介晶二聚体中的镜像与反演对称性破缺:N TB 与 N F 相
同一同系介晶二聚体序列中同时出现扭曲弯曲向列 N TB 与铁电向列 N F 两种相,二聚体由两个强偶极介晶单元经柔性间隔基连接。间隔基原子数为偶数时出现 N F 相并表现强极性有序,原子数为奇数时出现 N TB 相并形成短螺距螺旋锥形指向矢结构。
同一同系介晶二聚体序列中同时出现扭曲弯曲向列 N TB 与铁电向列 N F 两种相,二聚体由两个强偶极介晶单元经柔性间隔基连接。间隔基原子数为偶数时出现 N F 相并表现强极性有序,原子数为奇数时出现 N TB 相并形成短螺距螺旋锥形指向矢结构。
研究提出一种整合动态共价键与可聚合碳碳双键的分子设计策略,用于4D打印。以含动态受阻脲键的可编程腰果酚基聚氨酯丙烯酸酯为体系,可快速成网获得高强度,同时可聚合双键缓解应力,兼顾刚度、韧性与自修复。该体系通过数字光处理实现复杂结构打印,在刺激下表现出形状记忆、热致变色与信息加密功能;可逆脲键使其可温和化学降解并闭环回收原料,回收树脂保持可打印性与功能,材料还具备明显的光热转换性能。
推荐理由:原文给出动态受阻脲键与可聚合双键协同的分子设计,读者可据此了解4D打印材料兼顾强度、韧性与回收的思路。
研究报道了一种由 π 共轭 HHTP 配体构建的本征导电铋金属有机框架(MOF)二维薄晶,用于钾离子电池负极。HHTP 配体与 Bi 节点间的电子耦合使其电导率明显高于同类三维羧酸 Bi-MOF;二维片层上原子级可及的 Bi 位点实现高度限域的 K–Bi 合金化,operando XRD 显示其在钾化时框架可逆解离、去钾化时重新组装。
推荐理由:原文给出导电 Bi-HHTP 二维 MOF 的合金化储钾机制与体积膨胀抑制数据,可据此判断合金型负极的设计思路。
通过分级界面工程在棉织物上构建硅烷介导的稳定有机-无机界面,先引入生物基植酸/L-赖氨酸中间层赋予磷-氮协同阻燃性,再以聚(全氟癸基丙烯酸酯-co-丙烯酸丁酯-co-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷)为界面桥接枝氟化TiO₂纳米颗粒形成稳固微纳结构。
该工作通过SnF2引发四氢呋喃(THF)原位聚合构建PTHF凝胶电解质,并参与形成富含氟化物和NaxSny的SEI,同时用微米级硬碳(µHC)改性集流体以增强亲钠性。
推荐理由:原文给出PTHF凝胶电解质的Na+迁移数与电化学窗口,并展示无负极钠电池在室温和−10°C的循环数据。
研究者将 PEDOT: PSS 引入羟丙基纤维素(HPC)体系,抑制非相干散射并降低背景色干扰,得到背景无关的结构色。经 UV 交联的 HPC-PEDOT: PSS-PEGDA400 凝胶应变系数为 15.30,兼具可逆力致变色与电机械响应,可响应拉伸和手指弯曲。该凝胶在单一材料中实现双模功能,面向多功能电子皮肤与动态显示。
推荐理由:原文给出 HPC 与 PEDOT: PSS 复合凝胶的应变系数 15.30 及力致变色与电学双模响应,可据此判断其在电子皮肤中的适用性。
研究报道了一种氮化硼/碳纳米管(BN/CNT)异质结构,通过极性区与导电网络分离实现硫空间演化的静电调控,使硫趋于均匀再分布而非表面过度富集,从而在长循环中实现近零正极膨胀。
推荐理由:原文给出 BN–NH2/CNT 异质结构调控硫空间演化的设计思路,读者可了解锂硫正极抑制膨胀的一条界面调控路径。
研究者设计了一种由二聚 4-叔丁基杯[8]芳烃(TBC8)构成的分子胶囊,利用其疏水性与金属乙酰丙酮盐相近的特点,使氧化还原活性分子富集在胶囊的叔丁基空腔中,相比不含 TBC8 的体系将活性物种溶解度提升数倍。使用含包覆活性物种的电解液构建的非水系氧化还原液流电池在 1000 次循环后容量保持率为 90.41%,而不使用 TBC8 胶囊的器件在 400 次循环后容量保持率仅为 52.2%。
推荐理由:原文给出 TBC8 分子胶囊包覆金属乙酰丙酮盐后的溶解度提升与 1000 次循环容量保持率,可对比无胶囊体系的衰减差异。
取向单壁碳纳米管(CNT)薄膜置于平面微腔中表现为单轴各向异性晶体,赋予极化激元体系强偏振选择性与可调光-物质耦合。引入取向无序后,CNT 薄膜转变为双轴晶体,出现两支正交偏振极化激元分支和明显的偏振劈裂,可构建拓扑非平庸能带结构。基于一维发射体集合的量子模型,建立了偏振劈裂与取向无序之间的定量关联。
基于13项已发表研究的定量数据,该综述提出血管化脑类器官多维质量评估框架(MQAF-VBO),并梳理工程参数与生物学结果之间的关系。文章总结基因工程、生物材料、3D生物打印与器官芯片等策略如何调控血管特化、空间组织、细胞外基质性质与灌流,从而重塑神经血管微环境。
研究开发并应用了一种含氢硅碳氮(SiCNH)陶瓷的机器学习原子间势,训练数据库包含超过9000个构型,涵盖非晶模型、高温态、表面与晶体结构预测。该势支持8000原子体系的大规模分子动力学模拟,揭示热处理过程中碳畴从非晶SiCN基体逐步形核、形成类石墨烯片层,同时保持陶瓷网络完整。模型复现了实验原子对分布函数,并显示缺陷五元环和/或七元碳环介导向稳定六元芳香结构的转变。
推荐理由:原文给出机器学习势函数训练数据库规模与8000原子模拟尺度,可了解聚合物衍生陶瓷相分离的原子级模拟路径。
研究团队设计了一种含导电高分子骨架的弹性(110)取向锂负极(e-Li (110)),将(110)晶面取向与优化后的4%拉伸应变耦合,使锂外延生长在30 mAh cm–2容量和25 mA cm–2电流密度下才发生破坏。
推荐理由:原文给出弹性导电高分子骨架与4%拉伸应变耦合的(110)取向锂负极,读者可据此判断高倍率锂金属负极的应变工程路径。
天然多糖通过四条相互关联的机制发挥抗胰腺癌作用:直接抑制癌细胞增殖、诱导凋亡与铁死亡、阻滞细胞周期、抑制转移并调节自噬;通过M1巨噬细胞极化、自然杀伤细胞激活和细胞毒性T淋巴细胞杀伤实现免疫调节;恢复肠道菌群稳态;以及通过改善肥胖和2型糖尿病间接抑瘤。
研究报道一种具有有序一维孔道的限域体系,通过低氮气扩散与富电子 Pt–N 位点对氮的静电排斥实现疏氮性,从而将空气中的氧气选择性输运进限域空间。所得 H2–空气燃料电池在 0.8 V 下电流密度达 707 mA cm–2,并表现出最高的质量活性与最低的耐久性衰减。
研究用同构氧化还原核调控策略构建互补的 n 型与 p 型 COF 电极:缺电子三嗪基 Trz-COF 作低电位 n 型负极,主要在 0.01–1.4 V vs. Na+/Na 工作;富电子三苯胺基 TPA-COF 作高电位 p 型正极,主要在 3.4–4.2 V vs. Na+/Na 可逆存储 PF6–。
推荐理由:通过同构 COF 家族中氧化还原核的替换,展示电极电位与储能行为的调控路径,并给出全 COF 钠双离子电池的电压与循环数据。
研究以d-胸苷和CS2为前体,构建了反式稠合的6,5-双环黄原酸酯3′,5′-cyclic N3-(3-butenyl)-d-thymidine trans xanthate,并用于ROP制备含硫代碳酸酯主链的核酸均聚物类似物。
推荐理由:原文展示了硫参与成环与开环路径如何随温度切换,为核苷类单体设计提供可迁移的合成思路。
一种可编程纳米囊泡被设计用于序贯突破血脑屏障并重编程胶质母细胞瘤(GBM)免疫微环境,其整合了展示 MMP 响应型 Ang2-CD47 纳米抗体融合蛋白的基因工程细胞膜囊泡与声激活白蛋白纳米笼,后者共包载 CD73 抑制剂 APCP 和有机声敏剂。
含两个仲胺和一个叔膦的 Ar BiAMP t Bu 配体经 Kabachnik–Fields 路线合成,其 2H 与 13C 富集类似物 d4-Ar BiAMP t Bu 和 13C2-Ar BiAMP t Bu 与顺磁性 Ce。
研究团队开发了偏振全息成像显微镜(PHIM),将偏振敏感全息与计算体积重建结合,无需机械扫描即可对天然海水中的活体浮游动物进行无标记4D运动动力学与内源结构各向异性分析。以海洋轮虫为模型,暴露于20–500 nm聚苯乙烯纳米塑料后,运动并未被简单抑制,而是重新分布为探索、重定向等不同运动模式;消化囊泡的偏振对比显著降低并与荧光验证的纳米塑料积累空间相关,钙成像进一步显示伴随的生理扰动。
飞秒激光可在标准培养板上快速制备高孔隙微米级沟槽结构,表面呈强疏水性并提供引导肌细胞排列的力学信号。激光结构化表面上培养的成肌细胞形成更成熟肌管,排列与伸长均优于标准板。该表面用于Duchenne型与面肩肱型肌营养不良症建模,可在单纤维水平揭示疾病特异性表型。
研究将电子传输共轭聚合物 poly(benzodifurandione)(PBFDO)与 Shewanella oneidensis MR-1 耦合,考察材料界面如何重塑内向胞外电子传递(EET)。
推荐理由:原文给出共轭聚合物 PBFDO 与 Shewanella 界面耦合后的电流与琥珀酸产量数据,并追踪到 sRNA 调控层。
研究提出一种在体素化结构空间中直接搜索的框架,将立方对称单胞编码为连续隐表示,并用代理模型引导的多目标搜索配合主动学习循环,把预测结果反复转化为高保真验证数据。
推荐理由:用生成式 AI 与主动学习在体素结构空间直接搜索,得到超出预设拓扑族的碳纳米架构,并给出刚度与强度提升幅度。
研究者提出部分内包层光纤(PICOF)结构,将传感层与耦合界面及光纤纤芯隔离,以抑制光热效应引起的测量伪影。相比传统光纤结构,PICOF 将允许激发功率从 ≤ 15 mW 提升至 61 mW,发光信噪比从 36.6 dB 提高到 42 dB,在功率波动与形变扰动下相对标准偏差低于 0.09%。
推荐理由:通过隔离传感层与耦合界面抑制光热伪影,为柔性荧光光纤温度传感提供可迁移的结构设计思路。
研究报道一种双功能防火微胶囊策略,用于构建兼具灭火能力的分级固态聚合物电解质(HSPEs)。灭火剂全氟(2-甲基-3-戊酮)被封装在经植酸氢铵改性的脲醛树脂壳内,并引入乙烯-醋酸乙烯酯基体;受热时微胶囊快速破裂释放灭火剂抑制燃烧,植酸氢铵衍生壳层形成保护性炭层延缓热与质量传递。
推荐理由:原文给出微胶囊在热刺激下破裂释灭火剂并成炭阻隔的双重机制,以及室温离子电导率与电化学窗口数据。
研究用 Landau-de Gennes 型自由能框架描述铁电向列相液晶(FNLCs)的体相中间相,该框架由挠曲电、弹性、体相有序与极化-向列耦合共同稳定,可预测铁电向列相、反铁电展曲向列相、非极性向列相与各向同性相及其正确的相变序列。研究还预测了由周期性展曲-弯曲结构表征的弯曲失稳驱动新中间相,并计算了依赖关键耦合机制的完整体相铁电向列相相图。
研究团队将胺功能化固体吸附剂喷涂到碳纤维基底上,制成模块化 CO2 捕集滤芯,可在 100 °C 下通过焦耳加热在 15 min 内快速热再生。系统尺度运行用差分进化算法优化,并以深度神经网络作为代理模型快速近似不同室内条件下的最优控制参数。基于模拟的分析显示,该方案相比传统系统可降低约 14.9–25% 的能耗,同时在多种室外条件下将室内 CO2 维持在 600 ppm。
推荐理由:该工作把胺功能化固体吸附剂喷涂到碳纤维基底,用焦耳加热实现快速再生,并给出系统级能耗与室内 CO2 控制数据。
OpenCGChromatin 高性能粗粒化模型实现近原子级染色质模拟,规模比此前大一个数量级,可覆盖数十 kb 的纤维与生物分子凝聚体。该模型从物理化学原理独立预测了冷冻电镜观察到的连接 DNA 依赖性染色质结构,并揭示组蛋白尾部动力学与相互作用网络。模拟 108 核小体纤维显示,乙酰化以模式特异性方式破坏染色质压缩,其中 H4K16 与 H3K9 修饰的能量破坏作用最强。
研究提出一种电化学刻蚀策略,利用电响应聚合物中电压门控的溶解度切换,把最终特征尺寸与光学衍射极限解耦。作者发现罗丹明基聚合物 Poly-RhNNE-B 的溶解度随氧化还原态受施加电位精确调控,可实现可编程电化学溶解;氧化还原介体促进的分子间电荷转移使溶解度切换在电极接触区之外侧向延伸。
推荐理由:原文给出电压调控罗丹明基聚合物溶解度的电化学侧向刻蚀路线,可用于光学曝光后的线宽细化。
作者提出以 Al 基纳米簇作为电子库稳定边缘 Al 单原子位点(Al NCs/Al1-O-C@edge),在 1.6 A cm⁻² 下直接出口 H2O2 浓度达 7.53 wt%,质量归一化产率 60.1 mol h⁻¹ gcat⁻¹。
推荐理由:原文给出 Al NCs/Al1-O-C@edge 在安培级电流下的 H2O2 浓度、产率与 240 h 稳定性,并量化了与废塑料升级耦合后的电压降幅。
研究提出软受限调控纳米棒结晶策略,构建了超分子弹性体 PTA-PCL:两亲性软聚硫辛酸(PTA)基体通过氢键形成动态受限界面,引导疏水聚己内酯二醇(PCL-OH)取向自组装为长径比 4.80 的纳米棒晶体,从而增强网络。
推荐理由:原文给出 PTA-PCL 超分子弹性体的粘附功与开关比数据,并说明软受限诱导纳米棒结晶的增强机制。
研究团队在支架上锚定含二硒键-多酚网络的谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)仿生纳米酶,并利用其与多酚的可逆相互作用负载凝血酶抑制剂比伐卢定。该纳米酶具有 GPx 活性,可可控生成一氧化氮(NO)并按需释放比伐卢定,两者协同抑制凝血酶活性、阻止血小板活化,从而抑制血栓形成及相关炎症反应。
推荐理由:材料把 GPx 模拟纳米酶与比伐卢定洗脱结合到支架上,读者可了解其抑制血栓与促内皮化的设计思路。
这篇综述以“有效异质结”概念重新审视介孔异质结材料(MHJs),强调活性界面可及性与局部电子扰动有效性是核心设计准则。文章梳理了介孔在界面势垒调控、电荷利用与微环境调节中的机制作用,并系统考察了代表性MHJ构型、合成策略与应用。最后指出AI引导预测设计、有效结量化、operando表征与可规模化合成等关键挑战与机遇。
纳米酶通过可控氧化还原反应调节氧气生成或消耗、再平衡活性氧,在细胞与组织层面重编程缺氧微环境。该综述梳理了决定纳米酶催化性能的设计原则与缺氧调控催化机制,并分析急慢性缺氧微环境的不同病理特征如何对应不同的催化需求。文章还概述了纳米酶在缺氧相关疾病中的应用,以及临床转化面临的机遇与障碍。
研究团队在声化学合成平台中引入苯胺,通过热力学-动力学协同调控拓展拓扑多样性与基底兼容性,合成了覆盖1D至3D的37种COF,其中10种为此前未报道的框架。
推荐理由:声化学平台结合热力学-动力学协同调控,一次合成37种1D至3D COF,为拓扑多样性提供可迁移路径。
研究报道了一种基于 TDPP-Se 共轭聚合物、CdSe/ZnS 量子点与 SEBS 弹性体基体复合薄膜的本征可拉伸神经形态视觉晶体管阵列,将传感、存储与感内计算集成于一体,单突触事件能耗约 0.56 pJ,在 50% 拉伸应变下仍保持稳定的多模态性能。
推荐理由:该工作把本征可拉伸神经形态视觉阵列做到共形偏振成像,读者可了解其材料组合与 50% 应变下的性能边界。
研究团队用少层状镍钴层状双氢氧化物(NiCo-LDH)纳米片对聚合物给体做选择性模板化,调控有机太阳能电池中给体的组装。富羟基的 NiCo-LDH 表面对给体有优先亲和性,促进成膜时给体链有序排列,对受体组分影响有限,使 D18 的激子扩散长度从 10.7 nm 提高到 18.9 nm,并形成更有序的给体纤维结构。
推荐理由:原文给出 NiCo-LDH 模板调控给体组装、把 D18 激子扩散长度从 10.7 nm 提升到 18.9 nm 的对应关系,可据此判断该策略的适用边界。
一种可注射、光交联的羧甲基壳聚糖(CMCS)水凝胶 si‐HAX1&Quercetin@Gel 被设计用于术后腔内局部化学-免疫联合治疗。该凝胶局部释放 si‐HAX1 触发内质网应激介导的免疫原性细胞死亡并促进 CRT 表面转位,同时 Quercetin 拮抗 CD47-SIRPα 轴解除巨噬细胞吞噬抑制。
研究者制备了细胞尺寸的不对称脲酶功能化 PLGA 微胶囊,并在趋化腔中考察其在尿素梯度下的趋化行为,发现微胶囊在较宽的梯度范围内向低尿素浓度方向迁移,即负趋化。
原子层材料(ALMs)涵盖本征二维材料与 ALD/MLD 制备的原子层工程涂层和界面,其原子级薄结构与界面可调控离子吸附、电荷转移、扩散路径和界面稳定性。该综述将原子尺度结构参数与电池、超级电容器的器件性能、衰减及可制造性关联,并讨论 AI/ML 用于筛选和优化 ALD/MLD 涂层化学与沉积条件。
一种中性磷杂原子修饰的二甲基二氢芘(DHP)光开关可作为自敏化剂,通过波长选择性控制单线态氧的捕获并呈现双重反应性。磷直接连接 DHP 骨架后,红光(640 nm)选择性生成膦酸酯中间体 DHP-2,绿光(525 nm)则触发其进一步转化为内过氧化物。光产物的形成还依赖膦(DHP-1)浓度,该工作在同一分子骨架内实现了单线态氧生成、波长选择性固定与释放的统一调控。