• 分子磁学的前沿

  特刊作为《Crystal Growth & Design》“分子磁学前沿”特刊的一部分而出版。分子磁学是一个高度跨学科的领域，涵盖了化学、物理、材料科学和生物学。该领域的研究人员研究基于自旋系统的磁性质，这些研究在自旋动力学、自旋电子学和量子信息技术方面具有应用价值。因此，分子磁学需要将基础理论方法与新型磁性材料的发展相结合。相应地，它仍然是亚洲分子磁学会议（ACMM）的核心主题。新型磁性材料的出现持续为这一领域做出重要贡献。当前的研究重点包括单分子磁体（SMMs）、自旋转变（SCO）复合物和配位聚合物（CPs），以及涉及密度泛函理论（DFT）和光致发光（PL）的研究。这些努力推动了分子磁学领

  来源：Crystal Growth & Design

  时间：2025-10-30

• 溶液体积和搅拌对灰黄霉素在甲醇中初级成核的影响

  在制药工业中，结晶过程是一种重要的分离和纯化手段，用于获得具有特定物理性质的有机化合物。结晶过程通常包括两个关键阶段：成核和晶体生长。其中，成核是结晶的第一步，其过程具有高度的随机性，尤其在小体积体系中表现得更为明显。随着体系体积的增大，成核行为逐渐由随机性向确定性转变。这一现象对实验室规模向工业规模的放大过程提出了挑战，因为小体积体系中的成核行为难以预测，且不同结晶器设计会导致成核机制和动力学行为的差异。本研究聚焦于在甲醇溶液中，研究成核速率与溶液体积及搅拌强度之间的关系。实验采用三种不同的结晶器：Crystal16（用于1 mL体积）、20 mL磁力搅拌系统以及EasyMax（用于100

  来源：Crystal Growth & Design

  时间：2025-10-30

• 基于小样本机器学习的塑料低温热解：产品预测、优化条件及模型可解释性分析

  本研究提出了一种新颖的数据驱动策略，将机器学习（ML）与低温催化热解相结合，以优化塑料原料的选择和催化剂设计。利用基于聚乙烯（PE）模型化合物和沸石ZSM-5催化剂的定制实验数据集，我们在105个正交设计的实验小样本数据集上训练并评估了三种机器学习模型——TabPFN、CatBoost和XGBoost。在分类和回归任务中，TabPFN的表现均优于传统的梯度提升模型，在测试数据上的R2值为0.982，RMSE值为4.37，具有很强的泛化能力。SHAP分析和皮尔逊相关性分析共同表明，温度和Si/Al比例是影响C2–C6烯烃选择性的主要因素，其中Si/Al比例对烯烃选择性的影响呈倒U形。训练得到的T

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-30

• 用于锌空气电池中高效双功能氧电催化的空芯肖特基异质结构

  可充电锌空气电池（RZABs）凭借其高理论能量密度和环保运行等优点，已成为未来可持续能源存储系统的有力候选者。然而，在实现同时驱动氧还原和氧析出反应的双功能电催化剂的高效率和长期稳定性方面仍存在重大挑战。在这项研究中，我们报道了一种合理设计的空心FeCo/CoFe2O4异质结构（H–FeCo/FeCoO），作为高性能的双功能电催化剂用于RZABs。该结构通过聚苯乙烯球辅助策略构建了相互连接的空心架构和明确的肖特基界面。所得到的H–FeCo/FeCoO双功能催化剂在氧还原（ORR）和氧析出（OER）反应中表现出优异的活性，其电压间隙（ΔE）仅为660 mV，优于传统的Pt/C + RuO2催化剂

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-30

• 通过氮掺杂调节碳纳米管的局部微环境，以实现甲苯的高效电催化胺化反应

  电催化C(sp3)–H氨基化烃类是一种有前景的策略，可用于合成高价值的含氮有机化合物。在此研究中，我们开发了一种氮掺杂碳纳米管（N-CNTs）催化剂系统，在温和条件下能够高效地将甲苯转化为N-苯基乙酰胺。通过氮掺杂调节碳骨架的电子结构，优化后的N–CNTs–400催化剂实现了3613.6 mmol m–2 h–1的高N-苯基乙酰胺产率以及63.7%的法拉第效率（FE），显著优于纯碳纳米管（FE：40.8%）和以往报道的其他电催化剂。实验和密度泛函理论（DFT）研究表明，氮物种（吡啶氮、吡咯氮和石墨氮）的引入增强了催化剂的电子导电性，并加强了与甲苯之间的电荷转移作用，从而促进了C–H键的活化。特

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-30

• 通过快速电子束辐照调节BiOBr纳米片的氧空位结构，实现高效的电催化CO2还原为甲酸

  高价铋物种（如BiOBr）因其优异的结构稳定性和产物选择性，在作为CO2还原为甲酸的电催化剂方面受到了广泛关注。然而，开发一种快速、节能且操作简便的合成策略仍然是一个关键挑战。在此，我们首次报道了一种基于电子束辐照的快速、可扩展的合成方法，能够在短短10分钟内制备出BiOBr纳米片。通过精确调控辐照剂量，可以有效调节BiOBr纳米片的结构特征和催化性能，并实现对氧空位（Ov）浓度的控制。在最佳剂量300 kGy下，该催化剂在流动池中制备甲酸的法拉第效率（FE）达到95.0% ± 0.48%。为了进一步降低产物分离的成本，我们采用了固体-电解质电池，实现了纯HCOOH的连续生产，产率为0.08

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-30

• 脂溶性维生素K2作为一种生物安全且可持续的电极材料，具有高循环稳定性，适用于水系锌离子电池

  传统的锂离子电池（LIBs）不适用于生物相关应用，在废弃后会产生对环境有害的废物，这是因为它们的有机电解质和过渡金属氧化物电极具有高毒性。尽管已经研究了几种天然或生物衍生的有机电极材料（如核黄素，即维生素B2）用于电极制备，但这些材料在电解质中的高溶解度会导致电池容量迅速下降，而化学修饰往往还会增加其毒性。在这项研究中，我们提出使用脂溶性的维生素K2（VK2）作为水系锌离子电池的生物安全正极材料。由于维生素K2在水系电解质中的溶解度较低，因此其电极的循环稳定性显著优于水溶性核黄素电极。为了进一步减少对环境的影响，我们采用了可通过水相工艺处理的粘合剂，包括羧甲基纤维素（CMC）和海藻酸钠（SA）

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-30

• S-1：在水分解过程中，利用尖晶石NiGa2O4氧载体促进纯氢气的生成

  化学循环蒸汽甲烷重整（CL-SMR）通过甲烷氧化和水分解两个连续步骤，提供了一种生产氢气（H2）和合成气（H2和CO）的可行方法。在这一化学循环过程中，氧载体在合成气和纯氢气的生成中起着关键作用。研究人员成功设计出一种高效的红柱石型NiGa2O4氧载体，能够在相对较低的温度下实现较高的合成气和纯氢气产率。引入S-1材料后，水分解阶段的氢气产率进一步提升。与纯NiGa2O4（产率为6.53 mmol）相比，NiGa2O4/S-1在700°C时的氢气产率提高到7.25 mmol，并且在20个循环过程中保持了100%的氢气纯度。在氧化还原循环过程中，部分镓元素从NiGa2O4氧载体迁移到S-1表面。

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-30

• 一种原位生长的基于安德森型多金属氧酸盐的COFs催化剂，应用于氢氧化钴表面，以提升锂硫电池中多硫化物的转化效率

  穿梭效应长期以来一直是限制锂硫电池性能的主要因素。在本文中，我们通过在氨基功能化的层状氢氧化钴（Co(OH)2-NH2）表面原位生长一种基于安德森型多金属氧酸盐的共价有机框架（POM-COF），制备了一种POM-COF@Co(OH)2-NH2复合材料，并将其应用于锂硫（Li–S）电池隔膜中。这种复合材料结合了Co(OH)2的强极性化学吸附能力和POM-COF的高催化活性，有效抑制了锂多硫化物（LiPS）的穿梭运动。广泛的表征证实了该材料的结构，显示出其独特的3D纳米花状形态和良好的结晶性。电化学测试表明，使用这种复合隔膜的Li–S电池在1C电流下的初始容量为893 mAh g–1，经过300次

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-30

• 关于增强型二氧化碳储存在深层咸水含水层中的实际经济评估

  碳捕集与封存（CCS）技术被认为是减少大规模温室气体排放的一种潜在方法。在众多地质封存方案中，深部盐水层因其巨大的封存潜力而受到广泛关注。然而，由于诸如粘性指状扩散和重力分异等问题，当前的封存效率较低。为了解决这一问题，研究者提出了多种增强型碳封存（ECS）技术，包括水交替气注入、泡沫注入以及纳米颗粒辅助注入等。这些技术旨在提高封存效率并克服现有局限。然而，目前对于ECS技术的经济价值及其评估方法尚缺乏系统性的研究。本文旨在全面评估ECS技术的经济价值，提出了一种新的评估方法，即“增强型碳封存的可接受成本”（ACECS）。传统的评估方法通常仅关注单位碳减排成本，而本文提出的ACECS概念则考虑

  来源：ACS Sustainable Resource Management

  时间：2025-10-30

• 可持续且灵活的羧甲基纤维素-聚二甲基硅氧烷摩擦电纳米发电机：用于机械能量采集及自供电可穿戴传感器

  近年来，随着对可持续能源和便携式设备需求的增加，柔性纳米发电机（NGs）因其在机械能捕获与电能转换方面的潜力，受到了广泛关注。这类设备能够将人体运动、自然振动、风能、水流等环境中的机械能转化为可用的电能，从而为微型设备和自供电传感系统提供动力。在这一背景下，研究者们提出了一种基于羧甲基纤维素（CMC）气凝胶薄膜的摩擦纳米发电机（TENGs），这种材料通过水溶液制备，无需使用有毒溶剂，进一步增强了其环保性和可加工性。该结构还通过聚二甲基硅氧烷（PDMS）聚合物进行浸润，并嵌入PDMS层中，从而实现材料间的有效摩擦电效应。为了评估这些纳米发电机的性能，研究者们采用了垂直接触-分离模式，分别对空气间

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-30

• 从半纤维素糖连续生产甲基乳酸：识别并解决基于Sn-USY的催化剂失活问题

  本研究围绕一种新型催化剂 [K]Sn-USY 在连续流动反应条件下，将葡萄糖、木糖及其混合物转化为甲基乳酸的应用展开。甲基乳酸作为一种来源于生物质的高价值化学品，因其在绿色溶剂、食品添加剂及多种化学合成中的应用而备受关注。当前工业生产甲基乳酸主要依赖发酵途径，但该方法存在较高的废物产生率、能耗大以及生产效率较低等问题，因此开发更高效、环保的非发酵合成路径成为研究热点。本研究中使用的催化剂 [K]Sn-USY 是通过将锡（Sn）引入 USY 分子筛，并进一步用钾离子（K+）交换其表面酸性位点制备而成。这种催化剂在催化性能方面表现出色，能够在 150 °C 的反应条件下，实现对单糖和双糖的高效转化

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-30

• 基于铜纳米簇敏化的过滤浓缩策略，实现快速且超高灵敏度的肉眼可见的病原体比色检测

  在资源有限的环境中，对快速、低成本的病原体检测方法存在迫切需求，这推动了能够兼顾灵敏度、特异性、简便性和成本要求的即时检测技术的发展。本文介绍了一种生物传感平台，该平台通过结合适配体与多聚T DNA链来实现铜纳米簇（Cu NCs）在目标病原体上的快速吸附，并利用尺寸排阻过滤技术将病原体浓缩到膜上，从而能够在20分钟内用肉眼实现低浓度病原体的超灵敏检测。适配体结构能够实现针对特定病原体的识别（通过沙门氏菌和SARS-CoV-2伪病毒进行了验证），而多聚T DNA链则有助于Cu NCs快速（<5分钟）吸附到目标病原体上。标记有Cu NCs的目标病原体会被浓缩在膜上，而体积较大的干扰物质（如盐类、蛋

  来源：Analytical Chemistry

  时间：2025-10-30

• 基于自增强铽基金属-有机框架的电化学发光共振能量转移生物传感器，该框架具有天线效应，可用于灵敏检测微小RNA-155

  电化学发光（ECL）的效率在很大程度上取决于发光体与核心反应物促进剂之间的空间接近程度。在传统的三元体系中，溶液中各组分的扩散导致能量损失，从而降低了ECL的效率。在这项研究中，构建了一种自增强的镧系金属-有机框架（Ln-MOF）发光体CuTb-BTC@AgNPs（CTBA），其中Tb3+作为发光体，Cu2+作为核心反应物促进剂，Ag纳米颗粒（AgNPs）作为导电性增强剂。这些组分的适当共定位显著缩短了发光基团与核心反应物促进剂之间的电子传输距离，从而提高了ECL的效率。为了调节信号强度，引入了具有宽紫外-可见光吸收范围的Pd@Cu2O淬灭剂，以实现基于共振能量转移（RET）的信号抑制。采用双

  来源：Analytical Chemistry

  时间：2025-10-30

• 通过锂硫电池的运行，对硫化锂中氧化锂杂质的电化学定量分析

  我们提出了一种新的电化学定量方法，用于检测硫化锂（Li2S）中低含量的氧化锂（Li2O）杂质，该方法基于锂硫电池系统的工作原理。氧化锂是用于下一代电池应用（包括硫化物固态电解质和高能量正极）的Li2S中的关键杂质。它会导致电解质分解，并在固态电解质合成过程中引发副反应。此外，由于氧化锂本身的离子和电子导电性较低，会增加电极的整体电阻。因此，准确量化氧化锂含量对于获得高纯度的Li2S和可预测的性能至关重要。然而，传统的检测技术（如X射线衍射（XRD）和滴定法）在低浓度或非晶态情况下存在精度和重复性较差的问题。为了解决这些问题，我们制备了含有可控量氧化锂的Li2S电极，并采用线性扫描伏安法（LSV

  来源：Analytical Chemistry

  时间：2025-10-30

• 一种基于新型钙钛矿纳米晶的光致变色荧光传感器，能够实现3,3′-二氯联苯的简便、选择性、高灵敏度检测，并可用于实时可视化监测污染物的光催化降解过程

  3,3′-二氯联苯（DCB）是制造多种工业产品的重要且广泛使用的中间体；然而，DCB属于2B类致癌物，而其光降解产物被归类为1类致癌物。目前，针对检测工业产品中残留的DCB以及释放到人类生活环境中的DCB的传感策略还很少，这些策略需要能够以简便、低成本和实时的方式评估其对人类健康的影响。在这项研究中，我们发现新兴的钙钛矿纳米晶体（PNCs）具有许多优异的物理化学性质，既可作为光催化剂，也可作为光致变色材料用于DCB的光降解过程。在紫外光照射下，PNCs能催化DCB分子光降解为联苯分子和氯离子（Cl–），同时由于PNCs与生成的Cl–之间的离子交换，PNCs的荧光波长（颜色）会发生显著变化。基于

  来源：Analytical Chemistry

  时间：2025-10-30

• 基于逻辑门控制的表面增强拉曼散射纳米平台：用于双倍放大的癌细胞成像及靶向光热消融

  精确识别癌细胞对于实现精准的治疗诊断至关重要，但目前这一过程受到单一生物标志物识别特异性较低以及传统探针容易发生非特异性激活的制约。在此，我们开发了一种基于逻辑门控制的表面增强拉曼散射（SERS）纳米平台，该平台能够实现癌细胞的双重放大成像，并结合靶向光热消融技术。以apurinic/apyrimidinic内切酶1（APE1）和miRNA-155作为乳腺癌的模型靶标，这两种生物标志物的同时存在会触发空间受限的催化发夹结构形成。这一过程促使金纳米粒子自组织成密集的三维网络结构（3D-ANS），从而同时产生用于SERS信号放大和光热转换的电磁热点。该纳米平台对APE1的检测限低至2.09 × 1

  来源：Analytical Chemistry

  时间：2025-10-30

• 利用表面结合的铁茂化合物对混合聚乙二醇单层进行表征，以实现无标记免疫传感

  无标记电化学免疫传感器通过直接监测电极表面的抗原-抗体相互作用，为生物分子检测提供了一种简化的方法。然而，它们的灵敏度通常不足以检测低丰度的分析物。为了增强信号响应，大多数策略依赖于基于纳米材料的电极修饰。在这项研究中，我们提出了一种修饰策略，用于构建一种多功能单层膜，该单层膜结合了表面固定的铁烯（ferrocene）以促进电子转移。该单层膜是通过铜催化的叠氮-炔烃环加成（CuAAC）反应制备的，使用了基于聚乙二醇（PEG）的间隔剂混合物：较短的N3–PEG3–Fc链用于氧化还原活性，较长的N3–PEG11–生物素或N3–PEG24–生物素链用于通过链霉亲和素-生物素结合固定抗体。热塑性电极（

  来源：Analytical Chemistry

  时间：2025-10-30

• 在柱后对标记的消旋手性选择剂进行灌注，可实现液相色谱-手性质谱/质谱联用（LC-Chiral MS/MS）

  本文致力于开发一种能够同时满足三种需求的分析方法：利用手性质谱（MS/MS）与液相色谱（LC）联用技术来分析复杂样品，具体包括手性识别、手性选择剂（CS）筛选以及对映体过量比（ee）的测定。在Cu2+存在下，标记的dl-Phe（d-Phe/l-Phe-d5 = 1:1）通过柱后注入（PCI）方式被引入到LC洗脱液中。这种复合作用使得对映体（即d/l-A）转化为非对映体三聚体离子，例如[CuII(d/l-A)d-Phe)2 – H]+、[CuII(d/l-A)l-Phe-d5)2 – H]+和[CuII(d/l-A)d-Phe)l-Phe-d5) – H]+，这些三聚体离子与二聚体离子具有不同的

  来源：Analytical Chemistry

  时间：2025-10-30

• 连续流式PCR中液滴传热特性的研究

  液滴数字聚合酶链反应（ddPCR）在精准医学中具有重要意义，包括核酸分子定量和DNA甲基化检测。然而，对于连续流式PCR设备而言，精确控制微通道内液滴的温度以确保高效扩增是一个挑战。在这项研究中，我们通过结合数值模拟和PCR实验来研究微通道中液滴的热传递特性。主要发现如下：1）当液滴穿过微通道时，会形成内部涡流，将高温流体从通道外围输送到液滴中心；涡流强度最大的区域位于液滴的后部。2）虽然较高的流速可以提高整体热传递效率，但同时也会增加液滴与通道壁之间的绝缘油膜厚度，从而阻碍热传递。我们使用努塞尔数（Nu）来表征系统的热交换能力，并确定了其随流速的变化情况。这一分析为优化连续流式PCR系统中的

  来源：Analytical Chemistry

  时间：2025-10-30

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