability, immune evading capacity, and blood retention time of HMPB@RBC NPs are significantly enhanced compared with those of bare HMPB NPs. Doxorubicin (DOX), as a model drug is encapsulated within HMPB@RBC NPs with loading capacity up to 130% in weight. In addition, DOX loaded HMPB@RBC NPs show pH‐/photoresponsive release. The in vivo studies demonstrate the outstanding performance of DOX@HMPB@RBC NPs in synergistic photothermal‐/chemotherapy of cancer.

The Zn dendrite limits the practical application of aqueous zinc-ion batteries in the large-scale energy storage systems. To suppress the growth of Zn dendrites, a zinc ionophore of hydroxychloroquine (defined as HCQ) applied in vivo treatment is investigated as the electrolyte additive. HCQ dynamically regulates zinc ion concentration gradient, promoting even Zn plating at the anode/electrolyte interface. This is evidenced by the scanning electron microscopy delivering planar Zn plating after cycling, which is further supported by the X-ray diffraction spectroscopy revealing the growth of Zn (0 0 2) plane. Additionally, the reduced produced H2 during Zn plating/stripping is detected by the in-situ differential electrochemical mass spectrometry (DEMS), which shows the resistance of Zn (0 0 2) to hydrogen evolution reaction. The mechanism of dynamic regulation for zinc ion concentration is demonstrated by the in-situ optical microscopy. The hydrated zinc ion can be further plated more rapidly to the uneven location than the case in other regions, which is resulted from the dynamic regulation for zinc ion concentration. Therefore, the uniform Zn plating is formed. A cycling life of 1100 h is exhibited in the Zn||Zn symmetric cell at 1.6 mA cm−2 with the capacity of 1.6 mAh cm−2. The Zn||Cu battery exhibits a cycling life of 200 cycles at 4 mA cm−2 with a capacity of 4 mAh cm−2 and the average Coulombic efficiency is larger than 99 %. The Zn||VO2 battery with HCQ modified electrolyte can operate for 1500 cycles at 4 A g−1 with a capacity retention of 90 %. This strategy in the present work is wished to advance the development of zinc-ion batteries for practical application.

Three dimensional (3D) framework structure is one of the most effective ways to achieve uniform zinc deposition and thus inhibit the Zn dendrites growth in working Zn metallic anode. A major challenge facing for the most commonly used 3D zincophilic hosts is that the zincophilic layer tends to peel off during repeatedly cycling, making it less stable. Herein, for the first time, a hetero‐superlattice Zn/ZnLi (HS‐Zn/ZnLi) anode containing periodic arrangements of metallic Zn phase and zincophilic ZnLi phase at the nanoscale, is well designed and fabricated via electrochemical lithiation method. Based on binding energy and stripping energy calculation, and the operando optical observation of plating/stripping behaviors, the zincophilic ZnLi sites with a strong Zn adsorption ability in the interior of the 3D ZnLi framework structure can effectively guide uniform Zn nucleation and dendrite‐free zinc deposition, which significantly improves the cycling stability of the HS‐Zn/ZnLi alloy (over 2800 h without a short‐circuit at 2 mA cm−2). More importantly, this strategy can be extended to HS‐Zn/ZnNa and HS‐Zn/ZnK anodes that are similar to the HS‐Zn/ZnLi microstructure, also displaying significantly enhanced cycling performances in AZIBs. This study can provide a novel strategy to develop the dendrite‐free metal anodes with stable cycling performance.

Three dimensional (3D) framework structure is one of the most effective ways to achieve uniform zinc deposition and thus inhibit the Zn dendrites growth in working Zn metallic anode. A major challenge facing for the most commonly used 3D zincophilic hosts is that the zincophilic layer tends to peel off during repeatedly cycling, making it less stable. Herein, for the first time, a hetero‐superlattice Zn/ZnLi (HS‐Zn/ZnLi) anode containing periodic arrangements of metallic Zn phase and zincophilic ZnLi phase at the nanoscale, is well designed and fabricated via electrochemical lithiation method. Based on binding energy and stripping energy calculation, and the operando optical observation of plating/stripping behaviors, the zincophilic ZnLi sites with a strong Zn adsorption ability in the interior of the 3D ZnLi framework structure can effectively guide uniform Zn nucleation and dendrite‐free zinc deposition, which significantly improves the cycling stability of the HS‐Zn/ZnLi alloy (over 2800 h without a short‐circuit at 2 mA cm−2). More importantly, this strategy can be extended to HS‐Zn/ZnNa and HS‐Zn/ZnK anodes that are similar to the HS‐Zn/ZnLi microstructure, also displaying significantly enhanced cycling performances in AZIBs. This study can provide a novel strategy to develop the dendrite‐free metal anodes with stable cycling performance.