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金属有机框架（MOFs）净化饮用水新突破：高效去除消毒副产物，开启饮水处理新篇章
饮用水净化对于人类至关重要，在饮用水处理过程中，消毒剂的使用以及水中异味控制会产生亚氯酸盐（ClO2−）和氯酸盐（ClO3−）这些消毒副产物。尽管它们毒性较低，但欧盟已为这些化合物设定了最大允许浓度，因为其存在与慢性疾病和激素紊乱有关。在众多可选择的方法中，研究提出使用具有特殊吸附特性的金属有机框架（MOFs），从淡水中去除亚氯酸盐和氯酸盐这两种消毒副产物。在测试的不同生物相容性 MOFs 中，性能稳定的 MIL-88B-NH2展现出了卓越的含氧阴离子去除能力。研究还对其在模拟现实条件下的潜在应用进行了探讨。这项开创性的关于使用 MOFs 去除亚氯酸盐和氯酸盐的工作，为 MOFs 在实际饮用水
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光激发态质子化与还原实现萘的极性反转 Birch 还原：开启有机合成新征程
在化学的奇妙世界里，有机分子的合成一直是科学家们探索的重要领域。其中，芳香化合物的还原反应就像一把神奇的钥匙，能够将平面的二维材料转化为结构更为复杂的三维衍生物，为有机合成打开新的大门。Birch 还原反应作为这一领域的经典方法，在有机化学教学和实际合成中都占据着重要地位，它能可靠且选择性地增加芳香衍生物中 sp3杂化碳的比例，为后续的官能团化反应提供丰富的可能性。然而，传统的 Birch 还原反应就像一个 “暴脾气” 的伙伴，需要使用强还原剂，如碱金属和液氨，而且反应通常要在低温下进行。这就导致它与许多敏感的官能团 “水火不容”，在实际应用中受到了很大的限制。近年来，科学家们为了解决这些问题
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利用商业碳气体扩散电极实现高过氧化氢产率的电解质设计：开启绿色制氢新时代
过氧化氢（H2O2）作为一种重要的绿色工业氧化剂，在众多领域都有广泛应用，如在造纸行业用于纸浆漂白，在医疗领域可用于外科消毒，市场需求持续增长。目前，工业上主要采用蒽醌法生产过氧化氢，但该方法存在能耗高、产生有机副产物以及运输和储存风险大等问题。因此，开发一种更绿色、高效的过氧化氢制备方法迫在眉睫。2e− 氧还原反应（2e− ORR）为过氧化氢的生产提供了新的可能，它利用氧气、水和电就能实现可持续的、按需的H2O2 生产。然而，酸性条件下该反应存在过电位高、生产速率低的问题，限制了其大规模应用。为了解决这些问题，德国柏林工业大学（Technical University Berlin）的研究人
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揭秘二氧化碳电催化还原新突破：CuSbOx复合催化体系下 CO2供需调控性能
电催化二氧化碳还原反应（CO2RRs）在实际应用中面临着重大挑战，由于二氧化碳（CO2）溶解度较低，使得在高电流密度下生产目标化学品和燃料的应用难以实现。研究人员将碳纸上负载的 CuSbS2在原位（operando）电催化 CO2RR 条件下直接转化为 CuSbOx阴极，并以 CuSbOx阴极催化 CO2还原为一氧化碳（CO）作为模型系统，来描绘 CO2的需求 / 供应与性能之间的关系。研究发现，CO2的需求取决于电催化剂的本征活性、负载密度以及电化学条件，而流体动力学传质条件则决定了 CO2的供应能力。在相对于可逆氢电极（RHE）为 - 1.0V 的电位下，当 H 型电池和气体扩散电极（GD
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基于表面结合主客体分子组装的混合光阳极：光电极制备新突破与太阳能转化新机遇
在人工光合作用中，分子 / 半导体杂化物结合了分子催化剂的高活性和半导体光吸收剂的高稳定性。本研究开发了一种用于混合光阳极制备的主客体策略，膦酸酯衍生的环糊精（p - CDs）作为主体锚定在氧化钨（WO3）薄膜表面，分子催化剂作为客体在水相或有机介质中自包封到 p - CDs 的空腔内。选择金刚烷基钴肟配合物（Co1）作为分子水氧化催化剂，所得的 WO3|p - CD|Co1 光阳极由于意外高效的电荷分离以及 p - CD 与催化剂之间的强亲和力，在水氧化方面表现出高光电化学（PEC）活性和稳定性。此外，WO3|p - CD 被证实是一个通用的催化剂负载平台，当采用 4 - 羟基 - 2,2,
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综述：π 堆积的 MR-TADF 发射体中的分子内空间重原子效应
1. 引言在有机发光材料领域，多共振热活化延迟荧光（MR-TADF）发射体因其独特的发光性能备受关注。而分子内空间重原子效应在 π 堆积的 MR-TADF 发射体中扮演着极为重要的角色，对其性能有着多方面的影响，深入研究这一效应有助于推动相关发光材料的发展与应用。2. π 堆积的 MR-TADF 发射体概述MR-TADF 发射体是一类特殊的有机发光材料，通过巧妙设计分子结构实现多共振特性，从而有效利用单线态和三线态激子，提高发光效率。π 堆积则是这些分子在固态下常见的聚集方式，它能影响分子间的相互作用和能量传递过程。在 π 堆积结构中，分子通过 π-π 相互作用有序排列，这种排列方式对发射体的
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1,1′- 联 - 2 - 萘酚盐（BINOLates）：开启惰性键活化与不饱和体系还原新征程的强力光催化剂
1,1′- 联 - 2 - 萘酚盐（BINOLates）在不对称催化和分子识别领域广泛应用，如今它又有了新身份 —— 强力还原光催化剂。它能轻松激活惰性和不饱和键，实现选择性 C-F 活化、烷基和芳基氯活化、脱对甲苯磺酰基反应、Birch 还原反应以及烯烃还原反应。就连以 PhCF3为限制试剂的脱氟烷基化反应，这个让许多已知催化剂头疼的难题，它也能顺利解决。更厉害的是，与许多酚盐不同，BINOLates 在绿光下就能 “大展身手”。这项研究为 BINOLates 开辟了新的催化应用领域，也暗示着有机聚阴离子作为光催化剂用于高效有机合成的未来发展方向。
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调控锰掺杂量改写氧化钌析氧机制，为绿色制氢开辟新径
质子交换膜水电解槽（PEMWE）对于绿色制氢至关重要，然而，铱基催化剂的成本与稀缺性限制了其商业化进程。氧化钌（RuO2）因高活性成为颇具潜力的替代催化剂，但其耐久性欠佳。研究人员通过掺杂杂原子来提升其性能，却对杂原子掺杂量与析氧反应（OER）机制间的关系知之甚少。在这项研究中，研究人员合成了不同 Mn/Ru 比的金红石型锰 - 钌固溶体氧化物（MnxRu1-xO2）。实验与计算结果表明，增加 Mn 含量会提高 Ru 的氧化态，使 OER 机制从吸附质演化机制（AEM）转变为晶格氧机制（LOM）。Mn 浓度的增加增强了 Ru - O 键的共价性，促使晶格氧参与 OER。具有最佳 Mn/Ru 比
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从无序到有序：通过空间拉链形成实现自我分类的自我复制子的进化 —— 迈向非生物系统达尔文进化的关键一步
在科学探索的奇妙旅程中，化学与生物学之间的神秘界限一直吸引着无数科研人员的目光。“如何将化学转变为生物学” 成为当代科学面临的重大挑战之一，而达尔文进化在这一转变过程中极有可能扮演着举足轻重的角色。自我复制分子作为进化作用的潜在对象，自 1986 年首次被报道以来，众多不同类型的合成自我复制分子不断涌现。然而，让这些自我复制分子实现达尔文进化却困难重重。实现自我复制子的达尔文进化需要满足多个条件。首先，系统要能够接触到包含多种可遗传状态的结构空间，这意味着自我复制分子应具有不同的结构，可由多种构建模块组合而成。但在以往大多数研究中，自我复制子仅由特定的构建模块组成，只能形成单一产物，无法为进化
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光驱动非平衡态环糊精-偶氮苯主客体二聚体的立体选择性合成：生物相容性分子机器的突破
在自然界中，生命系统通过耦合放能反应驱动吸能过程，实现复杂结构的精准构建。然而，人工模拟这种非平衡态自组装仍面临巨大挑战。传统环糊精(CD)主客体复合物研究多聚焦于热力学平衡态，如何通过外部能量输入选择性构建高能结构尚未解决。意大利ISOF-CNR研究所Alberto Credi团队在《Chem》发表的研究，首次实现了可见光驱动的α-CD/偶氮苯二聚体非平衡态立体选择性合成。研究采用1H NMR动力学分析、紫外-可见光谱(UV-vis)停流技术和ROESY二维核磁等手段。通过设计含不同位阻吡啶鎓末端的偶氮苯衍生物(E-1至E-3)，系统比较其与α-CD的 threading/dethreadi
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DNA 助力聚合物机械化学研究：实现序列特异性、无机械基团精准断裂
在材料科学和生物领域，聚合物机械化学至关重要。它能实现分子层面的可控反应，像调控材料自修复、药物激活等。不过现有研究方法存在局限，合成机械基团（mechanophores，力敏感分子实体，可在机械刺激下发生化学变化）过程繁琐，且对合成聚合物中断裂事件的分析不够精确。为突破这些困境，来自德国亚琛工业大学（RWTH Aachen University）、莱布尼茨交互材料研究所（DWI – Leibniz Institute for Interactive Materials）等多个机构的研究人员，以 DNA 为研究对象，开展了一系列实验与计算研究，相关成果发表于《Chem》。研究人员采用了多种关键
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精准构筑 Pt-Fe-Pt 活性位点协同环境，解锁巴豆醛选择性加氢新突破
在多相催化领域，将贵金属粒子缩小至亚纳米团簇甚至单原子状态，能让几乎所有贵金属原子参与催化反应，极大提高原子利用率。但这样做会改变活性位点的电子结构，导致其固有活性和选择性下降。在双金属催化剂中，通过贱金属原子将两个贵金属原子连接起来，能创造出富电子和缺电子位点，可区分活化反应分子中的不同官能团，不过精确制备这类原子级活性位点难度很大。此次研究发现，在 673K 下用 H₂还原由 3.3nm 的 Pt 粒子和 9.8nm 的 Fe₂O₃粒子组成的粒子对，能在 Fe 粒子上密集且精确地排列 Pt 原子，形成 Pt-Fe-Pt 结构。新生成的 Fe 纳米粒子会把 Pt 粒子分散成孤立的 Pt 原子
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太阳能解耦生物杂交光合系统：突破自然合成，开启可持续生物制造新篇
光合微生物能够通过将太阳能转化为化学能，直接把二氧化碳（CO2）转化为高附加值的长链化学物质，这为二氧化碳封存与可持续发展的结合提供了一条很有前景的途径。然而，存储的化学能，比如光反应中产生的关键还原力烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH），其目的是支持微生物在黑暗环境下生存，而非用于生物合成，这不可避免地给实际应用带来了很大限制。在这项研究中，所提出的时空太阳能解耦生物杂交策略，能够让光合微生物将光合作用延伸到黑暗环境中。这项研究作为一个概念验证，可为未来关于拓展不依赖原位照射的光催化反应的研究提供指导。它也可能为太阳能的可持续利用，以及在阳光稀缺地区的生物制造项目开辟新的途径。受光合作用中
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基于原细胞的生物催化逻辑门电路构建：迈向微型自主传感新征程
在科技飞速发展的当下，计算机技术已深度融入生活的方方面面。传统的计算设备依靠电子信号处理信息，将输入信号转化为二进制代码进行运算。而大自然中，生物细胞则像是一个个精巧的微型工厂，它们运用独特的反应 - 扩散机制和多酶级联反应，处理各种化学信号来维持自身的新陈代谢和生理功能。细胞内的这种信号处理过程，与电子设备中的逻辑电路运作有着异曲同工之妙。近年来，科学家们受到自然细胞的启发，尝试构建具有类似功能的人工细胞模型，期望能在生物计算和传感领域取得突破。然而，目前在该领域仍面临诸多挑战。一方面，虽然已有多种模拟细胞的体系被构建出来，如液 - 液相分离的凝聚微滴、胶体小体和蛋白质体等，但让这些模拟细胞
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金属催化 N - 羧基内酸酐（N - carboxyanhydrides）开环聚合制备邻位芳香聚酰胺：高性能材料合成新突破
当今世界，塑料不可或缺。尽管人们对环境问题的关注度日益提高，但塑料作为材料仍有巨大潜力。因此，各种可降解的功能聚合物正在被开发用于先进应用。相应地，开发能够选择性聚合各种单体的新型催化体系至关重要且必要。芳香聚酰胺因其优异的机械性能，属于高性能材料。然而，由于缺乏合适的催化体系，邻位（ortho）芳香聚酰胺一直难以制备。在此，研究人员报道了一种金属催化的 N - 羧基内酸酐（N - carboxyanhydrides）开环聚合反应，这是一种合成高分子量邻位芳香聚酰胺及其共聚物的新途径。这些发现为开发具有特定性能的先进聚酰胺材料提供了新策略。在主要的工程塑料中，芳香聚酰胺是具有高机械强度和耐热性
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低温铝热反应在金属氧化物半导体中构筑氧空位：为光电化学电池性能提升开辟新路径
金属氧化物半导体作为光吸收剂，在太阳能利用的多种方式中具有巨大潜力。到目前为止，修饰和分析金属氧化物半导体所需的方法和化学过程，在很大程度上依赖于其他技术（如第三代太阳能电池）已有的成果。然而，研究认为若想突破现有修饰策略，就需要通过不同的化学方法来处理这些材料。铝热反应是氧化剂和还原剂之间的固态反应。经典例子是 Fe₂O₃和 Al 之间的反应，该反应在高温（约 1500°C）下自发进行且反应剧烈，速度极快（<ms），在环境大气中即可发生。这一古老的反应启发研究探索金属氧化物的部分还原过程，这为新型部分还原技术开辟了新的化学途径和可行性。研究以在金属氧化物半导体光阳极中制造氧空位来展示这
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利用手性介孔硫化锌光催化还原 CO2实现氨基酸的对映选择性合成：开辟碳固定与手性氨基酸合成新路径
在自然系统中，通过太阳能对二氧化碳（CO2）进行还原和固定，能够产生从小分子到生物分子等各种各样的产物。到目前为止，人工光催化还原 CO2仅能获得少数几种多碳物质，尤其是通过非生物光合作用合成具有多种官能团的生物分子，这仍是一个极具挑战性的问题。在本文中，研究人员报道了在一种手性介孔硫化锌（CMZ）上，以 CO2和氨（NH3）为原料光催化合成氨基酸的方法。丝氨酸是多种氨基酸的主要成分，其对映体过量（ee）大于 96%，总产率超过 30 μmol gcat−1。研究人员提出，CMZ 的手性诱导自旋极化作用，通过使电子自旋平行排列，促进了三重态 OCCO 的生成，而且螺旋晶格畸变降低了∗OCCO
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稳定单配位碲自由基的合成与磁场诱导慢弛豫特性研究
在分子磁体研究领域，主族自由基的磁性行为长期被忽视。这项突破性工作成功合成出由空间拥挤的氢化茚(hydrindacene)配体稳定的碲自由基(Te-radical)，X射线衍射揭示其罕见的一配位碲中心。通过高精度电子顺磁共振(EPR)结合波函数ab initio计算，证实该自由基具有轨道双简并的2E基态，其显著的g值各向异性(gx, gy, gz差异达0.3)预示着强自旋-轨道耦合效应。最引人注目的是，在1.8K低温下观测到类似镧系/过渡金属配合物的磁场依赖慢弛豫现象，弛豫时间τ随外场增强而延长。该发现不仅填补了碲自由基结构化学的空白，更颠覆了"磁性源于d/f电子"的传统认知，为设计新型有机自
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工程化材料结合肽赋能不锈钢流动反应器生物催化实现高效磷酸盐回收
研究背景磷资源短缺已成为全球性挑战，传统磷矿开采面临重金属污染和不可再生问题。植物中储存的植酸（phytic acid, InsP6）是潜在的磷回收来源，而植酸酶（phytase）催化其水解为可利用磷酸盐的关键酶。工业生物催化通常采用不锈钢流动反应器，但其窄通道结构导致酶固定化效率低下——此前报道的表面蛋白覆盖率不足3μg/cm2，且非定向固定常导致酶活性损失。研究设计与技术方法德国亚琛工业大学等机构联合开发了基于材料结合肽（MBP）的固定化策略：1）从6种候选MBP中筛选出热稳定性强的LCI肽；2）通过单点饱和突变和计算机辅助重组（CompassR）获得结合力提升8.2倍的LCISS4变体（
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系统性功能寡核苷酸进化平台：靶向蛋白质降解新策略
在生物医药领域，靶向蛋白降解(TPD)技术正掀起一场革命，但如何精准设计靶向弹头(warhead)和连接体(linker)仍是关键瓶颈。这项研究构建了一个颠覆性的微珠展示平台——将数十亿寡核苷酸片段与E3泛素连接酶配体巧妙拼接成嵌合体库。研究人员采用荧光标记的体外泛素化系统，像"分子钓鱼"般筛选出能同时钩住靶蛋白（如致癌因子BRD4和炎症调控蛋白IRAK4）并招募E3连接酶（CRBN或VHL）的"双面特工"适体。这些智能分子机器最高可实现87%的蛋白降解效率，在细胞实验中有效阻断肿瘤增殖并诱导凋亡。更令人振奋的是，团队还首创了双特异性RNA适体降解剂，如同给细胞安装了"蛋白质清除GPS"。该平
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