机器学习引导设计半刚性空穴选择性自组装单分子层,倒置钙钛矿电池效率达 26.36%
研究团队用成对排序 Siamese D-MPNN 在已发表 SAM 对照-目标数据对上训练,发现降低尾基平面性可提升 PCE,据此设计出七元环 SAM 4PABAP(ML 评分 +2.54)和 4PAHBAP(+5.52),均高于 4PACz(−0.32)。
推荐理由:用成对排序 Siamese D-MPNN 从已发表 SAM 数据中筛选空穴传输分子,并给出可迁移的机器学习先行再验证流程。
研究团队用成对排序 Siamese D-MPNN 在已发表 SAM 对照-目标数据对上训练,发现降低尾基平面性可提升 PCE,据此设计出七元环 SAM 4PABAP(ML 评分 +2.54)和 4PAHBAP(+5.52),均高于 4PACz(−0.32)。
推荐理由:用成对排序 Siamese D-MPNN 从已发表 SAM 数据中筛选空穴传输分子,并给出可迁移的机器学习先行再验证流程。
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。
研究通过机械混合硫与硫化锂(Li2S)合成部分锂化硫材料 S@Li2S,Raman、ssNMR 和硫 K 边 XANES 表征显示其中形成了可在室温稳定的多硫化锂(Li2Sn)物种。
推荐理由:通过机械混合制备部分锂化硫正极,并借助多种表征确认室温稳定的多硫化锂物种,为理解其循环稳定性提供依据。
研究报道了一种电驱动的耗散型液液相分离(LLPS)体系,通过电化学反应网络调控氧化还原敏感肽,快速触发 LLPS,使凝聚层动态形成与消散,抑制 Ostwald 熟化并表现出生长、融合与持续稳态。
推荐理由:原文给出电化学驱动的耗散型液液相分离体系,读者可了解其无废物积累的主动凝聚与定向输运机制。
作者提出用扫描微波阻抗显微镜(sMIM)成像有机薄膜晶体管中埋藏的金属电极/有机界面,发现某些金属电极/有机体系中接触电阻在理论上应为欧姆注入时依然存在,并用紫外光电子能谱(UPS)确认这与远离有机半导体电离能的费米能级钉扎有关。
推荐理由:原文用 sMIM 直接成像有机晶体管中埋藏的金属电极/有机界面,并给出接触电阻与费米能级钉扎的对应关系。
研究用 CO2 激光(λ ≈ 10.6 µm,功率 ≈ 7 W)在二维 NiO 纳米片上稳定 Ru 单原子(Ru–SA/NiO),激光处理在 NiO 中引入氧空位并促进 NiO 向 Ru–SAs 的界面电子转移,优化乙二醇氧化反应(EGOR)关键中间体吸附。
推荐理由:hybrid-SIMS 结合原位光谱与理论计算,给出 PET 衍生乙二醇氧化中 C─C 键选择性断裂的中间体证据。
研究报道了一种氮化硼/碳纳米管(BN/CNT)异质结构,通过极性区与导电网络分离实现硫空间演化的静电调控,使硫趋于均匀再分布而非表面过度富集,从而在长循环中实现近零正极膨胀。
推荐理由:原文给出 BN–NH2/CNT 异质结构调控硫空间演化的设计思路,读者可了解锂硫正极抑制膨胀的一条界面调控路径。
研究开发并应用了一种含氢硅碳氮(SiCNH)陶瓷的机器学习原子间势,训练数据库包含超过9000个构型,涵盖非晶模型、高温态、表面与晶体结构预测。该势支持8000原子体系的大规模分子动力学模拟,揭示热处理过程中碳畴从非晶SiCN基体逐步形核、形成类石墨烯片层,同时保持陶瓷网络完整。模型复现了实验原子对分布函数,并显示缺陷五元环和/或七元碳环介导向稳定六元芳香结构的转变。
推荐理由:原文给出机器学习势函数训练数据库规模与8000原子模拟尺度,可了解聚合物衍生陶瓷相分离的原子级模拟路径。
研究用同构氧化还原核调控策略构建互补的 n 型与 p 型 COF 电极:缺电子三嗪基 Trz-COF 作低电位 n 型负极,主要在 0.01–1.4 V vs. Na+/Na 工作;富电子三苯胺基 TPA-COF 作高电位 p 型正极,主要在 3.4–4.2 V vs. Na+/Na 可逆存储 PF6–。
推荐理由:通过同构 COF 家族中氧化还原核的替换,展示电极电位与储能行为的调控路径,并给出全 COF 钠双离子电池的电压与循环数据。
研究提出一种在体素化结构空间中直接搜索的框架,将立方对称单胞编码为连续隐表示,并用代理模型引导的多目标搜索配合主动学习循环,把预测结果反复转化为高保真验证数据。
推荐理由:用生成式 AI 与主动学习在体素结构空间直接搜索,得到超出预设拓扑族的碳纳米架构,并给出刚度与强度提升幅度。
研究用 Landau-de Gennes 型自由能框架描述铁电向列相液晶(FNLCs)的体相中间相,该框架由挠曲电、弹性、体相有序与极化-向列耦合共同稳定,可预测铁电向列相、反铁电展曲向列相、非极性向列相与各向同性相及其正确的相变序列。研究还预测了由周期性展曲-弯曲结构表征的弯曲失稳驱动新中间相,并计算了依赖关键耦合机制的完整体相铁电向列相相图。
OpenCGChromatin 高性能粗粒化模型实现近原子级染色质模拟,规模比此前大一个数量级,可覆盖数十 kb 的纤维与生物分子凝聚体。该模型从物理化学原理独立预测了冷冻电镜观察到的连接 DNA 依赖性染色质结构,并揭示组蛋白尾部动力学与相互作用网络。模拟 108 核小体纤维显示,乙酰化以模式特异性方式破坏染色质压缩,其中 H4K16 与 H3K9 修饰的能量破坏作用最强。
这篇综述以“有效异质结”概念重新审视介孔异质结材料(MHJs),强调活性界面可及性与局部电子扰动有效性是核心设计准则。文章梳理了介孔在界面势垒调控、电荷利用与微环境调节中的机制作用,并系统考察了代表性MHJ构型、合成策略与应用。最后指出AI引导预测设计、有效结量化、operando表征与可规模化合成等关键挑战与机遇。
研究团队在声化学合成平台中引入苯胺,通过热力学-动力学协同调控拓展拓扑多样性与基底兼容性,合成了覆盖1D至3D的37种COF,其中10种为此前未报道的框架。
推荐理由:声化学平台结合热力学-动力学协同调控,一次合成37种1D至3D COF,为拓扑多样性提供可迁移路径。
原子层材料(ALMs)涵盖本征二维材料与 ALD/MLD 制备的原子层工程涂层和界面,其原子级薄结构与界面可调控离子吸附、电荷转移、扩散路径和界面稳定性。该综述将原子尺度结构参数与电池、超级电容器的器件性能、衰减及可制造性关联,并讨论 AI/ML 用于筛选和优化 ALD/MLD 涂层化学与沉积条件。
一种嵌入超细氮化钒(VN)纳米颗粒的柔性莲根状分级多孔碳纳米纤维框架(VN@HPCNF),通过电子结构与结构工程协同调控 Na 成核与沉积。DFT 计算表明 VN 中富电子 N 原子引发 Na 吸附、V 中心经 Na-3s/V-3d 轨道杂化稳定 Na 并降低成核势垒,COMSOL 模拟显示互连多孔结构均化电场与 Na⁺ 通量。
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。
研究将 P3HT 用作多功能导电粘结剂与氧化还原介体,用于无碳添加剂、免压延的 LiFePO4(LFP)正极。P3HT 可在 LFP 工作电位区间内电化学掺杂,形成先于并促进 LFP 氧化还原反应的内部导电网络;π–π 相互作用与 P3HT–Fe 配位使 P3HT 均匀包覆 LFP 颗粒,改善界面接触与粘附并形成超薄稳定的正极–电解质界面。
推荐理由:原文给出 P3HT 粘结剂 LFP 正极的压实密度与体积能量密度数据,并对照 SP:PVDF 体系,可判断导电粘结剂路线的增益幅度。
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。
研究在Lewis酸催化、贫水条件下比较了聚氨酯中氨基甲酸酯与脲基的水解反应性,发现二者与相应小分子模型存在明显差异。作者将差异归因于聚合物基体内各键周围微环境不同:相邻醚基通过热分解路径促进氨基甲酸酯断裂,而脲水解走亲核机理。反应性可通过Lewis酸与贫水溶剂选择加以调控,生成的苯胺还能与氨基甲酸酯反应生成脲并配位Lewis酸催化剂,从而沉淀析出、简化产物分离。
推荐理由:研究指出小分子模型无法预测聚氨酯中氨基甲酸酯与脲基的水解差异,为化学回收的选择性解聚提供依据。
研究团队构建了基于图注意力网络的 GATGLP 模型预测 HOMO–LUMO 能隙,结合 XlogP 双描述符策略从 378 个季铵阳离子(QAC)化合物中筛选出 [N8111]Br 等三种候选添加剂并完成电化学验证。
研究发现,仅含8–12个碳单元的侧基即可在16–28 nm嵌段共聚物畴间距(L0)相关尺度上诱导蠕虫链(WLC)行为。对硫醇改性聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)的小角中子散射显示高q区呈棒状标度,持续长度Lp为2–3 nm,与WLC行为一致;全原子模拟进一步证实硫醇改性PGMA构象柔性降低、弛豫动力学变慢。
推荐理由:原文给出侧基碳数与蠕虫链行为的对应关系,为高χ低N嵌段共聚物的高分辨图案化设计提供链刚性这一新参数。
研究合成了一系列不同侧链长度的脂肪酸纤维素酯(FACEs),以厘清分子间相互作用对热塑性的影响。表征与密度泛函理论计算显示,充分酯化大幅破坏氢键网络,范德华相互作用成为主要分子间作用力。
推荐理由:通过合成不同侧链长度的脂肪酸纤维素酯,给出 Hamaker 常数与 Tg、Tf 的定量关联,为理解高取代纤维素酯的热塑性提供依据。
一种以氧化铝键合3-三甲氧基硅丙基二乙烯三胺固定Rh的多相催化剂Rh-NQ62/Al₂O₃,在固定床反应器中将丙烯转化为C₄含氧化合物,TOF高达710 h⁻¹,选择性超过99%,并稳定运行至少1000 h无失活。表征与理论计算表明,多N配体表面配位构型中原子级分散的Rh物种促进H₂在Rh-N位点的异裂,从而增强丙烯氢甲酰化。
耗散粒子动力学模拟显示,当半柔性双嵌段共聚物的持续长度与嵌段轮廓长度相当时,无序态中单一双连续网络相可被长时间捕获,而该网络在冷却通过有序–无序转变时本应转变为层状相。在平衡有序–无序条件附近进行热循环后,层状相可重新恢复。这些结果提示,通过控制冷却具有适度主链聚合度的瓶刷双嵌段共聚物熔体,有望实现无序网络相。
以1个糯稻品种及其11个SSIIIa和BEIIb氨基酸取代突变体为材料,用4种常用分类方法量化支链淀粉链长分布(CLD),并建立其与淀粉理化性质的偏最小二乘(PLS)回归模型,24个模型中19个Q²(cum)超过0.5。