CAAC 配体稳定 Cu8(μ3-S)4 簇的边界:多核金属–硫纳米组装中强场配体的作用极限
环状(烷基)(氨基)卡宾(CAAC)配体可维持 Cu8(μ3-S)4 簇的溶液完整性与热稳定性,但无法阻止核介导的内部降解。电化学与质子化实验显示,该簇在化学应力下的结构边界由核心拓扑与 Cu–S 键不稳定性决定,而非局部金属–配体键合;DFT 分析表明 CAAC 通过显著的反式影响强化外围 Cu–S 键,三角锥形(μ3-S)基元仍易受质子诱导的键活化和氧化 S–S 偶联影响。
环状(烷基)(氨基)卡宾(CAAC)配体可维持 Cu8(μ3-S)4 簇的溶液完整性与热稳定性,但无法阻止核介导的内部降解。电化学与质子化实验显示,该簇在化学应力下的结构边界由核心拓扑与 Cu–S 键不稳定性决定,而非局部金属–配体键合;DFT 分析表明 CAAC 通过显著的反式影响强化外围 Cu–S 键,三角锥形(μ3-S)基元仍易受质子诱导的键活化和氧化 S–S 偶联影响。
细胞外重构的基因表达可控制细胞骨架网络的组成与动力学,将合成生物学工具引入活性物质研究。该工作为基因编程生物材料开辟了一条路径。
气凝胶凭借超低密度、超低热导率和优异热稳定性,其纳米多孔结构可满足锂离子电池热失控防护的核心要求。该综述梳理了锂离子电池热失控机理与近期热防护技术,对用于热失控抑制的气凝胶进行分类,总结研究进展与应用,并分析关键技术瓶颈与未来发展方向。
采用分子模拟指导的水合低共熔溶剂(H-DES)策略解构大麻秆,草酸基 H-DES 去除 81.9% 半纤维素和 53.8% 木质素并保留纤维素 I 结晶度。经球磨制得平均直径 37.5 nm、zeta 电位 −29.8 mV 的分散稳定木质纤维素纳米纤丝(LCNFs)。
一种填充向列相液晶与两层MeLPPP(甲基取代梯形聚对苯撑)的光学微腔,在室温下实现了光量子流体的超固态。液晶诱导的Rashba-Dresselhaus自旋-轨道耦合在色散中形成两个简并极小值,激子-极化激元在其中凝聚,实空间呈现随机分布的密度条纹,表明条纹对无序势免疫并自发破缺平移不变性。凝聚体中还随机出现涡旋。
研究提出“框架挖掘”策略,在UiO-66中引入缺失Zr6节点的缺陷形成局部扩大空腔,原位组装Cu3分子簇得到Cu3@UiO-66-Exc。该材料在亚硝酸盐电还原中NH3法拉第效率达98.7%,产率19.21 mg cm−2 h−1,累计电解300 h性能稳定。DMPO-H自旋捕获、原位红外光谱与理论计算表明,限域的Cu3结构促进了活性氢生成及含氮中间体的连续加氢。
推荐理由:通过缺失Zr6节点的缺陷在UiO-66内造出局部空腔,为Cu3团簇的原位限域组装提供了一条可迁移的载体设计思路。
离子液体修饰的金属有机框架 IL@PCN-250-Fe2Co 与三核铜共价有机框架 HTP-Cu3-imi-COF 组成两步串联平台,实现从空气 CO2 和 N2 光催化合成尿素,产率达 259.87 µg·g cat⁻¹·h⁻¹。
稳定有机π-自由基凭借未配对电子在扩展共轭骨架上的离域,具备自旋依赖电子结构、窄带隙和多氧化还原态,其双线态发射、增强光热转换与Type-I光敏化等激发态动力学特征使其成为下一代光诊疗剂的有力候选。该综述系统梳理了π-自由基平台在荧光成像、光声成像、光热治疗、光动力治疗和光免疫治疗中的近期进展,并审视了其光诊疗应用面临的剩余挑战与新兴前景。
对 73 名受试者接种 Moderna mRNA-1273(三种配方)、Pfizer/BioNTech BNT162b2 或 RBD mRNA 疫苗(三个剂量)后的系列血样分析显示,mRNA 衰减速度以 mRNA-1273 最快、BNT162b2 居中、RBD 疫苗最慢,可电离脂质衰减顺序相同。
研究团队用主链 14C 标记的聚苯乙烯纳米塑料(PS-NPs,干态一次粒径约 80 nm)以 0.4 mg kg–1 day–1 剂量口服暴露蛋鸡,构建了全身体质量平衡分布图。
推荐理由:用主链 14C 标记的 PS 纳米塑料在蛋鸡体内做全身体质量平衡,给出各器官与蛋中的定量分布区间。
该综述将肾脏解构为五个串联的生物-纳米界面,并定义纳米颗粒在各界面处的命运规则,同时揭示肾病微环境如何通过界面重编程改写这些转运规则。针对肾小球疾病、肾小管损伤和间质-血管疾病三类病理模块,分别提出利用屏障破坏实现靶向滞留、经基底外侧途径绕过受体下调导致的摄取下降、以及借助微环境特征构建局部药物储库的递送策略。未来材料设计需朝向动态界面响应、精确亚细胞区室化和安全清除方向推进。
研究团队将封装蛋白(encapsulin)改造为可编程纳米反应器,在腔内同时组装 DAAO 酶与生物矿化的钯纳米酶,构建酶–纳米酶级联体系 EcENN。分子动力学模拟显示 Pd 纳米酶富集在酶表面,减少中间体扩散损失;实验室中丙酮酸滴度提高 7 倍,中试规模转化率达 93.1%,游离 DAAO 为 49.7%。该策略面向 α-酮酸与药物中间体合成。
推荐理由:作者把封装蛋白与钯纳米酶共组装成纳米反应器,给出级联催化在中试规模下的转化率对比,可作为酶固定化路线的参照。
通过4-cyclopentene-1,3-dione与高对称性zigzag (10,0) 单壁碳纳米管发生[2+2]环加成反应,选择性创建了有机色心(OCC)。
研究识别出胶原模拟肽C端一种含分子内CO···HN接触的β-转角样构象,它竞争性抑制三螺旋组装。在POG构架中,C端伯酰胺经涉及脯氨酸羰基的瞬态分子内接触促进该状态,削弱链间氢键并扰动末端聚脯氨酸II几何;N-甲基化或酯化可抑制β-转角形成,使稳定性最高提升7.5 °C,而GPO构架中同一端基反而强化链间氢键。
推荐理由:原文用DFT、NMR与晶体学数据把胶原三螺旋的构架依赖性稳定归因于C端β-转角竞争构象,为多肽端基设计提供了可迁移的结构依据。
这篇综述从状态变量可靠性角度讨论面向空间、航空航天、核与低温等极端环境的神经形态器件,指出辐射、温度极端和真空/低压会扰动缺陷生成、离子与电子输运、界面化学、开关路径和信号读出,从而改变模拟调制、塑性、记忆保持、阈值动态与读出稳定性。
该综述提出一个统一框架,将光热纳米材料工程、纳米尺度温度测量与热控制策略三个传统上相互脱节的方向整合起来,用于光热纳米反应器开发。文章系统分类并评估了现有温度传感与热调控技术,讨论其在纳米尺度光热应用中可靠运行的适配与集成方式,并指出理性设计可自主监测和调节自身热微环境的光热纳米反应器所需的基础科学与技术要求。
研究发现 atropopeptide 生物合成中,决定细胞色素 P450 交联模式的是核心肽长度而非序列,长度差异导致从单环到多环结构的复杂性分化。成熟 atropopeptide 中一个内部氨基酸被异常蛋白酶切除后,肽自发转化为含吡咯并吲哚啉的二酮哌嗪(DKP),实现非酶促骨架跃迁。atropopeptide 与相应 DKP 均具抗病毒活性,其结构多样性可通过前体工程进一步扩展。
通过配位位点占据策略调控离域π共轭有机配体、d0 Mo6+中心与定域π共轭过氧配体三种SHG活性单元的几何排列与电子耦合,制得三种配位位点占据度递增的过氧钼酸盐配合物。
研究人员构建了 Eu 功能化的 Ce-MOF/CTF 异质界面,通过 Ce³⁺/Ce⁴⁺ 价态演化动态重构界面电荷转移网络,同步调控 Eu 中心发光、CTF 荧光与纳米酶催化输出,实现双模式 H₂O₂ 传感。该界面光学响应可集成到柔性静电纺丝膜与机器学习辅助视觉识别系统中,实现便携式双模式可视化传感。
研究报道了一种 Z 型 CuWO4/聚庚嗪酰亚胺异质结,其不对称 Cu2+/Cu+ 双位点用于 CO2 光催化还原制乙醇。CuWO4 中的位点选择性氧空位诱导生成结构相同但电荷不对称的相邻 Cu 位点,增强 CO2 活化并稳定相邻 *CO 中间体,促进 C─C 键形成;原子级键合的 O─W─N 异质界面实现定向 Z 型电荷转移,为 CuWO4 表面供给光生电子并稳定该双位点。
推荐理由:原文给出 Z 型异质结中不对称 Cu2+/Cu+ 双位点的构建思路与纯水中乙醇产率,可了解光催化 CO2 制多碳产物的界面设计路径。
在二维共轭有机框架中,通过邻近工程精确调控双原子 Co 位点的 Co–Co 间距并保持局域配位环境,诱导位点间电子耦合,形成高自旋与低自旋 Co 构型共存。该催化剂半波电位达 0.96 V(vs. RHE),优于空间分离对照样与商业 Pt/C,并可同时高效介导 O₂ 与 H₂O₂ 还原、抑制过氧化物分解。用于可充电锌–空气电池与过氧化物辅助铝–空气电池时性能提升。
分子光开关领域正通过吸收光谱的极端红移,实现近红外(NIR)波段的直接激发响应。这篇综述梳理了实现NIR响应性的设计原则,并展示了低能量光调控分子状态所带来的独特优势。文章还展望了该方向未来的机遇与挑战。
球形表面胶体纳米晶堆积的相变研究中发现一种非常规固态区间,表现为疤痕涨落增强的快速动力学,该区间由疤痕的构象熵主导。这种熵效应对动力学的调控随体系尺寸呈非单调依赖,并在中等与大尺寸下产生此前实验和理论模型中均未出现的不同标度律。
采用聚乙烯吡咯烷酮辅助相稳定制备的 CsPbI3 薄膜,经平面热压工艺首次制成垂直腔面发射激光器(VCSEL),两个分布式布拉格反射镜构成垂直腔。优化器件在 720.4 nm 实现光泵浦激射,阈值能量密度低至 2.8 µJ cm⁻²,且环境条件下工作稳定。
在富水 AlCl3 溶液中,DMSO、DMA、DMF 通过氢键与 Al 配位水发生偶极–偶极作用,扭曲 [Al(H2O)6]3+ 溶剂化壳层,从而在不直接配位的情况下提高 Lewis 酸性 Al 中心的可及性,去屏蔽能力依次为 DMF < DMA < DMSO。
含手性嵌段的嵌段共聚物可自组装形成螺旋相(H*),三嵌段共聚物则形成交替 gyroid 相(GA),手性可控,经电子断层扫描证实。含聚乳酸的体系被用作代表,通过 ECD 追踪分子手性、C═O VCD 追踪构象手性、电子断层扫描表征相手性,C–O–C VCD 揭示链间手性相互作用。借助非共价手性诱导,将手性掺杂剂与无手性嵌段结合,可由无手性嵌段共聚物获得手性可控的 H*。
综述聚焦水凝胶成型微针(HFMN)储库贴片这一多层集成器件架构,用于亲水性生物大分子的可控透皮递送,以突破角质层对大分子被动运输的限制。重点讨论纤维素衍生物、海藻酸盐、壳聚糖(CS)、PEO、羧甲基壳聚糖(CMCS)和氧化多糖等可持续聚合物,以及加压纺丝(PG)等可规模化制造路线。
Nature Materials 刊发评论指出,在单一分子网络中整合不同的编织拓扑,可产生耦合的变形模式和自适应吸附行为。文章认为这标志着研究重心从构建分子拓扑转向利用拓扑实现功能。
推荐理由:文章讨论把不同编织拓扑整合进同一分子网络后产生的耦合变形与自适应吸附行为,可了解拓扑结构从构建走向功能利用的思路。
光响应分子两亲物通过在两亲性光响应核心上引入两亲基团,在水介质中桥接合成有机分子与功能性光响应软物质。该综述按含水界面、溶液态和宏观软支架三类水环境,总结了光响应分子两亲物如何通过引入光响应基团适配多种应用。
功能核酸(FNA,包括适配体与DNAzyme)在真实样本中常因核酸酶降解、基质效应和界面损失而失效,其稳定性须重新定义为在检测相关条件下保持折叠、结合、催化与信号生成的能力。
针对脊髓损伤后少突胶质细胞死亡与轴突脱髓鞘,该综述分析了调控少突胶质谱系的控释系统演进,涵盖提供力学与拓扑线索的支架等宏观与微观平台,以及递送小分子与治疗性寡核苷酸的纳米颗粒和外泌体等纳米载体。文章还讨论了从临床前创新到临床应用的转化差距。
α-elastin 这一弹性蛋白来源的 IDP 在较宽离子强度范围内呈现两个不同的液−液相分离(LLPS)区间:低离子强度下 LLPS 被抑制,高离子强度下则被增强。低离子强度区间落在生物溶液常见范围内,高离子强度区间则超出生理条件。光散射表征显示,相边界对离子强度的敏感性源于净弱蛋白质−蛋白质相互作用与溶剂热力学(疏水水合)之间的耦合。
水相 ROMP 因 Grubbs 催化剂在水介质中不可避免的分解而合成效率低、控制性差,过去数十年对其分解机制的认识推动了多种先进水相 ROMP 策略的出现。这些策略已用于制备拓扑高分子、纳米结构高分子纳米物体和高分子–蛋白质生物偶联物,并显著降低了缺乏催化剂合成背景的研究者的使用门槛。
在 COK-47 系列中引入联苯二甲酸酯(biph)与联吡啶二甲酸酯(bipy)两种配体,365 nm 连续光照下 COK-47 biph 光催化活性最高,为 COK-47 bipy 的三倍;而 COK-47 bipy 的光充电容量提升八倍,经多光谱方法证实形成 Ti³⁺ 与还原态配体作为存储单元。
主客体工程通过在限定主体环境中选择性识别、配位、限域或再分配客体物种,为先进电池中离子缔合、溶剂化/去溶剂化、界面转移与反应中间体转化提供分子级调控手段。该综述覆盖液体电解质、固态与准固态电解质、电极–电解质界面及固–液转换正极,并跨场景定量比较分子级调控与电池性能的关联。有效调控需在客体调控效果与客体动态柔性之间取得平衡,而非单纯追求最大化结合或限域。
研究人员首次在金属–有机框架(MOF)中实现自旋的光学检测,所用体系为卟啉基铝MOF(Al-PMOF),其卟啉发色团配体可高效产生三重态。电子顺磁共振显示这些三重态在50 K下自旋相干时间T2约为几微秒,并在77 K下通过近红外ODMR成功检测到光学检测磁共振信号。该结果为利用自下而上组装的新一代量子传感应用开辟了道路。
生物分子相分离(BPS)涵盖液-液、液-凝胶和液-固转变,其失调是神经退行性疾病、癌症和自身免疫病的致病驱动因素。该综述梳理了相态间动态互变如何调控核心生理过程并驱动病理发生,并建立“性质-设计-功能”范式将相分离的物理化学规则转化为理性生物材料工程。文章系统评估了通过诱导或抑制BPS靶向异常凝聚体的治疗策略,以及细胞模拟系统、响应性药物递送平台、生物活性支架和高性能成像探针等BPS启发材料。
干燥热处理加剧了橡胶木应拉木(TW)与正常木(NW)的结构与化学差异,TW 保留更高纤维素和更低木质素含量,其 G 层出现明显收缩、降解与部分剥离。210 °C 下 TW 的 G 层自荧光信号增强,提示可能形成碳水化合物来源的假木质素沉积,GC−MS 分析给出了 TW 与 NW 不同的假木质素潜在形成路径。G 层的高纤维素结晶度与低半纤维素含量使 TW 具有更优的热稳定性。
这篇综述梳理了压电材料如何通过机械或电化学激发构建动态内建电场,以调控离子迁移、界面电荷行为与反应动力学。在电极中,压电性可加速界面离子扩散、提升氧化还原动力学并抑制副反应;在负极侧,压电极化场作为额外驱动力调控离子通量、促进金属均匀沉积,从而缓解枝晶生长。在电解质与隔膜中,压电材料可提升离子电导率、稳定电极/电解质界面并均匀化离子分布,改善电化学稳定性与反应可逆性。
研究将原子精确的 Ag6 纳米簇固定于 K+、Rb+、Cs+ 配位的 γ-环糊精 MOF 中,单晶 X 射线衍射解析出 Ag6/M+/γ-CD(M = K、Rb、Cs)系列结构。Ag6 纳米簇的引入显著调控了体系光物理性质,诱导超分子手性并实现二次谐波产生,同时表现出热活化延迟荧光。该杂化框架还呈现明显的圆偏振发光,源于 γ-CD 主体的手性传递与 Ag6 纳米簇周围有序配体壳层。