隔膜结构与电解液化学对LMR正极||µ-Si负极锂离子电池电化学稳定性的协同效应
将传统聚烯烃Celgard 2500隔膜换为静电纺PAN膜后,LMR||µ-Si电池循环稳定性显著提升,约230次循环后仍保持80%初始容量,而Celgard电池不到75次循环即出现容量滚降。采用DMFSA与FEC共溶剂优化电解液后,无论何种隔膜,电池寿命均延长至400次循环以上。隔膜选型与电解液配方的协同作用可稳定正负极界面。
将传统聚烯烃Celgard 2500隔膜换为静电纺PAN膜后,LMR||µ-Si电池循环稳定性显著提升,约230次循环后仍保持80%初始容量,而Celgard电池不到75次循环即出现容量滚降。采用DMFSA与FEC共溶剂优化电解液后,无论何种隔膜,电池寿命均延长至400次循环以上。隔膜选型与电解液配方的协同作用可稳定正负极界面。
研究将空心石墨烯壳(GS)球作为浆料相容的孔隙工程添加剂引入硅基负极,在5–60–5 MPa压力循环下,SiOx/GS电极的厚度恢复指数为4.18个百分点,原始SiOx为1.24个百分点。
推荐理由:原文给出空心石墨烯壳作为浆料相容添加剂的厚度恢复与循环数据,读者可据此判断其在硅基负极应力调控中的可用性。
研究采用定向声场构建(DAC)技术制备了仿指纹弹性体微结构,并揭示声固化、颗粒增强与性能调控的机理。PDMS 的声致固化源于物理、化学与机械效应的协同作用,加入金刚石颗粒可增强这三种声学效应,从而促进聚合与固化并拓宽声波可调的性能范围。
推荐理由:原文揭示了定向声场构建中声固化、颗粒增强与性能调控的协同机理,读者可据此判断梯度微结构的可调范围。
基于非晶GaOₓ介电层的多功能垂直体异质结晶体管(MVBT)在单器件内集成深紫外光电探测、阈值神经元放电、宽带光电突触和可重构逻辑门四种功能。两端模式下a-GaOₓ的紫外选择性光响应与电化学反应分别实现深紫外探测和神经元放电,三端模式下有机体异质结活性层支持紫外至近红外光电突触响应,非对称界面载流子注入势垒实现偏压可重构AND/OR逻辑。
Nature Chemistry 刊出的这篇观点指出,一种液态电解质设计可在极端温度与充电倍率条件下为硅负极提供界面保护并减少电极膨胀,同时具备耐锂沉积能力。硅负极虽能提升锂离子电池能量密度,但在上述工况下面临可逆性挑战。
推荐理由:面向硅负极在极端温度与倍率下的可逆性难题,这篇观点梳理了液态电解质设计如何兼顾界面保护与耐锂沉积。
研究合成了碘化与氟化氰基丙烯酸酯并用于液体栓塞组合物,其中 2-碘乙基 2-氰基丙烯酸酯(IECA)的计算碘浓度为 1100 mg I/mL,氟化单体中 2,2,3,3,3-五氟丙基 2-氰基丙烯酸酯(PFPCA)聚合速率最高,为 15.77 ± 1.96 μL/s。
推荐理由:原文给出了碘浓度、聚合速率与微导管粘附力的量化对比,读者可据此判断这类氰基丙烯酸酯栓塞配方的性能取舍。
以 RAFT 聚合 DMAEMA 与四苯基乙烯丙烯酸酯(TPEA)后再进行磷酸胆碱氟化,制得氟化两性离子嵌段共聚物 PTPE-PFCP,自组装为疏水 AIE 活性 PTPE 核与亲水氟化磷酸胆碱壳的核壳纳米粒子。优化后的纳米粒子 19F 信号分辨良好,T1、T2 分别为 0.222 s 和 0.184 s,荧光在 6 h 内持续增强,100 μM 下细胞存活率仍高于 70%。
研究团队利用 Zn 节点可编程气化,在沸石咪唑酯骨架(ZIF)中热雕刻出 1.5–1.8 nm 空腔并负载原子级分散的 Cu–N4 位点,用于 CO2 与 NO3– 电催化合成尿素。
推荐理由:原文给出空腔尺寸与局域电场、Cu d 带调控的对应关系,读者可据此判断纳米限域设计在 C–N 偶联中的可迁移性。
研究提出超分子共组装策略,引入4-氟苯基甘氨酸盐酸盐与Me-4PACz通过双位点非共价相互作用共组装,抑制溶液态聚集并形成均匀SAM薄膜。基于该策略,1.67 eV宽带隙钙钛矿电池和1 cm²两端单片钙钛矿/硅叠层电池分别实现23.66%和33.91%(认证33.5%)的冠军PCE。优化后的叠层器件在ISOS-L-2协议下、一个太阳连续光照最大功率点跟踪1000 h后仍保持初始PCE的91%。
推荐理由:原文把溶液态超分子共组装与SAM成膜均匀性、能级对齐和界面残余应力联系起来,并给出叠层电池的效率与稳定性数据。
研究以2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷(BAFP)为单体构建聚酰胺薄复合膜,利用–C(CF3)2–基团的空间位阻调控PA链堆积,并借氟化基团削弱溶剂与膜的相互作用以降低传输阻力。
推荐理由:原文给出BAFP单体构建的PA膜甲醇渗透率20.3 L m⁻² h⁻¹ bar⁻¹,并对照MDA体系说明分子支架对链堆积的调控作用。
研究提出用两种活性酯固化剂(AE-D 与 AE-F)的表观固化动力学差异实施程序化升温固化,在凝胶前形成结构演化窗口,使 C12 驱动本体纳米相形成并在金属氧化物界面富集含氧基团。
推荐理由:原文给出两种活性酯固化剂的动力学差异如何引导纳米相组织,并附粘接强度、韧性与介电数据,可供判断该环氧体系的封装适用区间。
研究团队通过酸诱导相分离制备了基于锥形孔水凝胶的蒸腾驱动仿生叶片,用于复现天然叶片的光谱与热特征。锥形孔借助Laplace压力驱动定向液体输运,配合吸湿盐与亲水基团实现快速湿气响应和持续供水。该仿生叶片在可见近红外波段的相关系数为0.983、热红外波段为0.997,与天然叶片的发射特征偏差小于0.007、辐射温度偏差小于0.98°C。
推荐理由:原文给出锥形孔水凝胶在可见近红外与热红外两个波段的相关系数及辐射温度偏差,可作为仿生伪装材料的性能参照。
研究报道了一种嵌入中空高熵MOF微胶囊的智能凝胶聚合物电解质(HEMOF@TP@DZC GPE),微胶囊封装阻燃剂磷酸三乙酯(TEP),由相变材料(PCM)作为温度响应开关,升温时触发TEP释放以中断燃烧链反应。
推荐理由:原文给出该凝胶聚合物电解质在80 C下80.5 mAh g⁻¹、20000次循环容量衰减仅1.55%的数据,可用于判断微胶囊热调控路线的性能边界。
采用诺氟沙星(NFLX)作为表面配体修饰 Cs3TbCl6 纳米晶,获得 99.67% 的近 unity 光致发光量子产率(PLQY)。有机配体既钝化表面缺陷、抑制非辐射跃迁,又作为天线增强激发光捕获并建立向纳米晶的能量转移通道。该策略在耐极端环境荧光防伪纤维与高质量白光 LED(WLED)中得到验证。
综述将神经形态硬件中的时间噪声重新定位为可被利用的硬件原生资源,而非仅限可靠性的缺陷,并提出抑制、容忍、利用三类框架。低频噪声谱学被强调为识别涨落来源、谱特征与时间尺度的机制解析工具。噪声利用可将本征随机性转化为随机神经元与突触、熵产生、概率比特、贝叶斯推断与强化学习的基元。
设计内对齐针电极摩擦纳米发电机(INE-TENG),从摩擦界面侧面与内部区域同时提取静电能量。协同工作比仅侧电极配置多向外部电路转移1.73 µC电荷;在2.0 GΩ负载下输出能量15.7 mJ,为内电极接地侧电极配置(3.91 mJ)的4.02倍,超过侧、内电极单独输出之和。基本结构单元实现每周期2.61 J m⁻²的高输出能量密度。
一种仿生 Cu 单原子纳米酶 Cu-NC HSA 将混合 d⁹-d¹⁰ Cu-N₄ 活性位点与氢取代石墨二炔覆盖层结合,实现选择性蛋白水解。在 25°C、pH 6.0–10.0 条件下,该纳米酶水解牛血清白蛋白时对疏水残基邻近肽键的偏好达 86%。Cu-NC HSA 还表现出强效抗生物膜活性,在体外实现生物膜去除,并在真实海洋环境中实现持续海洋防污。
研究设计了一种界面工程化的层状聚合物纳米复合介电膜,在电极与介电层界面选择性组装蒙脱土纳米片(MMT NSs),在相邻介电层之间引入氮化硼纳米片(BN NSs),以抑制漏电流和击穿通道。在所考察的多层结构中,最佳结构在740 MV m⁻¹下实现约37.3 J cm⁻³的放电能量密度,并在200 MV m⁻¹下经60000次循环后放电能量密度变化小于3%。
推荐理由:原文给出层状纳米复合介电膜在电极侧与层间分别布置二维纳米片后的放电能量密度与循环稳定性数据,可供比较界面设计思路。
采用逐步N-乙基化策略调控同系一维溴化铅的相互作用网络与对称性演化,使结构从手性非极性(MTP)PbBr₃经中心对称反铁电(EtMTP)PbBr₃转变为极性铁电(Et₂MTP)PbBr₃。
以羟基官能化共价有机框架(COF)为可预设计平台,发现向亚胺 COF 引入羟基可提升氧还原反应(ORR)活性,且羟基数量需精确调控。在合成的多种 COF 中,双羟基官能化的 DATB-COF 表现最佳,起始电位达 0.96 V vs. RHE,半波电位 E1/2 为 0.71 V vs. RHE。
通过调控织物表面化学、宏观编织结构与不对称润湿性,设计出一种仿生分级Janus编织织物,其捕获侧仿甲虫形貌脊用于超快雾滴成核与拦截,反面仿叶脉分级导流通道实现低阻力定向输水。该织物雾水收集速率达3663.9 mg cm⁻² h⁻¹,优于多数织物,并在长时间紫外照射及酸、碱、高盐条件下保持稳定。
研究报道了一种催化硅/硼交换缩合方法,可模块化合成炔基间隔的单硼烷5、双硼烷9和聚硼烷13,并允许分别改变硼端与炔基端所连芳基取代基。在硼上引入2,6-双(三氟甲基)苯基(FXyl)作为第三取代基后,所得化合物在空气和湿气中稳定。
推荐理由:原文报道的催化硅硼交换缩合路线可模块化替换硼端与炔基端芳基,为炔基间隔共轭聚硼烷提供了一条此前缺乏的合成途径。
设计出具有不对称 Cl–Co–N3 配位环境的钴单原子催化剂 CoClNC,通过引入 Cl 原子诱导 Co(II) 电子离域,使其由低自旋转向更高自旋态。该自旋态调控增强了 dz2 轨道与多硫化物 π* 反键轨道的杂化,同时不对称配位降低 d 带电子占据,改善硫物种吸附并加快硫氧化还原反应动力学。采用 CoClNC/S 正极的锂硫电池平均每圈容量衰减仅 0.023%。
研究团队设计四向连接子(4WJ)树状分子作为DNA可编程原子等价物(PAE)的核,与各向同性金纳米颗粒核PAE共组装,使组装方向性由4WJ而非颗粒形状决定。
推荐理由:作者用刚性四向连接子把DNA键合方向性与金纳米颗粒核几何解耦,读者可据此理解胶体晶体对称性的调控来源。
研究团队构建了价态可编程的聚乙二醇-氨基糖苷偶联物库,筛选出8臂聚乙二醇-奈替米星(8-arm Netil)作为先导结构,其柔性多价结构可同时接触DNA磷酸基与组蛋白位点。
推荐理由:原文给出8臂PEG-奈替米星对NET相关染色质的结合常数与选择性对比,读者可据此判断多价糖苷支架的识别设计空间。
研究团队通过溶液相合成制备了动力学稳定的隐藏非Kekulé纳米石墨烯cis-bisphenaleno-perylene(c-BPP),单晶XRD显示其端基phenalene单元分别扭转21.2°和24.1°。EPR谱证实该体系存在反铁磁交换耦合的自旋对,基态为单重态、三重态可热激发,并表现出场选择性自旋区分、相干章动及长T1与Tm时间等量子比特相关自旋动力学。
研究结合光物理表征与含时密度泛函理论计算,考察三种 TAPD 基 COF 在氧还原制 H2O2 中的光催化行为。三种材料的面内给体—受体电荷转移与激子解离行为相近,但电荷输运性质存在明显差异;计算显示电子倾向沿堆叠方向迁移,空穴则更多在 COF 平面内离域。层间耦合更强的 COF 更易形成层间电荷转移态,瞬态吸收测量观察到这一现象,使电子与空穴在相邻层间分离、降低复合损失,与光催化活性差异相符。
推荐理由:研究把层间电子耦合与光催化活性差异对应起来,为设计二维 COF 光催化剂提供了层间输运这一维度。
研究提出脱氧金属卡宾化(DMC)策略,用四配位氧代配合物 Ru(O)(S–S)(H2IPr) 与磷叶立德 Ph3P═CHR(R = Ar、Ph、H)反应,生成 Ru-1a 及相关二硫烯复分解催化剂。
推荐理由:原文展示了一种从氧代钌前体出发生成二硫烯催化剂活性种的方法,读者可据此了解空气敏感催化剂的使用门槛如何被降低。
研究团队用可采取不同构象的吩噻嗪基六连接构筑单元,从相同前驱体选择性合成出两种三维共价有机框架(3D COF)拓扑异构体。结构分析显示两者分别为 6 重 Class IIIa 互穿 acs 拓扑与 6 重 Class IIa 互穿 pcu 拓扑,六连接节点分别呈三棱柱与反棱柱构象。两种 COF 在水中对 2,4,6-三硝基苯酚表现出不同的荧光传感响应。
推荐理由:同一前驱体经节点构象差异得到两种拓扑异构 3D COF,并给出对 TNP 的不同荧光响应,可作为拓扑调控的参照。
从单体 [Ln(η5-LSn)2K(thf)4] 中脱除钾上的溶剂分子,得到一维镧系金属茂配位聚合物 [Ln(η5-LSn)2K]n(Ln = Tb、Dy;LSn = [1,4-双(叔丁基二甲基硅基)-2,3-双苯基锡杂环二负离子]),其通过钾介导的 Sn–K–芳烃相互作用聚合,并保持 Ln3+ 中心的高度轴向配位环境。
研究报道了1,1-二苯基乙烯(DPE)与1-苯基-1,3-丁二烯衍生物(E-1PBDs)的活性阴离子共聚,在THF、–40 °C条件下采用[DPE]/[E-1PBDs] > 13的大过量DPE与E-1PBD骨架上的大位阻TBS取代基,有效抑制了含连续E-1PBD单元的缺陷结构,得到约81% 1,4-结构的交替共聚物。
推荐理由:通过大幅过量DPE与TBS取代基协同抑制连续二烯单元,为阴离子共聚中序列与微观结构同时控制提供了一条可操作路线。
作者合成出化学反应性几乎相同的大环与无环遥爪环戊二烯单体,并以固定化学计量比构建 cyclopentadiene–maleimide(Cp–Mal)动态热固性网络。随着环状单体比例系统性增加,链段运动逐步受限,材料从中等柔软连续过渡到极硬的高玻璃态热固性。结果表明主链拓扑与链段迁移性可作为独立于网络化学的设计参数来调控动态聚合物网络的热机械性能。
推荐理由:作者用大环与无环两种环戊二烯单体对比,说明主链拓扑可在不改化学组成的前提下调节动态网络的刚度。
研究在柔性 PDMS 基底上用 AFM 纳米压痕量化了 PE、PEO、PLLA、PCL 和 PA 66 超薄聚合物单晶的杨氏模量、断裂力与变形机制。部分单晶杨氏模量相近,但断裂行为差异明显:PE 与 PEO 表现为带永久压痕和材料堆积的延性变形,PLLA、PCL 与 PA 66 则发生脆性碎裂。
推荐理由:在 PDMS 软基底上用 AFM 纳米压痕对比五种聚合物单晶,把模量、断裂力与链滑移行为区分开,方法可迁移到其他半结晶体系。
研究以相同共轭骨架的PCPDTBT衍生物对比阴离子CPE-Na、中性CP与阳离子CPE-Br,发现只有无定形的CPE-Br能容纳大量掺杂剂并保持传输连通性。高局部掺杂密度改变的是态密度分布而非刚性移动费米能级,使Seebeck系数符号反转,在20 mM FeCl3下S = –34.8 μV K–1。作者据此把侧链离子性列为氧化掺杂的分子设计参数,并指出长程结晶性并非极性反转的必要条件。
推荐理由:原文对比同一共轭骨架的阴离子、中性、阳离子侧链,给出侧链离子性与掺杂行为和Seebeck系数符号的对应关系。
研究者在苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸叔丁酯构成的高内相乳液中原位聚合,通过监测电阻与反应温度,给出石墨烯片在连续相聚合过程中相互靠近的耗尽效应证据。实验显示温度、引发剂和交联共同决定电导转变,电阻下降与自动加速放热及交联剂驱动的线团增长同步。
推荐理由:原文把电阻变化与聚合放热、交联剂反应活性对应起来,读者可据此理解石墨烯隔离网络复合材料的导电调控路径。
研究揭示 PLLA 无定形结构的脆-韧转变(BDT)与物理老化密切相关:老化最轻的样品在 –30 °C 即出现 BDT,更接近 Vincent 图预期,而老化更久的样品仅在 40 °C 以上才表现延展性。脆性断裂发生在链拔出受力达到临界值时,该力随温度降低而增大并主导脆性失效机制。无定形相屈服后,纳米压痕与 Raman 光谱显示晶区球晶可被链网络解构并转变为有序度更低的构型。
以聚降冰片烯为主链的楔形侧链液晶高分子CxBP(x = 1、3、7,x为间隔基亚甲基数)形成六方柱状相(ColH),从各向同性态降温时模量分四阶段(I–IV)升至10⁴、10⁵、10⁷、10⁸ Pa,对应α、β、γ三个松弛/转变过程。
假孪位双炔基[2.2]对环芳烷经对映选择性CuAAC去对称化,以高产率、优异对映选择性得到对映体富集的三唑基衍生物。该方法还拓展至假对位骨架。
结合 NMR 与 DFT 计算表明,硫代亚胺酸酯在模型肽中的 trans/cis 近等量平衡及互变能垒对两侧氨基酸的位阻与立体化学基本不敏感,而增大 S 取代基位阻可产生最大的构象平衡移动,与 cis 异构体富集趋势一致。计算支持异构化经由氮再杂化的线性过渡态机制,而非绕 C═N 键直接旋转。这种序列独立性为硫代亚胺酸酯在肽合成与大环化中的动态构象应用提供了灵活性。
研究提出中心对称分子策略并融合四重硼氮杂芳烃,制备出DCz-MR与DAn-MR两种多重共振热活化延迟荧光(MR-TADF)发光体。两者在甲苯中发射峰分别为562 nm和518 nm,半峰宽仅16 nm(0.063 eV)和12 nm(0.055 eV),在正己烷中进一步收窄至14.2 nm(0.058 eV)和8.2 nm(0.040 eV)。
推荐理由:原文给出两种四重硼氮杂芳烃MR-TADF发光体的发射峰与半峰宽数据,可对照长波长与超窄带的兼顾程度。