学术背景 有机发光二极管（OLED）技术近年来取得了显著进展，尤其是在热激活延迟荧光（TADF）材料领域。TADF材料通过反向系间窜跃（RISC）过程将三重态激子转换为单重态激子，从而实现高效率的发光。然而，传统的TADF材料通常面临效率滚降（efficiency roll-off）和光谱展宽的问题，尤其是在多共振（MR）TADF材料中。MR-TADF材料通过引入电子富集的氮原子和电子缺乏的硼原子，减少了结构弛豫，从而实现了窄带发射。然而，这类材料的RISC速率（kRISC）较低，导致效率滚降问题。 为了解决这一问题，研究者们提出了通过引入重原子（如溴、碘、硫、硒等）来增强自旋轨道耦合（SOC）效应，从而加速RISC过程。然而，传统的重原子引入方法通常通过共轭路径直接连接到MR发色团，这往往...

学术背景 光合微生物能够通过将太阳能转化为化学能，直接将二氧化碳（CO₂）转化为高附加值的长链化学品，这为CO₂封存与可持续发展提供了极具前景的路径。然而，光合反应中产生的关键还原力——还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）——主要用于支持微生物在黑暗环境中的生存，而非用于生物合成。这一限制严重制约了光合微生物在实际应用中的潜力。为了解决这一问题，研究者们提出了一种太阳能解耦的生物混合策略，通过将持久性光催化剂与光合微生物结合，实现光反应与暗反应的解耦，从而在无光照条件下持续利用CO₂并进行长链化学品的生物合成。 论文来源 这篇论文由Na Chen、Jing Xi、Tianpei He等作者共同撰写，来自武汉大学人民医院、湖南大学、上海交通大学等机构。论文于2025年4月10日发表在C...

学术背景 硼氢化物燃料电池（Direct Borohydride Fuel Cells, DBFCs）作为一种潜在的碳中性能源，因其使用硼氢化钠（NaBH4）作为阳极燃料而备受关注。NaBH4具有便携、无毒、水溶性和环境稳定性等优点，使得DBFCs在理论上能够提供高达1.64 V的电压和9.3 kWh/kg的能量密度。然而，传统的DBFCs在实际应用中面临两大挑战：阴极氧还原反应（ORR）的动力学缓慢，以及阳极硼氢化物氧化反应（BOR）的选择性低，导致其输出功率密度和效率难以满足工业应用的需求。 为了解决这些问题，研究者们提出了一种新型的硼氢化物燃料电池（BHFC），通过用酸性氢析出反应（HER）替代传统的ORR，以实现高效的电力生成和并发的氢气生产。该研究通过界面工程和局部环境调控策略，设...

学术背景 近年来，全球范围内爆发了多次由冠状病毒引起的疫情，如SARS（严重急性呼吸综合征）、MERS（中东呼吸综合征）和COVID-19（新型冠状病毒肺炎）。这些疫情不仅对人类健康构成了严重威胁，还暴露了应对突发冠状病毒感染的紧急策略的不足。冠状病毒感染通常伴随着肺部炎症反应，因此，在抑制病毒感染的同时，缓解炎症反应成为治疗的关键挑战。传统的抗体疗法虽然有效，但其开发周期长，且难以应对病毒的快速变异。此外，抗体依赖的增强效应（ADE）也可能导致治疗效果不佳。因此，开发一种能够快速应对新兴冠状病毒感染、同时兼具抗病毒和抗炎功能的治疗策略显得尤为重要。 基于这一背景，研究者们提出了一种新型的“抗原空间匹配多聚适配体纳米结构”（Antigen Spatial-Matching Polyaptam...

学术背景 随着全球清洁水资源短缺问题的日益严重，饮用水净化技术的研究变得尤为重要。在饮用水处理过程中，氯化和二氧化氯消毒是常用的方法，虽然它们能够有效杀灭细菌和病毒，但也会产生一些有毒的副产物，如亚氯酸盐（ClO₂⁻）和氯酸盐（ClO₃⁻）。尽管这些化合物的毒性较低，但近年来的研究表明，长期暴露于这些副产物可能与慢性疾病和激素紊乱有关。因此，欧盟最近制定了饮用水中这些化合物的最大允许浓度标准，要求每升水中亚氯酸盐和氯酸盐的浓度不得超过0.25毫克。 目前，现有的技术在处理这些消毒副产物时存在诸多局限性，如复杂的实施和维护、高成本以及耐久性差等问题。因此，开发新的技术来有效去除这些副产物成为了当务之急。金属有机框架（MOFs）作为一种新兴的多孔材料，因其高比表面积、可调控的孔隙结构以及优异的吸...

学术背景 磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging, MRI）是现代医学诊断中的重要工具，其效果在很大程度上依赖于造影剂（Contrast Agents, CAs）的使用。传统的MRI造影剂主要基于钆（Gd）的配合物，尽管这些造影剂在临床中广泛应用，但其长期安全性存在争议，特别是在肾功能不全的患者中，可能引发肾源性系统性纤维化（Nephrogenic Systemic Fibrosis, NSF）。因此，开发基于过渡金属的新型MRI造影剂成为了研究热点。过渡金属（如铁、锰）不仅在地球上储量丰富，且具有多种氧化态，能够响应生物环境中的氧化还原变化，从而设计出“智能”造影剂。 此外，肿瘤微环境中的氧化还原失衡是癌症进展和耐药性产生的重要驱动因素。因此，开发能够实时监测组织...

学术背景 在光催化领域，开发高效、可持续的还原催化剂一直是一个重要的研究方向。有机阴离子因其可持续性和强还原能力，近年来受到了广泛关注。然而，传统的酚盐（phenolates）由于其氧元素的高电负性和生成的苯氧自由基的高反应性，限制了其作为还原光催化剂的应用潜力。因此，研究人员一直在寻找具有更强还原能力且易于获取的有机阴离子催化剂。 1,10-双-2-萘酚衍生物（binolates）长期以来在不对称催化和分子识别领域被广泛应用，但其作为光催化剂的潜力尚未被充分挖掘。本研究首次发现，binolates可以作为高效的还原光催化剂，用于惰性键的活化和不饱和体系的还原。这一发现不仅拓展了binolates的应用范围，还为有机多阴离子作为光催化剂的未来发展提供了新的思路。 论文来源 本论文由Can L...

学术背景 随着全球气候变化问题的加剧，减少二氧化碳（CO2）排放并寻找可持续的能源解决方案成为科学研究的重要方向。电催化还原二氧化碳（CO2RR）是一种将CO2转化为有价值化学品和燃料的绿色技术，具有巨大的应用潜力。然而，尽管在该领域取得了显著进展，CO2RR在实际应用中仍面临诸多挑战，尤其是如何在高电流密度下实现目标产物的高效选择性生产。其中一个主要问题是CO2在电解液中的低溶解度，这导致阴极表面CO2供应不足，进而限制了反应效率。 为了克服这一问题，研究人员致力于开发新型电催化剂，并探索CO2需求与供应之间的动态关系。本研究通过原位合成非晶态铜锑氧化物（CuSbOx）阴极，系统研究了CO2RR中CO2需求与供应对催化性能的影响，揭示了CO2供应能力对电催化性能的决定性作用。 论文来源 本...

学术背景 在化工行业中，苯系衍生物的分离是一个至关重要且具有挑战性的过程。苯（benzene）、甲苯（toluene）、乙苯（ethylbenzene）以及二甲苯异构体（o-xylene, m-xylene, p-xylene）通常以混合物的形式存在于石油工业中，统称为BTEXs。其中，邻二甲苯（o-xylene, OX）是生产邻苯二甲酸酐的关键原料，全球市场需求预计在2025年超过43亿美元。然而，目前工业上分离OX的主要方法是通过分馏，这一过程不仅能耗高，而且对环境不友好。由于OX与其他BTEXs的沸点非常接近，分馏过程需要大量的理论塔板和高回流比，才能获得高纯度的OX。 为了应对这一挑战，科学家们一直在寻找更高效、更环保的分离方法。金属有机框架材料（Metal-Organic Fram...

学术背景 随着全球对可持续发展的需求日益增加，化学工业正面临从化石燃料向可再生资源转型的迫切挑战。目前，绝大多数合成化学产品的碳骨架来源于不可再生的化石燃料，这不仅加剧了碳排放问题，还使得化学工业成为化石燃料的主要消费者之一。为了实现碳中和目标，化学工业需要寻找新的碳源，尤其是利用二氧化碳（CO₂）作为原料的绿色化学途径。甲醇（methanol）作为一种潜在的可持续化学平台，因其易于从CO₂和绿色氢气（green hydrogen）中生产，近年来受到了广泛关注。甲醇不仅可以用作燃料，还可以作为化学合成的中间体，进一步转化为其他高附加值化学品。 然而，将甲醇整合到现有的化学生产链中仍面临诸多挑战。其中一个关键问题是，如何将甲醇高效地转化为合成气（syngas，即CO和H₂的混合物），并进一步用...