化学材料
领域「化学材料」下的文章与资讯
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。
日本突破：废旧EV电池锂回收率达90%的新方法
随着全球电动汽车保有量激增，废旧锂电池的回收成为紧迫挑战。日本研究团队开发了一种新型回收工艺，实现了高达 90% 的锂回收率，远超传统火法的约 5% 和湿法的 60-70%。同时，中科院团队提出基于 CO2 和水的"三合一"绿色回收策略，常温常压下锂提取率超 95%，产物可直接用于新电池制造或作为催化剂。
实时 AI 教育助手：为5岁儿童构建个性化学习系统
Ello 团队展示如何在1000毫秒内完成实时 AI 教育决策，为5岁儿童构建真正的个性化学习体验。技术挑战在于低延迟与教育质量的平衡。
从 AlphaFold 到可编程蛋白质设计：生命的分子编程
当结构可被预测、序列可被生成，蛋白质正变成一种"可编程"的材料——生命的分子编程时代正在到来。
AlphaFold 3.5 与分子互作网络：从单蛋白到生命网络
DeepMind 推出 AlphaFold 3.5，将能力从单蛋白结构扩展到复杂分子互作网络，开启"从单蛋白到生命网络"的结构生物学新阶段。
AI 时代的化学：从分子筛选到反应预测的范式转变
Nature 综述指出，AI 正在改变化学研究的六大方向：分子筛选、结构预测、反应预测、性质预测、自动合成和材料发现。药物发现周期从 10-15 年缩短至 3-5 年，成本降低 60% 以上。
分子马达十周年：从诺贝尔奖到纳米机器的未来
2026年是分子机器获得诺贝尔化学奖十周年。Nature Chemistry推出专刊，回顾Ben Feringa在分子马达和光开关领域的开创性工作，展示分子马达方向控制、能量存储等最新进展，并展望从基础研究到实际应用的跨越。
分子邻居重塑蛋白质动力学：微环境如何调控蛋白质功能
Nature Chemistry发表的研究利用核磁共振波谱和分子动力学模拟，揭示了蛋白质GB1结构域的运动如何被其周围分子环境所改变。这一发现表明，蛋白质并非孤立运作的分子机器，其功能受到"分子邻居"的深刻影响。
可充镁氧电池：镁过氧化物化学的新突破
Nature Chemistry发表的研究通过定制Mg²⁺的溶剂化环境，首次实现了可逆的镁过氧化物化学，使非水系镁氧电池能够稳定循环。这一突破为高能量密度、低成本、高安全性的下一代电池技术开辟了新路径。
生物信息学发现新镍酶：扩展自然催化化学的认知
Nature Chemistry发表的研究通过生物信息学方法在醛酮还原酶超家族中发现了一个全新的镍酶家族。这些酶使用独特的镍钳喋呤核苷酸辅因子催化分子间氢负转移，扩展了自然界已知镍催化化学的种类。
异戊二烯：连接植物与全球气候的隐形分子
Nature Chemistry发表的"In Your Element"专栏文章揭示了异戊二烯如何将生物圈与大气层联系起来。这种由植物大量释放的挥发性有机物不仅影响大气化学和气候，还在天然橡胶、人体呼吸和材料科学中扮演重要角色。
光合细菌的单线态裂变：一个光子如何变成两个激子
Nature Chemistry发表的研究首次在光合细菌中证实了"异质裂分"机制——类胡萝卜素的一个高能激子分裂为分布在两个不同分子上的三线态激子对。这一过程在亚100飞秒内完成且三线态对寿命超过微秒，为设计高效太阳能材料提供了全新策略。
分子马达十周年：从诺贝尔奖到纳米机器的未来
2026年是分子机器获得诺贝尔化学奖十周年。Nature Chemistry推出专刊，回顾Ben Feringa在分子马达和光开关领域的开创性工作，展示分子马达方向控制、能量存储等最新进展，并展望从基础研究到实际应用的跨越。
分子邻居重塑蛋白质动力学：微环境如何调控蛋白质功能
Nature Chemistry发表的研究利用核磁共振波谱和分子动力学模拟，揭示了蛋白质GB1结构域的运动如何被其周围分子环境所改变。这一发现表明，蛋白质并非孤立运作的分子机器，其功能受到"分子邻居"的深刻影响。
可充镁氧电池：镁过氧化物化学的新突破
Nature Chemistry发表的研究通过定制Mg²⁺的溶剂化环境，首次实现了可逆的镁过氧化物化学，使非水系镁氧电池能够稳定循环。这一突破为高能量密度、低成本、高安全性的下一代电池技术开辟了新路径。