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  • 一种具有类似醌氢醌类供体-受体电荷转移网络的本征导电共轭聚合物

    这项研究介绍了一种名为HOT-DOT(聚3,4-二羟基噻吩-交替-噻吩-3,4-二酮)的新型导电聚合物。该材料在没有外部掺杂剂的情况下展现出优异的导电性能和稳定性,这使其在柔性电子、传感器以及光电子技术领域具有广阔的应用前景。HOT-DOT的合成过程采用了一种简便的三步反应路径,其中最后一步在空气中自发进行氧化反应,形成了一个完美的1:1供体-受体(D–A)结构,这种结构促进了自掺杂并稳定了极化子(polarons)。研究还发现,这种材料的带隙非常狭窄(约1.38 eV),具有宽广的近红外吸收特性,并表现出高导电性(约0.29 S cm⁻¹),这些特性源于其超小的π–π堆叠距离(3.25 Å)

    来源:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION

    时间:2025-11-07

  • 基于密度泛函理论(DFT)指导的双吡啶锚定铜单原子催化剂的设计与合成:该催化剂能够在宽pH范围内高效实现硝酸盐向氨的电还原反应

    摘要 将硝酸盐电化学转化为氨是一种有效的方法,可以减轻硝酸盐污染,同时为氨的合成提供可持续的策略。开发出在硝酸盐还原反应(NO3RR)中兼具高活性和选择性的低成本电催化剂是一个重大挑战。本文通过理论筛选和精确合成技术,展示了单原子催化剂(SACs)在NO3RR中的应用。一系列基于联吡啶的3d过渡金属SACs经过计算评估了其NO3RR的活性和选择性,其中联吡啶-Cu催化剂被证明是最佳候选者。根据计算预测,将联吡啶封装在含锆的金属-有机框架(Cu-SA/UiO-bpy)中后,该催化剂在中性条件下实现了7.4 mgNH3 h−1 cm−

    来源:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION

    时间:2025-11-07

  • 在不同环境条件下,环氧树脂密封的8YSZ涂层摩擦学性能的研究

    摘要 本文对比研究了环氧树脂密封的8YSZ(8YSZ-RE)涂层在干摩擦、去离子水、0.1 mol L−1 HCl溶液和NaOH溶液中的摩擦学性能。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜对其微观结构进行了表征。使用CSM球盘摩擦仪在不同环境下测试了其摩擦和磨损行为,并通过SEM、3D轮廓仪、纳米压痕法和光学显微镜分析了磨损表面的形貌和机械性能。通过电化学腐蚀测试仪研究了8YSZ-RE涂层在0.1 mol HCl和NaOH溶液中的耐腐蚀性。结果表明,与去离子水和干摩擦条件相比,8YSZ-RE涂层在HCl和NaOH溶液中的摩擦

    来源:Advanced Engineering Materials

    时间:2025-11-07

  • 超声波振动诱导的孔隙率控制机制及其在激光定向能量沉积过程中对材料机械性能的改善作用

    摘要 超声波振动通过改变熔池动力学,有效降低了激光定向能量沉积过程中的孔隙率。为了研究气泡演变与超声波振动(UV)诱导的熔体流动之间的相互作用,实验使用了含有空心颗粒的1Cr12Ni3MoVN粉末,从而能够进行统计孔隙分析。多物理场建模表明,由紫外线产生的惯性力主导了熔体流动,并与马兰戈尼力(Marangoni forces)相互竞争。这种相互作用加速了熔体的循环流动,产生了足以引发空化的局部压力。气泡的行为很大程度上取决于其大小:小气泡(小于20微米)会因空化作用而破裂;中等大小的气泡(20–50微米)会获得向上的速度并从熔池边缘逸出;大气泡(1

    来源:Advanced Engineering Materials

    时间:2025-11-07

  • 表面空位工程调控首次循环氧化还原反应,以实现稳定的富锂层状正极

    摘要 我们证明了原子尺度的表面无序可以控制富锂层状氧化物的“首循环氧化还原过程”,消除了导致性能下降的氧气释放和晶格崩塌现象。在Li1.14Ni0.32Mn0.54O2(LNMO)中,简单的化学处理引入了局限于颗粒表面的氧空位和过渡金属(TM)空位,同时保持了层状结构。多模态同步辐射分析表明,这些空位在4.4伏以下引发了早期氧气氧化,将镍氧化过程推迟到更高的电位,并抑制了共价Ni4+─O态的形成。这种改性的氧化还原路径防止了不可逆的氧气释放,减少了锰的溶解,并在高电压下保持了金属-氧的配位。因此,经过处理的正极在首循环中表现出更高

    来源:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION

    时间:2025-11-07

  • 综述:磁活性超材料:最新研究综述

    磁活性超材料(MMs)是一种前沿的智能材料,它结合了磁活性材料与结构化机械超材料,使得其机械、声学和弹性特性能够通过外部磁场实现动态调控。这种材料的设计策略、制造方法和应用领域构成了当前研究的重点,特别是在生物医学设备、软体机器人和自适应结构等领域的潜力尤为突出。文章系统总结了MMs的最新进展,强调了其通过磁场实现的可编程行为、可调物理性能和波操控能力,探讨了嵌入硬磁和软磁粒子对MMs性能的影响,以及其在接触式驱动、快速响应和多功能性方面的优势。此外,文章还展望了未来的研究方向,提倡利用机器学习技术优化超材料设计,以实现更先进的自适应材料,推动下一代技术的发展。超材料作为材料科学中的创新概念,

    来源:Advanced Engineering Materials

    时间:2025-11-07

  • 综述:将机器学习应用于辐照条件下的高熵合金

    高熵合金(HEAs)作为材料科学的前沿领域,因其在极端环境下的卓越性能而备受关注,尤其是在核能和航天领域。这些合金由多种元素组成,通常为等原子比,展现出独特的机械性能、热稳定性以及对辐射损伤的优异抵抗能力。然而,由于其复杂的组成和结构特性,HEAs在极端条件下的行为预测仍然是一个重大挑战。为此,机器学习(ML)技术,尤其是机器学习原子间势(MLIP)的应用,为这一领域的研究提供了新的视角和工具。在核能系统中,HEAs的应用潜力巨大。新一代核反应堆,如第四代(Gen-IV)核裂变反应堆和核聚变反应堆,对材料的要求极为严苛,包括高温、强腐蚀性和高辐射环境下的结构完整性。传统合金如马氏体、奥氏体钢和

    来源:Advanced Engineering Materials

    时间:2025-11-07

  • 一次碰撞,两个杂原子:氮杂萘的气相制备

    摘要 自然界在关键生物分子的合成过程中,长期以来更倾向于使用环状分子,尤其是杂环分子。与等价碳原子构成的化合物相比,含硅的碳氢化合物因其独特的化学键合方式和电子结构而受到越来越多的关注。然而,含硅杂环分子的合成仍然是一个重大挑战。在这项研究中,我们探讨了一类较少被研究的含硅和氮的芳香杂环化合物的反应机理,这类化合物中硅原子和氮原子位于一个芳香的六元环结构中:即氮杂苯(azasilabenzenes)。我们通过硅氮化物(SiN)自由基与1,3-丁二烯(C4H6)在单次碰撞条件下的反应实现了这一目标,该方法结合了交叉分子束实验、电子结

    来源:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION

    时间:2025-11-07

  • 以水作为效应因子的基于苯三硫吩的超分子聚合物中的热激活立体反转

    在本研究中,我们报告了一种基于苯并三硫杂苯(benzotrithiophene, BTT)的新型手性分子 **1** 的合成,并发现其能够自组装形成螺旋状的超分子聚合物。这种自组装过程展现了一个独特的温度依赖性立体突变现象,其中水分子在这一过程中扮演了关键的角色。通过圆二色光谱(CD)测量,我们发现高水含量能够诱导出双阶段的立体突变,最终使螺旋结构恢复到原始的手性状态;而在低水含量条件下,仅能观察到一次稳定的立体突变,其持续时间取决于水的浓度。这些发现揭示了溶剂,特别是水,在调控手性超分子聚合物结构中的重要作用,并为理解水在自组装和立体突变过程中的影响提供了前所未有的见解。在自然界和人工合成体

    来源:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION

    时间:2025-11-07

  • 用于水基润滑的微凝胶添加剂:通过成分调整和热响应性来调控摩擦与磨损性能

    摘要 本文研究了热响应性聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)基微凝胶的摩擦学性能,探讨其作为水基润滑剂添加剂的潜力。采用无表面活性剂的乳液聚合方法制备了两种类型的微凝胶:MG0由纯PNIPAAm组成,其体积相变温度(VPTT)约为33°C;MG16则是由PNIPAAm与疏水性叔丁基丙烯酰胺共聚而成,其VPTT约为23°C。在20°C和40°C条件下对这两种微凝胶的膨胀性能和润滑效果进行了评估。与纯水相比,这两种微凝胶均显著降低了摩擦和磨损。在20°C时,MG0保持完全膨胀状态,通过水合微凝胶实现有效的磨损防护;而MG16由于接近其VPTT,部

    来源:Advanced Engineering Materials

    时间:2025-11-07

  • 复合金属泡沫在保护碳钢免受穿刺损伤方面的数值模型与实验验证

    在现代工业和运输领域,铁路罐车的安全性一直是研究的重点。特别是那些运输危险品(HAZMAT)的罐车,由于其结构复杂且面临高风险,任何损坏都可能引发严重的环境和经济损失。近年来,因罐车脱轨引发的泄漏和火灾事故频发,促使研究者探索更有效的材料和结构设计来增强罐车的抗冲击和抗穿刺能力。本文通过实验和数值模拟相结合的方式,评估了一种新型复合金属泡沫(CMF)材料在不同撞击速度下对碳钢板的保护性能,旨在验证其在实际应用中的潜力。复合金属泡沫是一种由金属基体中嵌入气密空心球体构成的轻质材料。这种材料在增强强度与密度比和冲击能量吸收方面展现出显著优势,比传统泡沫材料和母体金属更优越。研究团队采用多种数值建模

    来源:Advanced Engineering Materials

    时间:2025-11-07

  • 构象匹配的共生非共价结合位点促进了包含P亚螺旋结构域和M亚螺旋结构域的超分子纳米扭转现象

    摘要 生物系统可以利用同手性构建块同时制造具有相反手性的多种结构(例如,右旋α-螺旋和左旋聚脯氨酸-II螺旋),以维持生物结构的三维构象和功能。然而,在人工系统中实现这一过程仍然是一个巨大的挑战,因为难以构建精确的非共价模式来进行多种手性的转移。在这里,我们报告了一种策略,通过在l-苯丙氨酸衍生物(LCN)的末端引入共生的非共价位点来制造具有P型和M型亚结构的螺旋纳米纤维。利用LCN的构象匹配,末端氰苯基团中的两个共生位点(C≡N, Ar─Hortho)可以与不同的位点(C≡N⋯Hmeta─Ar; Ar─Hortho⋯N≡C)形成

    来源:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION

    时间:2025-11-07

  • 诺尔博尔烷二烯-四环烷二聚体中光致发光与太阳能热能储存的调控

    分子太阳能热(MOST)系统作为可再生能源存储技术的一个重要分支,近年来受到了广泛的关注。这类系统通过分子光开关吸收太阳光,并将光能转化为热能进行储存,从而实现了对太阳能的高效利用。其中,氮杂环戊二烯/四氢化萘(NBD/QC)光开关对由于其优异的能量存储密度,被认为是MOST系统中最具潜力的候选材料之一。该系统能够实现高达1 MJ kg⁻¹的能量存储密度,这主要归功于四氢化萘(QC)光异构体的高度应变结构。然而,为了进一步提升MOST系统的性能,研究者们正在探索如何通过化学设计优化这些材料的吸收光谱,使其更好地与太阳光谱重叠,同时提高其能量存储能力和转换效率。为了实现这一目标,研究者们引入了多

    来源:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION

    时间:2025-11-07

  • 用于电化学尿素合成的单原子催化剂的高通量理论筛选

    摘要 电化学尿素合成是一种有前景的可持续氮和碳利用方法,但其进展受到反应机制不明确以及缺乏有效催化剂设计原则的阻碍。在这里,我们对40多种MN4C型单原子催化剂(SACs)进行了高通量筛选,以识别出有潜力的电化学尿素合成候选催化剂。与传统方法相比,这种策略提高了94.8%的筛选效率。我们的分析表明,Ti─、V─、Nb─、Mo─和Hf–N4C催化剂同时满足关键标准,包括热力学稳定性、对小分子的良好吸附能力、抑制竞争反应以及氢化和C–N偶联的低能量障碍。机理研究表明存在两种不同的C–N偶联途径,并证明*N物种的氢化是后续偶联的前提。值

    来源:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION

    时间:2025-11-07

  • 通过还原性酸解深度降解木质素,产生大量芳香化合物,这一过程通过核磁共振色谱法得到了全面揭示

    摘要 解聚是木质素价值化的基础。尽管这一研究领域在过去十年中取得了显著进展,但仍存在一些阻碍其大规模应用的障碍。贵金属催化剂的高成本以及加压氢气的使用是其中的一些限制因素。在这项工作中,研究人员旨在结合氢碘化物的还原酸解能力与离子液体(ILs)作为绿色溶剂的优良物理化学性质,以实现真实木质素的深度解聚。实验结果表明,在含有1-丁基-3-甲基咪唑鎓碘化物([Bmim]I)和有机酸的反应介质中,几乎100%的模型化合物被转化;对于真实木质素,解聚产物的产率达到了81%(按重量计)。此外,通过核磁共振色谱法对产物进行了详细的结构鉴定。本

    来源:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION

    时间:2025-11-07

  • 用于全固态电池的新氧卤化物固体电解质的分钟级超快合成:具备界面离子传导性能

    摘要 卤化物固态电解质(SSEs)在全固态电池(ASSBs)领域展现出巨大的潜力,然而它们依赖于长时间的球磨工艺来达到所需的离子导电性,这严重影响了能源效率。在这里,我们报道了一种新型的基于锆的氧卤化物SSE(oh-LZC),它是通过超快球磨工艺(18分钟)合成的——这是卤化物SSEs中的最快合成记录。值得注意的是,将处理时间缩短至1.5小时,其离子导电性就从0.11 mS cm−1提升到了1.09 mS cm−1——其性能超过了大多数在相同合成时间内制备的基于锆的卤化物。这一进展的关键在于用成本较低的Ta2O5替代了昂贵的Li2

    来源:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION

    时间:2025-11-07

  • 具有粘性的皱褶物质对冲击和能量的吸收作用

    摘要 当一张二维薄片被限制在较小的空间内时,它会转变为一种复杂且无序的结构。这种皱褶状态所表现出的机械性能与原始薄片有着显著的不同,尽管其主要成分是空气,但仍表现出较高的刚性。因此,皱褶材料在吸收冲击方面非常有效,这一点从它们被应用于汽车的安全缓冲区中可以看出来。本文通过力测量和高速摄影技术研究了粘性皱褶物质(聚二甲基硅氧烷(PDMS)的皱褶片)的冲击响应,并将其结果与几种对照组进行了比较。此外,还进行了粗粒化分子动力学模拟,以进一步探讨不同皱褶密度下皱褶材料的冲击行为。研究结果表明,粘性皱褶片表现出最大的塑性碰撞特性(即与其他几何形状相比,它们具

    来源:Advanced Engineering Materials

    时间:2025-11-07

  • 一种光催化和钴催化的不对称氢胺化反应,用于未活化的烯烃与胺类化合物的反应

    摘要 过渡金属催化的N─H键直接对映选择性加成到未活化的烯烃上具有重要意义,因为它可以利用两种丰富的化学原料制备高附加值的手性烷基胺,但这长期以来一直是一个重大挑战。目前的先进技术依赖于使用带有连接杂原子或杂芳胺的烯烃,这些杂原子或杂芳胺能够容易地与金属催化剂配位,从而实现高立体选择性。在这里,我们报道了一种光氧化还原/钴催化的对映选择性氢胺化方法,该方法通过Co(III)H介导的氢原子转移,随后进行烷基钴(IV)的亲核胺化,从而以高产率和对映选择性合成α-手性三级胺。该策略展示了控制原位生成的烷基自由基的对映选择性的独特能力,有

    来源:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION

    时间:2025-11-07

  • 在金属化卟啉纳米带中定制磁相互作用

    分子结构在现代材料科学中扮演着至关重要的角色,特别是在探索低维磁性和开发新型量子材料方面。近年来,科学家们对基于卟啉(Porphyrin,简称Por)的分子组装体表现出浓厚的兴趣,因为这些结构不仅具有独特的电子特性,还能够通过引入磁性金属离子(如铁Fe和钴Co)来调控其磁行为。本研究通过在超高真空条件下进行表面合成,成功制备了含有磁性金属离子的卟啉纳米带(Por nanotapes,简称PorNTs),并对其磁性和电子特性进行了深入分析。研究结果表明,Fe和Co作为中心金属原子,在PorNTs中表现出截然不同的磁相互作用机制,揭示了金属中心、配体结构以及基底相互作用在调控分子磁性方面的重要性。

    来源:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION

    时间:2025-11-07

  • 微型光酶通过脱硼羟基化作用实现细胞器特异性调控

    摘要 人工光酶在体外生物催化方面具有巨大的潜力,但将其应用于活细胞环境时需要尽量减少对细胞的干扰,并确保其能在有氧条件下正常工作。在这里,我们介绍了一种名为miniSOG的微型光酶,其分子量为12 kDa。在蓝光照射下,miniSOG能够通过生成超氧阴离子(O2•−)来实现生物正交的去硼羟基化反应。利用黄素类化合物的光化学特性,miniSOG能够通过统一的O2•−介导机制激活27种结构不同的有机硼酸盐,包括芳基/烷基硼酸盐、荧光染料、抗癌药物以及表观遗传调控因子。该系统能够在活细胞中实现精确的空间和时间控制下的光催化反应:由于mi

    来源:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION

    时间:2025-11-07


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