柱芳烃基人工锂离子通道实现高选择性锂钠分离
研究报道了一类以 pillar[5]arene 为中心环、末端接二苯基氧化膦(DPP)配体的仿生超分子跨膜通道,在电化学驱动条件下给出保守下限的 Li+/Na+ ≥ 94、Li+/K+ ≥ 136、Li+/Mg2+ ≥ 286、Li+/Ca2+ ≥ 228 的选择性。
推荐理由:原文给出人工跨膜锂通道的离子选择比与单通道电导,读者可据此判断仿生膜在锂纯化中的分离上限。
研究报道了一类以 pillar[5]arene 为中心环、末端接二苯基氧化膦(DPP)配体的仿生超分子跨膜通道,在电化学驱动条件下给出保守下限的 Li+/Na+ ≥ 94、Li+/K+ ≥ 136、Li+/Mg2+ ≥ 286、Li+/Ca2+ ≥ 228 的选择性。
推荐理由:原文给出人工跨膜锂通道的离子选择比与单通道电导,读者可据此判断仿生膜在锂纯化中的分离上限。
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。
研究团队报道了一种梯度中间层柔性离子压力传感器(GriFIPS),在软电极与离子水凝胶层之间加入经直写打印的弹性体网状中间层,网孔尺寸沿离心方向增大,使接触随载荷分级推进。
推荐理由:原文给出梯度中间层离子压力传感器在灵敏度、线性范围与检测限上的同步指标,可作为柔性触觉器件设计的参照。
研究报道了一种基于单手螺旋聚异腈的双相聚芳基异腈溶致液晶体系,其中聚异腈由炔烃-Pd(II) 催化的可控聚合制备。该介质的双相特性使 ΔRCSA 可在单一样品上通过单次一维 13C NMR 实验直接提取,无需专用仪器、装置或后校正。
推荐理由:该双相液晶介质让 ΔRCSA 可从单次一维 13C NMR 实验直接读出,省去专用器件与后校正步骤。
银二级烷基硫醇盐一维金属–有机硫属化合物(MOChas)在 67 至 184 °C 出现可逆固–液相变,所用配体包括 2-丙硫醇、2-丁硫醇、2-戊硫醇、3-己硫醇和 4-庚硫醇。smSFX 表征显示其为一维线状晶体基元,具绿黄色光致发光且熔化后消失;低熔点归因于二级烷基硫醇配体的构象柔性,固态 (Ag-SR)∞ 共价网络向熔态 (Ag-SR)x 寡分子转变则提高熔化焓。
研究显示,界面水的氢键网络被破坏程度越高,碳电极的阳极腐蚀越快,弱氢键水被认为是与碳氧化相关的活性水群体。作者用 operando 差分电化学质谱结合原位 ATR-SEIRAS 得到这一关联,并以离聚物定义界面来调控局部水结构。
推荐理由:通过原位红外与差分电化学质谱把界面水的氢键网络与碳电极氧化速率对应起来,并给出离聚物调控界面的设计思路。
研究以平面环稠合硼掺杂多环芳烃B-PAH 1及其全碳类似物PAH 2为配对体系,在高定向热解石墨上测量薄膜态电子结构。B-PAH 1可形成有序单层、电脉冲诱导双层和蒸镀阶梯膜,其薄膜LUMO起始位置达−4.04 eV(相对真空),比PAH 2低1.27 eV。尽管未占据态更深,B-PAH 1的有效功函数反而比PAH 2小0.20 eV,这一薄膜表面能级差异的微观来源尚未明确。
研究报道了一类基于 (R)-(−)-扁桃酸衍生物自组装的人工阴离子通道,其孔道内壁富含羟基作为选择性过滤器。含辛基链的化合物 1c 跨膜传输活性与氯离子选择性最高,通道平均直径为 3.9 ± 0.1 Å,单通道电导为 16.0 ± 0.8 pS,传输依赖通道介导的反向转运。
该综述从耦合设计视角系统评估了硅负极工程、电解质兼容性优化与界面稳定化策略,重点分析了硅/电解质界面的化学-机械耦合降解。通过将不同硅架构与特定电解质体系进行系统兼容性映射,揭示了最有前景的材料组合及其设计原则,并讨论了堆叠压力管理、可规模化加工与预锂化等制造挑战。
研究通过24个皿铸CNC膜发现,盐浓度与超声剂量共同调控蒸发诱导自组装中的胆甾相螺距、 tactoid 成核与聚并,以及动力学冻结的起始。提高NaCl浓度通常使光子响应蓝移,超声则通过打碎CNC束使其红移,且离子含量越高该效应越弱。
推荐理由:通过盐浓度与超声剂量调控CNC蒸发自组装动力学,读者可了解焦锥畴形貌与角度变色响应的可调窗口。
研究通过无定形化打乱小分子 TDT(2,3,7,8-四氨基-5,10-二氢吩嗪-1,4,6,9-四酮)的分子间 π–π 堆积,使原本被埋藏的氧化还原位点暴露出来。
推荐理由:原文给出无定形化后 TDT 的比表面积、比容量与循环数据,并揭示 NH4+ 的配位与去质子化存储机制。
这篇综述提出以“状态”为中心的框架,把 OMIEC 的电化学操作视为多维、依赖历史的状态轨迹的写入、观测、重构与设计。作者引入问题特异的最小充分状态基以区分本质与冗余坐标,并将光学、电学、离子特异性、重量、结构、力学与时间读出视为选择性投影,其互补性决定状态可观测性与隐藏态重构。
研究团队提出双相协同工程策略,结合复制成型与飞秒激光直写,构建仿生超疏水表面并实现钙钛矿量子点可控析出,使薄膜兼具超弹性。该薄膜在800%拉伸形变下仍保留超过52%的初始发光强度,水接触角高于150°;该策略适用于470–688 nm全光谱发光体系,并支持二元光学编码的概念验证。薄膜在水中连续浸泡240天后仍保留超过90%的初始发光强度,机器学习识别准确率保持在95%以上。
推荐理由:原文给出双相协同工程与飞秒激光直写结合后的拉伸发光保持率、接触角与浸水稳定性数据,可供柔性光学膜设计参考。
研究利用桉木中原生多酚,通过顶部保护、底部脱木质素并借助抗坏血酸(AA)辅助界面演化,原位构建自生长的Fe–多酚(FeP)光热界面,制成Janus蒸发器。
推荐理由:原文给出FeP/AA-DEW蒸发器在1-sun与20 wt.% NaCl下的蒸发速率和14 d稳定性,可据此判断生物基太阳能蒸发器的耐盐区间。
研究报道了一种全生理相关元素构建的柔性光电晶体管(EBOT)平台,Zn-Mg 基氧化物作半导体与介电层、Mg 作电极、可生物降解的 P34HB 作柔性基底与封装层。
推荐理由:该工作用生理相关元素构建可穿戴紫外监测器件,并利用缺陷介导的载流子俘获实现剂量累积,为柔性生物电子提供了一条材料选择思路。
通过设计专用对流窗口激活内部自生对流,太阳能界面蒸发器的蒸发速率达4.93 kg m⁻² h⁻¹,高于常规设计的2.9 kg m⁻² h⁻¹,能量效率为89.6%(计入环境热增益与对流热增益)。该体系建立了耦合水传输、蒸汽生成、蒸汽扩散与热管理的液-液-汽传输动力学框架,并借助孔结构调控优化水传输、降低热损失。户外实验表明,优化阵列系统产水速率约1.95 kg m⁻² h⁻¹,且未检测到污染。
研究团队在共享的柔性叉指电极架构中集成五通道压阻网络与共形表面等离激元(CSP)波导,做出可跨介质探测的多模态电子皮肤。压阻通道在 0–140 kPa 范围内映射抓握压力,响应与恢复时间均低于 50 ms;CSP 通道将微波约束在亚波长近场,实现基于相位的预接触感知与频率分辨的电磁指纹识别。
推荐理由:该电子皮肤把压阻阵列与共形表面等离激元波导做进同一电极结构,可隔着玻璃、塑料和纸容器识别内容物,为机器人跨介质感知提供了一条可迁移的器件路线。
以1-吡喃硼酸(PyBA)作为分子导向剂调控Gd@C82在宽带隙钙钛矿/C60界面的吸附构型,硼酸基团锚定钙钛矿表面并钝化欠配位Pb相关缺陷,芘骨架与Gd@C82笼体结合稳定有利构型。优化后宽带隙电池效率达20.23%,全钙钛矿叠层器件效率28.44%;改性宽带隙器件在最大功率点跟踪1451 h和湿热1563 h后仍保持初始效率90%以上,叠层器件运行531 h后保持80%以上。
研究者提出一种微折纸结构电极(MOSE),在EcoFlex基底上预制折痕,释放双轴预拉伸后使Pt薄膜/EcoFlex双层沿折痕弯曲,形成规则可控的微折纸结构。该电极初始电导率达19600 S·cm⁻¹,可承受超过80%的双轴拉伸应变,在50%应变下循环10000次后方块电阻仍低于20 Ω/sq。
推荐理由:原文给出微折纸电极在双轴80%应变与10000次循环后的导电数据,可作为可拉伸电极疲劳设计的参照。
设计碳点-环氧复合材料,利用给电子碳点表面基团与受电子环氧基团间的氢键界面组装生成界面激基复合物,缩小单-三重态能隙并增强自旋轨道耦合,实现约468 ms的绿色室温磷光。
研究者以 P3HT 与窄带隙非富勒烯受体 BTPSe-Ph4F 按 100:2 重量比共混制备光电倍增型宽带有机光电探测器,利用孤立电子陷阱在 Al 电极附近诱导界面能带弯曲,实现空穴隧穿注入。
推荐理由:原文给出自组装超薄层替换 PEDOT:PSS 后暗电流下降约两个数量级,并展示 PPG 脉搏监测的实测信号。
通过熔盐辅助ZIF-8转化合成卤素掺杂氮掺杂碳(NX-C,X = F、Cl、Br、I),其中溴掺杂NBr-C具有晶格应变分级多孔骨架和高极化石墨氮位点,苯酚降解速率常数kobs达2.55 min⁻¹(提升134倍),5 min内TOC去除率70.5%。
作者报告了一种聚(丙烯酸-co-4-乙烯基苄基-三羟甲基膦氯化物)聚两性电解质水凝胶,在自由离子扩散与离子键、氢键形成驱动的非单调溶胀-去溶胀过程中同时获得力学增强与室温磷光(RTP)。
推荐理由:原文把溶胀驱动的微相分离与室温磷光、力学增强对应起来,给出了结构演化的判据。
研究对比了含常规二价金属离子与有机双位反离子六甲铵和琥珀酰胆碱的羧甲基纤维素(CMC)水溶液,发现反离子电荷拓扑结构可调控聚电解质构象与电荷传输。电导率测试表明低聚合物浓度下反离子解离程度相当,但高浓度下双位反离子解离显著更强;SAXS显示双位反离子体系出现相关峰和更小的拉伸参数,对应更高的有效聚合物电荷与更少的局部链折叠。
一种正交支化三重锁定纳米诊疗平台(MB@YW NPs)通过pH响应聚合物基质共载HOCl激活的甲氨蝶呤前药(MB-MTX)与ONOO⁻/光响应的柳氮磺吡啶前药(YW-SSZ),实现空间定位、正交多药释放与实时多通道自报告。
设计合成了一种可光异构且双稳态的腙分子,其光致异构使构型由线性变为弯曲,从而在等温条件下可逆调控液晶从有序态到无序态。通过二色比(R)与序参数(SΦ)表征异构化对液晶相的扰动,并利用腙的双稳态通过调节光强与曝光时间逐步精确控制液晶相变温度。基于腙掺杂胆甾相液晶(CLC)的光诱导相变,演示了可光写入与擦除图案的热响应彩色光学器件。
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。
研究以PM6:PYF-T-o:SEBS薄膜为模型体系,结合光学裂纹追踪、裂纹长宽比分析、水面断裂测试、裂纹尖端AFM与有限元分析,建立了弹性体增韧全聚合物光伏活性层的定量断裂分析框架。
研究将阳离子乙锭溴化物单元引入三核铜-吡唑共价金属有机框架,构建出 EB-Cu3-COF,层间距增大、界面电荷转移增强并优化了 *OOH 中间体吸附。该材料在二电子氧还原制 H2O2 中达到最高 99% 的 H2O2 选择性和 39420 mmol·g cat⁻¹·h⁻¹ 的流动池产率。作者据此提出界面电荷调控可作为把晶态结构精度转化为电化学活性界面的设计原则。
推荐理由:通过阳离子乙锭单元调控共价金属有机框架的界面电荷,读者可看到晶态结构精度如何转化为电化学可及界面。
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。
研究提出一种由无机锂盐(LiI/LiBr)与耐还原单醚溶剂(四氢呋喃和己基甲基醚)组成的无氟电解液,在微米硅负极表面形成无LiF的SEI,缓解其容量快速衰减。该SEI不同于由低聚物与无机物(LiF、Li 2 O)构成的镶嵌结构,而是在硅表面形成具粘结剂功能的高分子量聚合物,在颗粒粉化后仍维持颗粒完整性与电连接。
推荐理由:原文给出无氟电解液在微米硅负极上形成类粘结剂高分子SEI的机理与循环数据,可供硅负极电解液设计参考。
结合EPR、ssNMR与DNP ssNMR发现,铜绿假单胞菌Pf0-1菌落生物膜对氮氧自由基的还原速率取决于生物膜形貌、水合状态与ECM组成,野生型生物膜还原慢于浮游细胞,而分离ECM与脱水生物膜几乎不还原。ssNMR显示氮氧自由基优先靠近ECM多糖与脂质,DNP ssNMR显示多糖含量随形貌增加并与更慢的还原动力学相关。结果支持ECM提供氮氧自由基进入屏障、细胞还原为最终步骤的保护模型。
结合原位 TEM 与 XRD 直接观测到二维叶状 ZIF-L 在受控加热下层状骨架的逐步塌缩与形貌演变,并排除电子束干扰。辅以 700–1100 °C 离位热解、高分辨 TEM、X-PDF 与 EELS,揭示 Zn 物种扩散、配体分解及非晶基体内渐进石墨化,识别出配体分解、Zn–Nx 迁移、Zn 流失的温度依赖阶段。
研究以一对 X 射线衰减系数几乎相同的同分异构 Cu–I 簇为模型平台,分离并阐明分子间耦合在激子收集中的作用,提出激发态耦合可加速载流子弛豫、促进激子收集与辐射复合的机理。据此制备的耐水簇闪烁体玻璃光产额达 32,456 photons MeV⁻¹,空间分辨率 33.6 lp mm⁻¹,并与高 Z 闪烁体串联实现密度分辨 X 射线成像和微计算机断层扫描。
推荐理由:原文用一对衰减系数几乎相同的同分异构 Cu–I 簇作对照,把分子间耦合对激子收集的贡献单独分离出来。
以 N,N-二甲基丙烯酰胺与顺丁烯二酸在水相聚合制得荧光电活性导电聚合物 FECP,经 β-环糊精修饰刚性化基体并固定 ─C(═O)N/─C(═O)OH 取向,在 β-环糊精/FECP3(LFCFECP)中确认两种局部骨架构象。
研究显示,施加外部声场可扩大 PEO 纳米复合物中纳米粒子经结晶诱导有序排列的过冷度范围,从而拓宽可加工窗口。作者用 SAXS 和电子显微镜表征,并以 Pe = aG/D 的 Peclet 数框架分析,认为声激励增强了纳米粒子相对结晶前沿的有效输运。该手段在不显著改变基体结晶度或熔融温度的情况下调控纳米粒子形貌。
推荐理由:原文用 Peclet 数框架解释声场如何扩大纳米粒子在层间有序排列的过冷度窗口,为加工条件选择提供可迁移判据。
研究以丙烯腈(AN)基聚合物作为宿主框架,通过与游离丁二腈(SN)建立优化相互作用,在热力学上抑制SN的α-氢去质子化与聚合等寄生反应。所得电解质离子电导率为2.17 mS cm⁻¹,Na|Na对称电池稳定循环6200 h;Na|磷酸钒钠全电池在1.0 C下5000次循环后容量保持95.6%,2.0 C下10000次循环后保持93.4%,正极负载20 mg cm⁻²的软包电池也表现稳定。
推荐理由:以丙烯腈基聚合物为宿主调控与丁二腈的相互作用,为抑制固态钠电池电解质的去质子化副反应提供了一条热力学思路。
研究报道了一种多功能智能窗,结合电化学切换与低频机械重取向,同时调控可见光、近红外、长波红外和微波响应。器件采用透明 Ti3C2Tx MXene 电极(T550 nm > 60%,Rs ≈ 40 Ω/sq)与 PEDOT:PSS 层,通过可见—近红外耦合光学切换调节眩光与太阳得热。
推荐理由:该窗口把可见光、近红外、长波红外与微波四个波段纳入同一器件,读者可据此了解多光谱调控的建筑节能思路。
一种集成离子电子触觉传感器与微放电电触觉反馈的手套界面实现了闭环校正的虚拟触觉交互,传感器与反馈分别集成于纺织手套的手背与掌心侧。微金字塔修饰的离子电子传感器将回弹滞后降至5.82%,用于动态压力监测;微间隙放电反馈在皮肤上提供约40 µA的安全电流,支持分级电刺激。该闭环系统以关节弯曲压力数据控制虚拟手,并依据反馈校正手势以调整虚拟对象。