在金属–有机框架中实现光学可寻址自旋
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。
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。
研究报道了一种纳米限域策略,可控合成限域孤立铂纳米簇的共价有机框架(COFs),通过增强 Pauling 型 O2 吸附实现两电子氧还原,用于抗菌治疗。
推荐理由:原文给出 COFs 限域 Pt 纳米簇的 H2O2 生成动力学与 2e− ORR 选择性数据,可对照同类光催化抗菌材料。
研究者在 PM6、新设计的吡嗪类给体聚合物 PBDT-Pyz(N1)与 PBDT-T-Pyz(N2)及非富勒烯受体 L8-BO 组成的三元有机太阳能电池中引入绿光发射的 Ir-3 配合物作为多功能磷光敏化剂。
推荐理由:原文给出 Ir-3 敏化剂的三线态能级匹配与器件参数,可据此判断磷光敏化在三元有机太阳能电池中的增益幅度。
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。
研究者基于[2.2]paracyclophane(PCP)设计并合成了含喹啉的平面手性环芳烷衍生物,并将其作为结构单元诱导喹啉折叠体形成绝对单手螺旋构象。1H NMR、X射线晶体衍射与手性HPLC表明三聚体为一对外消旋对映体,P-与M-螺旋构象体可通过化学方法分离。
推荐理由:原文给出以平面手性环芳烷单元诱导喹啉折叠体单手螺旋的合成与表征路线,可迁移到其他螺旋折叠体设计。
研究报道了一种在 120 °C–200 °C 运行的高温聚合物电解质膜电解槽(HT-PEME),用于电化学水煤气变换反应制氢。该体系采用 RuIr/C 催化剂,Ir 位点改善 Ru 上 *OH 与 CO 吸附的平衡,加快 WGSR 动力学并降低过电位;运行温度高于水的沸点,反应界面转为气固界面,克服传质限制。
推荐理由:高温聚合物电解质膜电解槽在 120–200 °C 下电化学驱动水煤气变换,无需外部分离即可获得高纯氢,并给出放大到五片 MEA 电堆的验证。
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。
研究团队提出一种空间解耦光热转换与蒸发冷凝界面的太阳能蒸馏器,顶部炭黑涂层铜板吸收的太阳热经热管传给毛细供水的聚丙烯腈(PAN)纳米纤维蒸发器,在 1 sun 下实现 1.71 kg m⁻² h⁻¹ 的最佳集水速率。
推荐理由:空间解耦的光热转换与蒸发冷凝界面把蒸发速率与产水量对齐,1.71 kg m⁻² h⁻¹ 的集水数据可供同类器件设计参考。
研究者提出一种双流神经形态器件(D-SND),在单一有机-无机复合异质结结构中实现慢积累与快速爆发放电两种神经响应模式,开关比保持在10³以上,内部导电机理支持原位重构,无需外部电路或预设工艺参数。
推荐理由:原文给出双流神经形态器件在有机-无机异质结上的模式切换与识别精度,可了解其视觉计算路径。
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。
研究报道了一种 Ni 催化糖烯与烯烃的化学与区域选择性迭代羰基化反应,可立体发散合成 C-酰基糖苷,作者称这是首次由糖烯合成 C-酰基糖苷。该反应兼容多种糖烯与未活化烯烃,可得到取代模式多样的 C-糖苷,并实现了伯-仲及位阻更大的仲-仲烷基金属中间体的交叉羰基化,无需糖基亲电试剂或烷基亲电试剂即可从糖烯得到 2-脱氧 C-糖苷。
推荐理由:Ni 催化糖烯与烯烃的交叉羰基化一步构建 C-糖苷,α/β 异构体可分别高非对映选择性获得。
Cooks 等人在 Angewandte Chemie 65 (2026), e1888676 中提出环酮被 H₂O•⁺ 氧化,本文对此提出商榷:生成 H₂O•⁺ 需要大量能量输入,且该物种寿命过短,即使能够生成也无法参与双分子反应。
该综述提出水系锌离子电池(AZIBs)多功能水凝胶电解质的跨尺度设计框架,涵盖结构基础、多尺度调控策略与器件级应用。归纳了九类代表性调控策略,包括溶剂化调控、氢键重构、分级交联、有序传输通道、空间异质结构和动态双网络设计,并梳理了其在可穿戴电子、多功能集成器件及生理环境兼容生物电子中的应用。
作者报道了一种通过 NHC 催化前手性间苯二甲醛衍生四苯乙烯(TPE)去对称化,对映选择性构建轴手性 TPE 的方法。脂肪醇与酚类底物均适用,以良好收率和对映选择性得到阻转异构 TPE;机理研究表明去对称化是手性控制的关键,后续动力学拆分进一步提升对映选择性。克级合成与药物后期官能化验证了该方法的实用性。
推荐理由:原文给出 NHC 催化去对称化与后续动力学拆分协同控制轴手性的路线,可迁移到其他阻转异构体系。
研究提出一个统一标度框架,用有效发射型电荷转移(CT)能量表征宽禁带有机光伏(OPV)中展宽DOS内的发射型CT流形特征能量。自由载流子能量(E_CS)被证明是近阈值条件下维持光电流的稳健热力学边界,独立评估的CT能量学与辐射电压损失分析高度一致。给体分子刚性对应CT弛豫/展宽减弱及有效CT激子结合能低于0.1 eV,可在近最小能量偏移下实现高效光电流生成。
研究者报道了 α-MoC/Fe–N4 催化剂,将 α-MoC 纳米颗粒与氮掺杂碳载体上的 Fe–N4 单原子位点界面结合,通过从 Fe 位点抽取电子密度削弱氧中间体吸附,并促进水解离提供局部质子,推动 *OH 向 H2O 转化。
推荐理由:原文给出 α-MoC 与 Fe–N4 界面协同调控电子与质子的设计思路,可迁移到其他 M–N–C 单原子催化体系。
中国科学院与地方政府于2006年联合建立苏州纳米技术与纳米仿生研究所(SINANO),专注应用导向基础研究与纳米技术产业化。该所依托Nano-X真空互联纳米技术工作站、纳米加工设施及纳米材料与器件表征平台等设施,在纳米光电材料与器件、纳米生物医药和功能纳米材料方向推动区域创新。值此20周年之际,SINANO将继续推进国际合作与青年人才培养,加速科技成果向产业竞争力转化。
综述指出,高电压、快充、宽温域、高正极载量、贫电解液与薄锂等极端工况会加剧离子传输、界面反应及电解液与活性锂库存的耦合,导致传输极化、界面不稳定与不可逆材料损失。文章梳理了溶剂化与传输调控、分子与界面反应工程、聚合物/凝胶电解质及空间差异化电解质等策略的工作窗口与权衡,并提出以“应用工况–失效机制–关键描述符–电解质工程–实用验证”框架协调溶剂化、传输、界面反应与锂库存消耗。
该综述聚焦 Anderson 型多金属氧酸盐(Anderson POM)基共价有机框架(COF),这类材料将分子级氧化还原/催化位点与可及的孔环境结合,提升了稳定性与传质/电荷传输能力。文章讨论了原位合成、后合成修饰和静电组装三种构建策略,并梳理其在储能、催化、吸附与传感中的应用。最后评述了结构解析、稳定性、机理理解与规模化制备方面的关键挑战。
一种基于稳健3D DNA origami的分子可寻址光学纳米电路被提出,金纳米颗粒与载染料origami分别充当不同电路元件,后者作为电阻耦合电容直接参与共振。多层桶状支架形成非密堆积、对称性破缺的三聚体,磁共振Q因子约19.2,超过同类等离激元簇的报道值。选择性染料加载实现可预测的光-分子耦合,二聚体较单体的PRET增强达100倍。
一种利用微气泡实现细胞球自浮力培养与多球体可编程组装的方法,无需外部场即可在阵列中实现一滴一球的自适应悬浮生长。该自浮球微阵列通过液滴“亲吻”在约1 s内完成球体在上下相邻液滴间的浮力驱动超快转移,可并行实现球体移位、换液与给药。顺序闪速转移支持水平/垂直生物组装,使同质/异质多球体融合为不同“buoyantoid”图案。
链霉菌 Streptomyces sp. NA07271 中 ligiamycin 的生物合成被解析:分散型 PKS–NRPS 途径经 LigO1 羟化、LigQ 介导的 Dieckmann 环化与 LigN 催化的 Diels–Alder 环化构建含四胺酸的 trans-十氢萘骨架。
研究报道一种基于球磨的聚合后修饰策略,将废聚苯乙烯(PS)泡沫转化为氯甲基化 PS,再与硫醇或胺进行亲核取代,得到硫醚或铵功能化的 PS 衍生物。通过调节氯甲基化程度和亲核试剂种类,可获得热性能与溶解性显著不同的聚合物;在调整球磨条件时还可有意促进机械化学断链,从而调控产物的分子量分布。
推荐理由:原文给出球磨条件下氯甲基化与亲核取代的路线,读者可了解废 PS 转化为功能化衍生物的可调空间。
通过将开放 Fe 位点与富 π 多功能有机连接体整合进稳定的 Fe-MOF,构建了空间协同吸附域用于丙烯识别,π 络合与限域孔内氢键协同强化了主客体相互作用。该材料在 298 K 下 C3H6 吸附量达 106.7 cm3 g−1,等量吸附热 67.25 kJ mol−1,对等摩尔 C3H6/C2H4 选择性为 18.3。
可电调谐的碳纳米管层利用定向耗散重塑纳米尺度极化激元的传播,将通常被视为限制的光学损耗转变为调控手段。该工作展示了定向损耗对极化激元传播的整形作用,为纳米光子学与极化激元学提供了新的调控维度。
研究者将聚合铜酞菁通过三甘醇连接基原位聚合,以 π–π 作用均匀包覆在碳纳米管上,制得 CuPPc@CNT 无贵金属正极电催化剂,其 Cu–N4 单原子位点用于 Li–CO2 电池。
推荐理由:原文给出 CuPPc@CNT 的过电位与循环数据,可据此判断聚合物酞菁单原子催化剂在 Li–CO2 电池中的位置。
受 flash ADC 并行比较机制启发,研究者提出动态自校正机制,将阈值判定与阈值输出动力学解耦,构建了高保真、快速运行的五层阈值门系统,并建立动力学模型验证该策略理论上支持无限层数。基于该分子模数转换器(MADC),实现了可编程自组装的数字控制、可执行数字功能操作的分子编码平台,以及集成像素内光传感、自校正数字化与基础层编辑的分子数字像素阵列。
研究将 MIL-125-NH2(Ti) 封装进石墨烯气凝胶(GA)基体,构建纳米限域光催化体系,在紫外照射下同时产生还原性水合电子(e aq – )与氧化性羟基自由基(HO • ),实现级联还原-氧化反应。
推荐理由:MIL-125-NH2(Ti)/GA 复合体系在紫外下同时产生水合电子与羟基自由基,为 PFAS 全氟链的深度脱氟提供了一条级联还原氧化的材料思路。
作者提出用扫描微波阻抗显微镜(sMIM)成像有机薄膜晶体管中埋藏的金属电极/有机界面,发现某些金属电极/有机体系中接触电阻在理论上应为欧姆注入时依然存在,并用紫外光电子能谱(UPS)确认这与远离有机半导体电离能的费米能级钉扎有关。
推荐理由:原文用 sMIM 直接成像有机晶体管中埋藏的金属电极/有机界面,并给出接触电阻与费米能级钉扎的对应关系。
研究团队用种子诱导外延生长策略构建了有序纳米纤维电子传输层(ETL),纤维长度可调且分散度窄,为电子传输与提取提供专用通道,并因接触面积增大而增强层间粘附。采用该ETL的刚性二元有机太阳能电池(OSC)光电转换效率达20.6%,柔性器件达19.1%,且该纳米纤维ETL表现出宽活性层兼容性、优异厚度容忍度与机械稳定性。
推荐理由:原文给出种子诱导外延生长构建纳米纤维电子传输层的方法,以及刚性20.6%、柔性19.1%的效率数据,可供判断界面形貌工程的空间。
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。
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。
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。
采用植酸(PA)两步温和刻蚀与多齿配位策略,构建了自支撑双金属金属有机框架预催化剂 PAx-NiCo-BDC,引入氧空位相关配位缺陷并调控前驱体形貌。
平面15 µm微机器人经光刻制备,在不同表面条件下于过氧化氢水溶液中呈现平移、圆周和螺旋轨迹。力平衡分析表明其运动由离子梯度驱动的自泳推进、粘性阻力和表面相互作用共同决定,平移速度与轨迹曲率在不同界面条件下相互耦合,该关系可由简化运动学模型描述并与实验和模拟一致。
综述将脉冲电场、中等电场与欧姆加热归为电极介导技术,感应电场归为感应介导技术,并比较其在淀粉、果胶、壳聚糖、植物胶、膳食纤维及海洋多糖中的作用。报道的响应包括解聚、结晶度与短程有序变化、颗粒重构和网络重组,进而影响提取率、消化性、流变、热行为与乳化性。加热、电流及部分电极界面效应的机理证据最强,极化、离子传输与直接场致断键仍未充分验证。