电子扩散长度与发光层厚度匹配提升电化学发光效率:MOF、PHI 与氮化碳体系验证
以阻抗推导的 Ln/d 作为固态电化学发光体系体相电子传输的动力学匹配描述符,并从时间分辨 ECL 演化曲线斜率确定高效发光的 Ln/d 经验区间为 0.9–1.2。该策略在 MOF、PHI 及可调能带氮化碳等不同 ECL 体系中得到实验验证,最优 Ln/d 区间同时改善电子传输与传质,使氮化碳取得创纪录的阴极 ECL 效率,并实现检测范围与检出限俱佳的四环素可视化传感器。
以阻抗推导的 Ln/d 作为固态电化学发光体系体相电子传输的动力学匹配描述符,并从时间分辨 ECL 演化曲线斜率确定高效发光的 Ln/d 经验区间为 0.9–1.2。该策略在 MOF、PHI 及可调能带氮化碳等不同 ECL 体系中得到实验验证,最优 Ln/d 区间同时改善电子传输与传质,使氮化碳取得创纪录的阴极 ECL 效率,并实现检测范围与检出限俱佳的四环素可视化传感器。
研究以 Mn 基普鲁士蓝类似物为对象,用机器学习原子间势结合同步辐射 EXAFS 解析高熵材料中 J-T 畸变被抑制的微观机制。EXAFS 谱未出现典型的 J-T Mn–N 键长分裂,而是更宽的 Mn–N 键长分布;计算显示 [MnN6] 八面体沿 x、y、z 轴的畸变随机取向,在宏观尺度上相互抵消。
推荐理由:用机器学习原子间势结合 EXAFS 解释高熵普鲁士蓝中 J-T 畸变如何在宏观尺度相互抵消,方法可迁移到其他无序电极材料。
在 Ag(111) 表面利用原位生成的三自由基三苯基三嗪分子,可控构建出具有短程有序、长程无序特征的非平衡超分子玻璃(SMG)。亲电三嗪核心在自由基位点富集电荷密度并增强分子—基底界面耦合,热激活后体系经历包含热力学上坡转变的四相非单调演化,被动力学捕获于亚稳态玻璃态而非直接弛豫至全局热力学最小值。该工作提出主链调控的自由基动力学策略,用于可调无序二维超分子材料的理性制备。
研究将 Ni3(HITP)2 框架组装在 PTFE 上构建分子栅栏界面,把常温接触电催化中的甲烷转化从 C1 氧化导向选择性 C2 偶联,C2 产率 0.58 mmol g−1 h−1、选择性 82.4%。
推荐理由:原文给出 Ni3(HITP)2@PTFE 界面在常温下把甲烷转化从 C1 氧化导向 C2 偶联的产率与选择性数据,可据此判断该界面设计的作用边界。
硅负极因高理论容量和低锂化电位适用于硫化物全固态电池,但循环中硅的结构重构与体积变化、深度锂化 LiₓSi 对硫化物的强还原作用,共同引发界面相生长、活性锂损失、颗粒断裂、界面脱粘与接触损失。
研究团队利用 Zn 节点可编程气化,在沸石咪唑酯骨架(ZIF)中热雕刻出 1.5–1.8 nm 空腔并负载原子级分散的 Cu–N4 位点,用于 CO2 与 NO3– 电催化合成尿素。
推荐理由:原文给出空腔尺寸与局域电场、Cu d 带调控的对应关系,读者可据此判断纳米限域设计在 C–N 偶联中的可迁移性。
综述将神经形态硬件中的时间噪声重新定位为可被利用的硬件原生资源,而非仅限可靠性的缺陷,并提出抑制、容忍、利用三类框架。低频噪声谱学被强调为识别涨落来源、谱特征与时间尺度的机制解析工具。噪声利用可将本征随机性转化为随机神经元与突触、熵产生、概率比特、贝叶斯推断与强化学习的基元。
研究团队设计四向连接子(4WJ)树状分子作为DNA可编程原子等价物(PAE)的核,与各向同性金纳米颗粒核PAE共组装,使组装方向性由4WJ而非颗粒形状决定。
推荐理由:作者用刚性四向连接子把DNA键合方向性与金纳米颗粒核几何解耦,读者可据此理解胶体晶体对称性的调控来源。
研究结合光物理表征与含时密度泛函理论计算,考察三种 TAPD 基 COF 在氧还原制 H2O2 中的光催化行为。三种材料的面内给体—受体电荷转移与激子解离行为相近,但电荷输运性质存在明显差异;计算显示电子倾向沿堆叠方向迁移,空穴则更多在 COF 平面内离域。层间耦合更强的 COF 更易形成层间电荷转移态,瞬态吸收测量观察到这一现象,使电子与空穴在相邻层间分离、降低复合损失,与光催化活性差异相符。
推荐理由:研究把层间电子耦合与光催化活性差异对应起来,为设计二维 COF 光催化剂提供了层间输运这一维度。
结合 NMR 与 DFT 计算表明,硫代亚胺酸酯在模型肽中的 trans/cis 近等量平衡及互变能垒对两侧氨基酸的位阻与立体化学基本不敏感,而增大 S 取代基位阻可产生最大的构象平衡移动,与 cis 异构体富集趋势一致。计算支持异构化经由氮再杂化的线性过渡态机制,而非绕 C═N 键直接旋转。这种序列独立性为硫代亚胺酸酯在肽合成与大环化中的动态构象应用提供了灵活性。
环状(烷基)(氨基)卡宾(CAAC)配体可维持 Cu8(μ3-S)4 簇的溶液完整性与热稳定性,但无法阻止核介导的内部降解。电化学与质子化实验显示,该簇在化学应力下的结构边界由核心拓扑与 Cu–S 键不稳定性决定,而非局部金属–配体键合;DFT 分析表明 CAAC 通过显著的反式影响强化外围 Cu–S 键,三角锥形(μ3-S)基元仍易受质子诱导的键活化和氧化 S–S 偶联影响。
采用分子模拟指导的水合低共熔溶剂(H-DES)策略解构大麻秆,草酸基 H-DES 去除 81.9% 半纤维素和 53.8% 木质素并保留纤维素 I 结晶度。经球磨制得平均直径 37.5 nm、zeta 电位 −29.8 mV 的分散稳定木质纤维素纳米纤丝(LCNFs)。
离子液体修饰的金属有机框架 IL@PCN-250-Fe2Co 与三核铜共价有机框架 HTP-Cu3-imi-COF 组成两步串联平台,实现从空气 CO2 和 N2 光催化合成尿素,产率达 259.87 µg·g cat⁻¹·h⁻¹。
研究团队将封装蛋白(encapsulin)改造为可编程纳米反应器,在腔内同时组装 DAAO 酶与生物矿化的钯纳米酶,构建酶–纳米酶级联体系 EcENN。分子动力学模拟显示 Pd 纳米酶富集在酶表面,减少中间体扩散损失;实验室中丙酮酸滴度提高 7 倍,中试规模转化率达 93.1%,游离 DAAO 为 49.7%。该策略面向 α-酮酸与药物中间体合成。
推荐理由:作者把封装蛋白与钯纳米酶共组装成纳米反应器,给出级联催化在中试规模下的转化率对比,可作为酶固定化路线的参照。
研究识别出胶原模拟肽C端一种含分子内CO···HN接触的β-转角样构象,它竞争性抑制三螺旋组装。在POG构架中,C端伯酰胺经涉及脯氨酸羰基的瞬态分子内接触促进该状态,削弱链间氢键并扰动末端聚脯氨酸II几何;N-甲基化或酯化可抑制β-转角形成,使稳定性最高提升7.5 °C,而GPO构架中同一端基反而强化链间氢键。
推荐理由:原文用DFT、NMR与晶体学数据把胶原三螺旋的构架依赖性稳定归因于C端β-转角竞争构象,为多肽端基设计提供了可迁移的结构依据。
通过配位位点占据策略调控离域π共轭有机配体、d0 Mo6+中心与定域π共轭过氧配体三种SHG活性单元的几何排列与电子耦合,制得三种配位位点占据度递增的过氧钼酸盐配合物。
研究报道了一种 Z 型 CuWO4/聚庚嗪酰亚胺异质结,其不对称 Cu2+/Cu+ 双位点用于 CO2 光催化还原制乙醇。CuWO4 中的位点选择性氧空位诱导生成结构相同但电荷不对称的相邻 Cu 位点,增强 CO2 活化并稳定相邻 *CO 中间体,促进 C─C 键形成;原子级键合的 O─W─N 异质界面实现定向 Z 型电荷转移,为 CuWO4 表面供给光生电子并稳定该双位点。
推荐理由:原文给出 Z 型异质结中不对称 Cu2+/Cu+ 双位点的构建思路与纯水中乙醇产率,可了解光催化 CO2 制多碳产物的界面设计路径。
在二维共轭有机框架中,通过邻近工程精确调控双原子 Co 位点的 Co–Co 间距并保持局域配位环境,诱导位点间电子耦合,形成高自旋与低自旋 Co 构型共存。该催化剂半波电位达 0.96 V(vs. RHE),优于空间分离对照样与商业 Pt/C,并可同时高效介导 O₂ 与 H₂O₂ 还原、抑制过氧化物分解。用于可充电锌–空气电池与过氧化物辅助铝–空气电池时性能提升。
球形表面胶体纳米晶堆积的相变研究中发现一种非常规固态区间,表现为疤痕涨落增强的快速动力学,该区间由疤痕的构象熵主导。这种熵效应对动力学的调控随体系尺寸呈非单调依赖,并在中等与大尺寸下产生此前实验和理论模型中均未出现的不同标度律。
在富水 AlCl3 溶液中,DMSO、DMA、DMF 通过氢键与 Al 配位水发生偶极–偶极作用,扭曲 [Al(H2O)6]3+ 溶剂化壳层,从而在不直接配位的情况下提高 Lewis 酸性 Al 中心的可及性,去屏蔽能力依次为 DMF < DMA < DMSO。
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。
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。