前沿观察 · 化学材料
分类「前沿观察」、领域「化学材料」下的文章与资讯
光电协同镍催化：温和条件下构建 C(sp³)–C(sp³) 键
单原子催化：中国科学家的原创新范式
质谱：从转录组走到蛋白质组的成分分析师
质谱以“质谱仪/液质联用”等形态被 43 篇以上论文使用，是蛋白层最无偏的发现技术。本文讲清 LC-MS/MS 与七件套的咬合关系。
废塑料+工业废气变身高值原料：光催化升级回收新路径
中科院理化所设计铜单原子修饰 TiO2 催化剂，在紫外光下将 PET 塑料与 SO2 选择性转化为羟甲基磺酸盐（HMS）并副产氢气，为废塑料高值转化提供绿色路线。
分钟级造出铂族催化剂：瞬态组装改写绿色氢能
天津大学团队提出“瞬态组装”策略，用毫秒级周期热脉冲在数分钟内合成铂壳原子层精准调控的核壳催化剂，单位质量能耗降低 90%，燃料电池功率达 15.2 kW/g Pt。
活体生物分子变“量子传感器”：线虫里的量子相干
斯坦福团队在活体转基因线虫中，利用红色荧光蛋白作为量子传感器，首次实现在活体内调控并读取自旋相关自由基对的量子动力学，为量子生物学提供关键证据。
AI 设计的“分子剪刀”：自然界没有的 CRISPR 酶问世
Nature 报道研究者用 AI 设计出功能性的 CRISPR 酶，这些酶在自然界中不存在，却能在实验中执行基因编辑，为更小、更易递送的编辑工具开辟道路。
"不可能存在"的分子：德国科学家稳定合成碳桥二茂铁吩
德国萨尔大学科学家成功合成了碳桥二茂铁吩——一种曾被认为"不可能存在"的三明治分子。碳原子桥接的两个碳环产生极高环张力，但分子竟可耐受200C高温。这一突破推翻了数十年假设，为含铁材料和金属聚合物开辟了新途径。
胞内人工酶：大肠杆菌中催化不对称曼尼希反应
江南大学周志教授团队与厦门大学王斌举教授团队合作在Nature Communications发表研究，发展在大肠杆菌细胞质内通过二硫键快速组装人工酶的方法，利用定向进化优化后的人工酶在细胞内催化非天然不对称曼尼希反应，对映选择性最高90%以上。
铁催化不对称氨羟化：南开大学突破手性beta-氨基醇合成
南开大学王飞研究员联合天津大学党延峰教授在JACS发表研究，开发新型N-芳基BIP配体促进的铁催化不对称分子间NH2-氨基酯化反应，以O-酰基羟铵盐同时作为氮源和氧源，实现苯乙烯类及1,1-二取代烯烃的高对映选择性氨羟化，ee值最高96%。
"反傅克"烷基化：无金属蓝光催化的缺电子芳环选择性烷基化
剑桥大学和都柏林圣三一学院联合团队在Nature Synthesis发表全新"反傅克"烷基化策略，利用邻苯二甲酰亚胺活性酯与蓝光，在室温无金属条件下实现缺电子芳环的高选择性烷基化，区域选择性可由机器学习模型预测。
毫秒级热脉冲：天津大学实现铂壳催化剂原子级精准合成
天津大学胡文彬团队首创"瞬态组装"策略，利用毫秒级周期热脉冲技术实现铂族金属核壳结构催化剂的超快合成，将传统数小时流程压缩至数分钟，能耗降低90%，铂壳厚度精准控制在3原子层。
碳桥二茂铁吩：推翻"不可能存在"的金属有机化学突破
德国萨尔大学科学家成功合成出由单个碳原子桥接的二茂铁吩——一种曾被认为"不可能稳定存在"的"三明治"分子。该分子可耐受200度C以上高温，为含铁聚合物材料开辟全新途径。
受控降功率：让CO2转化催化剂"怠速"运行的新策略
华盛顿大学圣路易斯分校领衔的国际团队在Nature Catalysis上发表研究，提出"受控降功率"策略解决CO2电还原中催化剂在间歇运行下的退化问题。通过让催化剂在低谷时段保持1%以下的极低功率"怠速"运行，设备连续工作750小时无性能损失，整体成本降低约25%。北京大学团队利用原位拉曼光谱揭示了退化机制。
电催化CO2还原选择性反转：Cu-Ge固溶体调控乙醇/乙烯比例
中科院深圳先进院张小龙团队利用毫秒级高温淬火合成Cu-Ge固溶体催化剂，通过调控铜3d轨道态密度改变关键中间体的吸附行为，将电催化CO2还原中乙醇/乙烯法拉第效率比从0.6提升至1.8，首次在酸性体系中实现了乙醇对乙烯的选择性反转。该研究为设计高选择性CO2电还原催化剂提供了清晰的电子结构调控范式。
发光三线态双自由基：突破有机发光材料的新边界
西安交大张志成、饶彬、岳岭团队设计合成了首例空气稳定、基态为三线态且发光的双自由基分子。该分子以间苯醌二甲烷为核心骨架，实现了三线态基态、良好稳定性和高发光效率的"三合一"突破，为有机自旋电子学和量子信息技术提供了重要的材料基础。研究成果发表于Angewandte Chemie。
CO2+N2变尿素：离子液体自由基介导的电催化新路径
中科院化学所韩布兴/康欣晨团队在Nature Nanotechnology发表研究，设计了离子液体自由基介导的氢自由基转移新路径，实现了室温下高效电催化CO2和N2共还原合成尿素，达到73.0%的法拉第效率。这一策略绕过了传统吸附态氢路径，有效抑制了析氢副反应，为温和条件下CO2和N2共活化转化开辟了新方向。
CRISPR"分子伪装"：干细胞移植告别化疗时代
美国波士顿儿童癌症与血液疾病研究中心团队在Nature上发表研究，利用基因组编辑对供体干细胞进行"分子伪装"，使其在抗体清除原有干细胞时免受攻击，首次实现了无需化疗的干细胞移植。这一突破为镰状细胞病、地中海贫血等血液疾病找到了更安全的治疗路径。
光电协同镍催化：上海有机所 C(sp3)-C(sp3) 键构建新方法
上海有机所开发了光电协同镍催化策略，实现了羧酸与卤代烷的 C(sp3)-C(sp3) 交叉偶联。阴极还原生成 Ni(I) 通过卤原子攫取活化卤代物，两种自由基经镍催化交叉偶联构筑碳碳键。该成果发表于 JACS，展示了在天然产物后修饰和药物合成中的应用。
毫秒级热脉冲：天津大学实现铂壳催化剂原子级精准合成
天津大学胡文彬教授团队首创瞬态组装策略，利用毫秒级周期热脉冲技术，在数分钟内实现铂族金属核壳结构催化剂的超快合成与原子级精准调控。铂壳厚度稳定控制在三原子层，催化活性充分释放，单位质量能耗较传统工艺降低 90%。在氢燃料电池实测中达到 15.2 kW/g Pt。