硅烷基改性低介电环氧热固性树脂中的极性稀释与受限局部偶极运动
三种硅烷基官能化环氧树脂(三乙基硅基、二甲基苯基硅基、三苯基硅基侧链)经铂催化硅氢加成合成后与DDM交联,所得网络介电常数与介电损耗均低于纯RDE/DDM及烯丙基前驱体A1E2PG/DDM热固性树脂。介电响应降低源于含羟基极性链段体积密度下降与局部偶极运动受限的耦合作用,富苯基硅基尤其三苯基硅基抑制了亚玻璃态β松弛。多苯基硅基侧链还提高了热分解残炭率。
三种硅烷基官能化环氧树脂(三乙基硅基、二甲基苯基硅基、三苯基硅基侧链)经铂催化硅氢加成合成后与DDM交联,所得网络介电常数与介电损耗均低于纯RDE/DDM及烯丙基前驱体A1E2PG/DDM热固性树脂。介电响应降低源于含羟基极性链段体积密度下降与局部偶极运动受限的耦合作用,富苯基硅基尤其三苯基硅基抑制了亚玻璃态β松弛。多苯基硅基侧链还提高了热分解残炭率。
研究开发了一种植酸钠(SP)交联PVDF粘结剂,用于富锂锰基氧化物(LRMO)正极,以增强界面离子传输并抑制表面氧失活引起的机械化学降解。SP通过调控PVDF晶相促进Li+传输、引入极性基团增强结合,使电极组分分布更均匀,并抑制LRMO表面晶格氧的不可逆氧化,从而减少活性氧(ROS)和O2气体释放。
推荐理由:通过植酸钠交联PVDF粘结剂调控晶相与极性基团,读者可看到粘结剂设计如何同时改善富锂锰基正极的界面离子传输与氧活性抑制。
高熵材料(HEMs)被提出作为低温钠离子电池的设计范式,利用构型无序作为可控变量重塑热力学与动力学、稳定脆弱骨架并拓宽Na⁺迁移路径分布。该综述分析了熵工程对正极、负极、电解质与界面的低温性能影响,并给出可跨研究比较的定量描述符与最低报告指标。文章还提出连接体相离子传导与溶剂化/去溶剂化及界面传输的熵–渗流统一框架。
研究报道了磁驱动Au纳米颗粒/螺旋Mn/N掺杂碳纳米管(AMNC)微马达,用于聚苯乙烯(PS)微纳塑料的捕获、时间分辨监测与催化升级,PS接近完全降解,苯甲酸收率约60%。
推荐理由:该工作把磁驱动微马达用于PS微纳塑料的捕获、SERS原位监测与催化升级,给出降解路径与放大条件下的数据。
研究将位阻受体L8-Ph引入L8-BO基体构建均相合金相,原位动力学分析显示L8-Ph提高成核势垒,使Stage II结晶时间从二元体系的0.17 s延长至三元共混物的0.23 s。
推荐理由:原文给出位阻受体合金化对结晶动力学的调控数据,读者可据此理解三元有机太阳能电池形貌优化的路径。
研究团队提出聚丙烯酰胺基脂质(PAM-lipid)作为 mRNA-LNP 中 PEG-lipid 的替代物,通过改变单体化学、分子量与端基调控 LNP 粒径、分散度和转染效率,多种 PAM-lipid 不与抗 PEG 抗体结合。
推荐理由:原文给出 PAM-lipid 单体化学、分子量与端基对 LNP 粒径和转染效率的影响,并展示其规避抗 PEG 抗体的重复给药数据。
作者将含B/N稠合MR发光单元的二胺(DBNCzNH2)与含膦氧(P═O)单元的二胺(TPONH2)同脂肪族二酐(HBPDA)共聚,得到一系列半芳香聚酰亚胺TPOBN X%(X=1、3、5、10)。
推荐理由:作者用半芳香聚酰亚胺把刚性非共轭骨架与P═O传输单元结合,给出窄带发射与25.3% EQE的对应关系,可作为溶液加工MR-TADF聚合物的设计参照。
综述系统梳理了水系电池非金属负极,将其分为转化型与嵌入型两类:转化型主要包括氢气、硫族化合物和有机化合物,嵌入型聚焦金属硫族化合物、普鲁士蓝类似物和聚阴离子化合物。文章重点讨论了这些材料的储能机制、优缺点及与载流子和正极的兼容性,并展望了高性能非金属负极的设计方向。
将Ru(TPY)₂发色团原子级精确锚定到可剥离共价有机框架COF–Ru–TPY中,与分子助催化剂[Zn(bpy)₃]²⁺组成二元体系,CO产率达1.01 mmol g⁻¹ h⁻¹、CO选择性>99%。相比未金属化COF,该集成策略拓宽可见光吸收、收窄光学带隙并延长激发态寿命;计算显示功函数降低、电子环境更极化,利于电荷再分布与界面电荷转移。
研究团队将1,4-萘醌骨架嵌入刚性稠环结构,设计出NDTD构筑单元,并合成甲基、氢、氟取代的一系列聚合物给体。与L8-BO配对制成准平面异质结器件后,NDTD-Me体系获得16.21%的最高效率,在储存与连续光照下T80寿命超过1800 h,65 °C热应力下接近1730 h,优于H和F取代版本。
推荐理由:原文给出NDTD-Me与L8-BO在Q-PHJ器件中的16.21%效率及1800 h以上T80寿命,可对照H、F取代的同类给体。
研究提出全氟烷基阴离子策略,用单侧全氟烷基链的全氟丁烷磺酸根(PFB)和双侧全氟烷基链的双(全氟丁基磺酰)亚胺(BPFB)阴离子替换A/HFA与TPQ/HFA中的六氟锑酸根(HFA),得到A/PFB、TPQ/PFB、A/BPFB和TPQ/BPFB。
推荐理由:原文用全氟烷基阴离子替换反离子来调控阴离子-π+光敏剂的荧光与ROS生成,读者可据此理解反离子设计对NIR-II光诊疗性能的影响。
生物质 DNA 正从天然生物资源走向大规模工程材料,可转化为三维交联水凝胶基质,并进一步加工为可回收生物塑料以支撑碳中和。该综述以"生物质 DNA 树"为框架,还涵盖有机凝胶、纤维及超级电容器、电池和界面层等储能应用,并延伸至催化、软体机器人、OLED、医用贴片、神经形态器件和光电导体。
机械活性生物材料将外部或编码触发转化为具有明确时间、幅度、频率和空间定位的机械输入,弥补了传统生物材料模型只能调控被动基质性质的局限。文章按材料响应、细胞所受机械输入、时空控制、可逆性、细胞相容性、定量与转化约束,比较了机械化学水凝胶、光响应基质、热响应体系和光热机械驱动器。这些平台涉及整合素–黏着斑信号、机械敏感离子通道、细胞骨架与核机械转导、YAP/TAZ 活性及 TGF-β 激活。
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。
研究者用向日葵花粉经脱脂和温和脱酯化制成可加工微凝胶并成纸,再功能化出介电层与导电层,构建超薄多层液滴能量收集器(PDEH),其中非可再生固体材料仅占24 wt%。
推荐理由:花粉经脱脂与温和脱酯化制成可加工微凝胶纸,作者给出液滴发电的电压、效率与成本数据,可供判断生物基能量收集器件的可行性。
研究用乙烯基连接的共价有机框架 TBD-COF 作为钙钛矿结晶调节剂,将其有序多孔骨架与吡啶氮位点用于配位钙钛矿前驱体并调控成核与晶体生长。引入 TBD-COF 后结晶由 (001) 主导转向 (012) 取向晶畴比例提高,缓解晶粒无序堆积与晶格应变积累,抑制缺陷辅助非辐射复合并促进载流子传输。
推荐理由:原文给出 TBD-COF 调控钙钛矿晶面取向的路径与 27.01% 效率、88.72% 填充因子数据,可看 COF 作为结晶调节剂的作用方式。
半金属铁磁体 La0.67Sr0.33MnO3 薄膜上的手性分子层诱导出准垂直磁化构型,与常规铁磁体中磁化沿聚合物手性轴排列的行为不同。该准垂直取向源于热驱动的稳态,不同分子传输概率改变了畴壁能量景观。结果揭示了无净电流下 CISS 效应的作用机制,并为半金属薄膜自旋电子器件的磁化调控提供依据。
研究实现 3′-脱氧阿皮糖核酸(ApioNA)的高效不对称合成,并证实其与 RNA 形成中等稳定双链、与 DNA 配对弱且自缔合可忽略,表现出固有的 RNA 选择性杂交。
研究团队通过层间扭曲工程构建了波浪状吖啶鎓基 COF(Mes-Acr-TAPB 与 Mes-Acr-TAPP),抑制层间 π–π 堆积并扩大层间距,从而改善光活性吖啶鎓位点的可及性。
推荐理由:通过引入层间扭曲抑制二维 COF 的 π–π 堆积,为提升光催化位点可及性提供了一条可迁移的结构设计思路。
由 ZrO5F 八面体次级构筑单元与芘四膦酸酯连接体构建的微孔锆四膦酸酯框架 IEF-10,兼具永久可及微孔(等效 BET 比表面积约 430 m2·g–1)、可及膦酸基团(-PO3H)以及高达 450 °C 的热稳定性、>3 吨的机械稳定性和 pH 1–12 的化学稳定性。
晶格限域的 Ru 单原子通过缩短 Co–O 与 Ru–O 键长形成稳固 Ru–O–Co 桥,抑制 Co 溶解并优化电子结构,使 RuLCA-Co3O4 在 10 mA cm–2 下过电位仅 260 mV。加速耐久测试后其 Co 溶解量比表面配位的 RuSCA-Co3O4 低近 9 倍,AEMWE 体系中稳定运行超过 1000 h,降解速率低至 88.1 μV h–1。
含药学重要酸与碱(小分子和聚合物)的无定形混合物中,组分经酸碱反应相互电离,使 Tg 超过各组分自身值,与现有以加权平均描述混合物 Tg 的理论相冲突。将电离部分视为具有独立 Tg 的新组分并做加权平均,即可定量解释该现象,且模型采用实验测定的电离度而非拟合参数。该模型与此前解释 Tg 极大值的热力学模型有本质区别,为预测成盐混合物的 Tg、设计低迁移率与高稳定性的无定形材料提供基础。
Nature Communications 刊出的一项研究报道了可控活性开环扩环聚合方法,用于精准合成环状聚芳基异腈。
综述指出超级电容器的性能与稳定性在浮充、高频循环、快速充放电、宽温域和高压等非平衡工况下由离子传输受限、界面极化、电解质分解与结构应力演化等耦合动力学与热力学过程共同决定。文章归纳出传输失配、界面不稳定与热-机械耦合三类退化起源,并据此提出离子传输调控、界面化学调控、电解质优化与结构适应性四方面材料设计原则。
金属负载型金属–有机框架(Metal/MOF)催化剂结合金属活化 H₂ 与 C─O/C═O 键的能力和 MOF 固有酸位、高比表面积及结构可调特性,在生物质含氧物加氢脱氧(HDO)中取得显著进展。该综述聚焦金属与 MOF 在提供丰富活性位点和灵活调控微环境方面的协同效应,提出缺陷工程与功能化两大 Metal/MOF 催化剂设计策略,并揭示催化性能提升背后的构效关系。
研究以聚丙烯腈(PAN)作为极性高分子中间层,利用腈基(C≡N)偶极弛豫构建有机突触晶体管,用于时序声学储备池计算。记忆窗口ΔV随PAN浓度非单调变化,作者将其归因于界面极化强度与偶极弛豫能力之间的竞争。
推荐理由:原文把PAN腈基偶极弛豫与突触记忆窗口联系起来,并给出语音识别与语音情感识别的实测准确率,可供做神经形态器件的人参考。
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。
设计内对齐针电极摩擦纳米发电机(INE-TENG),从摩擦界面侧面与内部区域同时提取静电能量。协同工作比仅侧电极配置多向外部电路转移1.73 µC电荷;在2.0 GΩ负载下输出能量15.7 mJ,为内电极接地侧电极配置(3.91 mJ)的4.02倍,超过侧、内电极单独输出之和。基本结构单元实现每周期2.61 J m⁻²的高输出能量密度。
采用逐步N-乙基化策略调控同系一维溴化铅的相互作用网络与对称性演化,使结构从手性非极性(MTP)PbBr₃经中心对称反铁电(EtMTP)PbBr₃转变为极性铁电(Et₂MTP)PbBr₃。
以羟基官能化共价有机框架(COF)为可预设计平台,发现向亚胺 COF 引入羟基可提升氧还原反应(ORR)活性,且羟基数量需精确调控。在合成的多种 COF 中,双羟基官能化的 DATB-COF 表现最佳,起始电位达 0.96 V vs. RHE,半波电位 E1/2 为 0.71 V vs. RHE。
通过调控织物表面化学、宏观编织结构与不对称润湿性,设计出一种仿生分级Janus编织织物,其捕获侧仿甲虫形貌脊用于超快雾滴成核与拦截,反面仿叶脉分级导流通道实现低阻力定向输水。该织物雾水收集速率达3663.9 mg cm⁻² h⁻¹,优于多数织物,并在长时间紫外照射及酸、碱、高盐条件下保持稳定。
设计出具有不对称 Cl–Co–N3 配位环境的钴单原子催化剂 CoClNC,通过引入 Cl 原子诱导 Co(II) 电子离域,使其由低自旋转向更高自旋态。该自旋态调控增强了 dz2 轨道与多硫化物 π* 反键轨道的杂化,同时不对称配位降低 d 带电子占据,改善硫物种吸附并加快硫氧化还原反应动力学。采用 CoClNC/S 正极的锂硫电池平均每圈容量衰减仅 0.023%。
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。
研究团队构建了价态可编程的聚乙二醇-氨基糖苷偶联物库,筛选出8臂聚乙二醇-奈替米星(8-arm Netil)作为先导结构,其柔性多价结构可同时接触DNA磷酸基与组蛋白位点。
推荐理由:原文给出8臂PEG-奈替米星对NET相关染色质的结合常数与选择性对比,读者可据此判断多价糖苷支架的识别设计空间。
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。
研究团队用可采取不同构象的吩噻嗪基六连接构筑单元,从相同前驱体选择性合成出两种三维共价有机框架(3D COF)拓扑异构体。结构分析显示两者分别为 6 重 Class IIIa 互穿 acs 拓扑与 6 重 Class IIa 互穿 pcu 拓扑,六连接节点分别呈三棱柱与反棱柱构象。两种 COF 在水中对 2,4,6-三硝基苯酚表现出不同的荧光传感响应。
推荐理由:同一前驱体经节点构象差异得到两种拓扑异构 3D COF,并给出对 TNP 的不同荧光响应,可作为拓扑调控的参照。
从单体 [Ln(η5-LSn)2K(thf)4] 中脱除钾上的溶剂分子,得到一维镧系金属茂配位聚合物 [Ln(η5-LSn)2K]n(Ln = Tb、Dy;LSn = [1,4-双(叔丁基二甲基硅基)-2,3-双苯基锡杂环二负离子]),其通过钾介导的 Sn–K–芳烃相互作用聚合,并保持 Ln3+ 中心的高度轴向配位环境。
以聚降冰片烯为主链的楔形侧链液晶高分子CxBP(x = 1、3、7,x为间隔基亚甲基数)形成六方柱状相(ColH),从各向同性态降温时模量分四阶段(I–IV)升至10⁴、10⁵、10⁷、10⁸ Pa,对应α、β、γ三个松弛/转变过程。
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。