• 将甲醇制合成气重整与氢甲酰化相集成：迈向可持续化学工业的关键一步

  在化学工业中，大多数人造合成化学品的碳骨架源于不可持续的化石原料。随着绿色转型的推进，引入二氧化碳（CO2）作为有机合成原料对实现化学工业碳中和至关重要。然而，重新设计大规模流程以适应替代原料是巨大挑战。因甲醇经济作为循环燃料兴起，源自 CO2的甲醇日益普及，这为重新思考高度互联的化学生产链提供了理想切入点。在这项工作中，研究展示了将甲醇制合成气（syngas）重整与烯烃氢甲酰化（hydroformylation）相结合，能高效产出羰基合成产物（oxo-products）。该研究阐明了匹配动力学如何控制选择性，还展示了使用燃料级绿色甲醇作为合成气来源。若与甲醇制烯烃（methanol-to-o

  来源：Chem

  时间：2025-02-19

• 通过配体卤素工程增强一维 Cu-I 配位聚合物的 X 射线发光：开拓医学诊断与安检新视野

  零维（0D）Cu-I 簇因其结构多样且能产生多个电子 - 空穴对复合中心，在高性能发光器件领域备受关注。与之类似的一维（1D）Cu-I 配位聚合物，虽具备 X 射线吸收效率高、结构多样、溶液可加工性等优点，还拥有增强的光稳定性，但因辐射过程低，应用受限。本研究采用配体卤素工程策略，将卤素原子引入配体，提高结构刚性和稳定性，增强 1D Cu-I 配位聚合物的光学性质和光转换能力。研究发现，含氯修饰配体的 Cu-I 配位聚合物量子效率高达 98%，基于 CuI (Cl-py) 的闪烁体在 X 射线成像中表现卓越，发光强度提升、检测限低、空间分辨率达 16 lp/mm 。该研究为制备高发光性 1D

  来源：Chem

  时间：2025-02-19

• 合成生命：从挑战到突破，探索生命奥秘的新征程

  在科学探索的漫长历史中，从非生命物质合成生命一直是科学界的前沿梦想。这一目标不仅能帮助人们深入理解生命的基本原理，还可能催生出具有独特功能的创新生命形式，在生物技术、医学和材料科学等多个领域掀起变革的浪潮。然而，目前合成生命的研究面临诸多难题。比如，科学界对合成生命的目标尚不明确，缺乏统一的定义，各学科间协作也存在问题，同时还面临公众的误解和伦理方面的质疑。这些问题严重阻碍了合成生命研究的进展，使得这一充满潜力的领域在前行的道路上困难重重。为了突破这些困境，来自 14 个国家的 57 位科学家齐聚一堂，在慕尼黑的 MIAPbP 中心开展了为期两周的研讨会。他们共同致力于探索合成生命的路线图，希

  来源：Chem

  时间：2025-02-19

• 配位模板法构建单晶共价有机框架：原子精度下的多孔材料设计革命

  科学界一直渴望像解析金属有机框架(MOFs)单晶那样，在原子尺度揭秘共价有机框架(COFs)的结构奥秘。这项突破性研究巧妙利用配位键的可逆性引导亚胺键(imine)形成，仅用1-2天就培育出14种MOF-COF杂化单晶（尺寸50-500μm），创下COFs领域结晶速度与质量的纪录。通过高达0.79Å分辨率的单晶X射线衍射，研究者首次捕捉到这些材料中精妙的拓扑结构演化过程，如同用原子级显微镜观察到了主客体分子间的"探戈舞步"，甚至能分辨手性传递的分子密码。更有趣的是，这些三维MOCOF晶体还能像剥洋葱般解离成超薄二维COF纳米片，实现从立体框架到平面材料的可控转换。这项研究完美融合了配位化学的精

  来源：Chem

  时间：2025-02-19

• 稳态人工细胞：为原组织球体构建自我保护的 “智能盾牌”

  在生命的奇妙世界里，细胞就像一个个勤劳的小工匠，它们相互协作，构建出具有各种复杂功能的组织。这些组织通过精妙的反馈调节机制维持着内环境的稳定，也就是我们常说的稳态（homeostasis） 。比如，稳定的 pH 水平对于细胞内的生理过程和新陈代谢至关重要，许多蛋白质只有在特定的 pH 条件下才能发挥最佳功能。然而，当我们尝试在实验室中用人工细胞（Artificial Cells，ACs）构建类似的组织 —— 原组织（prototissues）时，却遇到了重重困难。尽管 ACs 的研究已经取得了一些进展，比如开发出了多种不同结构和功能的 ACs，但如何将它们组织成更高层次的结构，并实现像真实组织

  来源：Chem

  时间：2025-02-19

• 通过主客体相互作用设计光响应和化学响应的蛋白质组装体：解锁蛋白质功能调控新密码

  大多数细胞功能依赖于蛋白质响应环境刺激改变结构的能力。尽管静态蛋白质结构设计取得很大进展，但构建能响应外部信号采取不同构象的人工蛋白质组装体仍具挑战。这是因为不同构象状态间能量差异微小，且由单一氨基酸序列中的非共价相互作用稳定。为解决编程多态非共价网络的难题，研究人员采用超分子主客体（HG）相互作用基序，其无需大的设计空间就能提供稳定性和特异性，还能使蛋白质组装体响应多种物理和化学刺激。结合 HG 复合物的合成模块性，该方法为构建具有新动态和功能特性的人工蛋白质组装体开辟了道路。主客体（HG）相互作用因其动态性、特异性和对多种刺激的响应性，被广泛用于构建响应材料和分子机器。在本研究中，研究人员

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  时间：2025-02-19

• 综述：向循环材料经济迈进的均碳主链聚合物回收

  塑料垃圾的严峻现状塑料在现代生活中无处不在，从日常用品到工业材料，都能看到它的身影。然而，全球塑料垃圾问题已愈发严重，大量塑料废弃物堆积在垃圾填埋场、流入海洋和自然环境，对生态系统和人类健康构成了极大威胁。这些塑料垃圾长期存在，难以自然降解，就像地球的 “白色伤疤”，不断侵蚀着环境的健康。均碳主链聚合物（homocarbon backbone polymers）在塑料家族中占有重要地位，它与杂原子主链聚合物（heteroatom-backbone polymers）不同，其主链由非极性的 C-C 键构成。这种独特的结构赋予了均碳主链聚合物前所未有的耐久性和抗环境因素能力，让它们在各种自然条件下

  来源：Chem

  时间：2025-02-19

• 通过休眠链中歧化末端形成实现四氟乙烯（TFE）的可逆失活自由基共聚：高性能含氟聚合物制备新突破

  可控聚合物合成在先进材料探索中展现出巨大潜力。四氟乙烯（TFE）数十年来一直是高性能含氟聚合物生产中使用最多的原料。不幸的是，由于 TFE 在可逆失活调控方面难以捉摸的特性，其可控聚合仍然是一项艰巨的任务。研究发现了 TFE 在可逆失活中的独特反应性，并通过可逆地生成歧化链端连接，建立了光氧化还原控制的共聚反应。这一合成突破有助于制备具有可调节长度、组成、官能团和复杂嵌段结构的含氟聚合物，生产出在弹性体、电解质等方面具有诱人特性的 TFE 聚合物。这项工作不仅推动了基于 TFE 的可定制结构材料设计，还为更多单体的可控聚合提供了思路。TFE 是含氟聚合物行业的主要单体。然而，难以获得明确结构阻

  来源：Chem

  时间：2025-02-19

• 离子 - 偶极相互作用调控双边界面化学，实现锌有机电池深度可充电性与高氧化还原活性

  水系锌基电池（AZBs）因高安全性和低成本，成为电网规模储能系统的有力候选者。然而，锌阳极不受控制的锌枝晶生长和副反应导致其电化学稳定性有限，这是实现高性能 AZBs 面临的重大挑战。在此，设计了一种三功能戊二酰亚胺（Glu）添加剂，可同时延长锌阳极寿命并增强有机阴极的氧化还原活性。Glu 添加剂能通过离子 - 偶极相互作用调控溶剂化结构，并与 Zn (ClO4)2协同形成固体电解质界面层，实现均匀的锌电镀 / 剥离并抑制副反应。此外，Glu 添加剂作为电荷再分配剂，可解耦阳离子 - 阴离子相互作用，提升聚苯胺阴极的氧化还原活性，有助于锌有机电池获得优异的比容量和长期稳定性。锌基电池的实际应用

  来源：Chem

  时间：2025-02-19

• 生成式AI驱动的动物皮肤图案仿生多功能复合材料设计与力学性能研究

  论文解读自然界中动物皮肤图案（如斑马条纹、长颈鹿斑块）不仅是视觉标识，更蕴含进化优化的多功能特性——从热调节到昆虫驱避。然而，这些复杂层级结构的仿生设计面临两大挑战：一是自然样本有限导致高维设计空间难以全面探索；二是传统方法难以在保留自然特征的同时优化力学性能。雪城大学的研究团队独辟蹊径，将生成式人工智能（GenAI）与计算模拟结合，开发出兼具力学强度与视觉功能的仿生复合材料，成果发表于《Cell Reports Physical Science》。研究采用稳定扩散模型（Stable Diffusion）对5类动物（斑马、长颈鹿、虎、豹、猎豹）皮肤图案进行数据增强，生成数千种变体。通过分子动力

  来源：Cell Reports Physical Science

  时间：2025-02-19

• 新型锑掺杂 Rb3InCl6纳米晶体的可控制备及其在高分辨率 X 射线成像中的卓越应用

  在现代科技飞速发展的时代，X 射线相关技术在医疗、安检等诸多领域都有着至关重要的应用。其中，用于 X 射线探测的材料是关键一环。传统的含铅纳米晶体虽然性能出色，但它的毒性和较差的空气稳定性，严重阻碍了低成本、环保型 X 射线探测器的发展。而氯化物基金属卤化物纳米晶体，尽管具有稳定性高、带隙可调、易于加工等优点，却面临着合成困难以及光致发光量子产率（PLQY）低等问题，这使得它们在实际应用中受到很大限制。为了解决这些难题，来自沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学（King Abdullah University of Science and Technology）的研究人员展开了深入研究。他们致力于开

  来源：Cell Reports Physical Science

  时间：2025-02-19

• 应力纤维线性收缩驱动细胞体旋转：解锁细胞迁移的新机制

  在生命的微观世界里，细胞的迁移如同一场神秘的旅程，对众多生物过程意义非凡，从胚胎发育的精密构建，到伤口愈合的自我修复，再到免疫系统抵御外敌的巡逻防御，细胞迁移都扮演着关键角色。在这之中，鱼表皮角质细胞（keratocyte）的迁移尤为独特，它就像微观世界里的 “极速修复小能手”，能以极快的速度修复伤口，其迁移速度之快令人惊叹，远超人类皮肤细胞。然而，这个 “小能手” 在迁移过程中，细胞体像轮子一样旋转的机制却一直是个谜。此前的研究虽然发现应力纤维（由肌动蛋白和肌球蛋白组成，actomyosin）与细胞迁移相关，但应力纤维和细胞体旋转之间究竟存在怎样的联系，始终没有明确答案。而且，研究应力纤维旋

  来源：Cell Reports Physical Science

  时间：2025-02-19

• 扫描探针显微镜：揭示生物分子凝聚物凝胶化与复性机制的有力工具

  在细胞的微观世界里，生物分子凝聚物正逐渐成为科研人员关注的焦点。这些凝聚物是由蛋白质、核酸或碳水化合物组成的无膜、相分离的密集液滴，它们在细胞内外或合成液体环境中发挥着多种重要功能，比如参与应激反应、转录调控和细胞信号传导等过程。然而，凝聚物也可能出现 “异常行为”，当它们发生固化时，会导致蛋白质异常聚集，进而引发如肌萎缩侧索硬化症等神经退行性疾病。目前，研究生物分子凝聚物流变学性质的方法存在诸多不足。光学镊子（OTs）虽然力分辨率高，但力范围有限，难以测量高弹性液滴和纤维形成后的力学性质，而且其高激光功率不适合研究热敏性生物分子，引入的珠子还可能干扰凝聚物的正常行为。微吸管抽吸法仅适用于牛顿

  来源：Cell Reports Physical Science

  时间：2025-02-19

• 三维高分辨成像揭示锂金属负极微观结构的生长机制与性能关联

  锂金属负极因其超高理论容量（3860 mAh/g）和最低氧化还原电位（-3.04 V vs. SHE）被视为下一代高能量密度电池的核心材料，但其商业化面临库仑效率低、循环寿命短及安全隐患等挑战。这些问题源于锂金属的高反应活性及不可控的沉积形貌，如枝晶、苔藓状结构等，导致多孔电极结构和固态电解质界面（SEI）持续破裂。传统二维表征技术难以全面解析复杂的三维微观结构，而现有三维成像技术（如X射线断层扫描）受限于分辨率或对比度。日本国立材料研究所Yueying Peng和Kei Nishikawa团队在《Cell Reports Physical Science》发表研究，首次利用Xe等离子体聚焦离

  来源：Cell Reports Physical Science

  时间：2025-02-19

• 原位TOF-SIMS揭示固态钠离子电池中金属阳极-固体电解质界面的动态演化机制

  在全球能源转型背景下，锂资源短缺和安全性问题促使固态钠离子电池（SSIBs）成为下一代储能技术的有力竞争者。然而，金属钠阳极与固体电解质（如NASICON型Na3.4Zr2Si2.4P0.6O12）的界面反应机制长期不明，传统表征依赖破坏性“事后分析”，难以捕捉动态化学过程。帝国理工学院Sivakkumaran Sukumaran团队突破技术瓶颈，首次利用飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）的氩气团簇离子束（GCIB-Ar+）实现真空环境下原位观测，相关成果发表于《Cell Reports Physical Science》。研究团队通过优化TOF-SIMS的二次离子束参数，发现GCIB-

  来源：Cell Reports Physical Science

  时间：2025-02-19

• 揭开富勒烯反应奥秘：机械化学与溶液相反应选择性差异的深度解析

  在化学的奇妙世界里，机械化学反应就像一颗璀璨却神秘的星星，近年来吸引了众多科研人员的目光。它在化学合成领域潜力巨大，不仅能减少有机溶剂的使用，符合绿色化学理念，而且在大规模生产方面也展现出独特优势，比如在挤出装置中的可扩展性。然而，这颗星星却被一层迷雾笼罩 —— 人们对球磨和挤出反应的机理理解远远落后于实验发展。虽然有一些计算方法在定向机械化学中取得了成功，但对于各向同性的机械化学反应，还缺乏统一且深入的认识，现有的解释往往只是部分适用，难以全面说明问题。富勒烯作为碳的一种独特同素异形体，在材料科学、光伏等领域有着广阔的应用前景，它和衍生物因特殊结构，在电子转移应用中表现突出。但它在常见有机溶

  来源：Cell Reports Physical Science

  时间：2025-02-19

• 热封片基流体装置中的可编程失效：解锁智能流体系统新可能

  在科技发展的浪潮中，软机器人和可穿戴设备领域蓬勃发展，其中片基流体系统凭借其独特优势备受关注。这种系统由薄而灵活的薄片构建，通过分层和选择性键合形成内部流体网络，实现驱动、传感和控制等多种功能。然而，片基流体系统的失效问题却如同隐藏在暗处的 “定时炸弹”，一直未得到充分研究，这严重限制了其进一步发展。一方面，人们对这些系统在不同条件下的失效模式和机制知之甚少；另一方面，如何巧妙利用失效来提升系统性能更是无人问津 。因此，探索片基流体系统的失效规律并挖掘其潜在价值，成为该领域亟待攻克的难题。为了突破这一困境，来自美国莱斯大学（Rice University）、哥伦比亚波哥大的哈韦里亚纳 Pont

  来源：Cell Reports Physical Science

  时间：2025-02-19

• 模块化光稳定荧光 DNA 模块剖析致病突变驱动蛋白对集体运输的影响：解锁细胞内运输机制的新钥匙

  在微观的细胞世界里，一场场忙碌而有序的 “运输大战” 时刻都在上演。细胞内的各种货物，就像城市中的物资，需要被精准地运输到指定地点，才能保证细胞的正常运转。而驱动蛋白（kinesin），则是这场运输大战中的 “运输工人”，它们承担着重要的运输任务。不过，当这些 “运输工人” 出现问题时，比如发生致病突变，就可能引发一系列的疾病，像肌萎缩侧索硬化症（ALS）、遗传性痉挛性截瘫等。目前，在细胞内运输的研究领域，存在着不少挑战。一方面，传统的单分子检测技术在追踪分子运动时，常常受到荧光分子闪烁和光漂白的干扰，就像在大雾天气里追踪物体一样困难，难以精确地观察和分析运输过程中的细微变化。另一方面，虽然我

  来源：Cell Reports Physical Science

  时间：2025-02-19

• 弯曲变形下扭曲碳纳米管束中保持的间隙：为医疗设备优化材料结构的关键发现

  在医疗科技飞速发展的今天，可植入式医疗设备成为了医学界的 “宠儿”。其中，扭曲多壁碳纳米管（MWCNT）束因其出色的导电性、化学稳定性、结构柔韧性和生物相容性，被视作极具潜力的体内电化学装置。想象一下，在人体这个复杂且充满活力的 “小宇宙” 里，这些 MWCNT 束就像一个个微观的 “能量使者”，随着人体的各种运动，如膝盖的摆动、呼吸的起伏、神经的活动以及动脉脉搏的跳动而发生弯曲和拉伸。它们不仅能借助血液中的Na+、K+、Cl−和多巴胺离子等电解质实现驱动，还能将机械能转化为电能，为医疗设备的稳定运行贡献力量。然而，MWCNT 束在人体中的应用并非一帆风顺。就像搭建一座精密的桥梁，工程师需要深

  来源：Cell Reports Physical Science

  时间：2025-02-19

• 解锁 AI 医疗应用新路径：基于临床试验框架的落地部署与深远意义

  基于临床试验的人工智能应用在真实世界临床实施与部署框架杰奎琳・G・尤（Jacqueline G. You），蒂娜・埃尔南德斯 - 布萨德（Tina Hernandez-Boussard），迈克尔・A・普费弗（Michael A. Pfeffer），亚当・兰德曼（Adam Landman），丽贝卡・G・米舒里斯（Rebecca G. Mishuris）随着人工智能解决方案的迅速发展，医疗机构需要一个实施路线图。一种基于 “临床试验” 的方法有助于推动人工智能的安全应用，并产生实际效果。该框架包括四个阶段：（1）安全性；（2）有效性；（3）与现有标准对比的效果；（4）监测。结合机构间的合作以及国家

  来源：npj Digital Medicine

  时间：2025-02-19

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