学科: 化学工程与技术

发表于《ACS Central Science》的研究阐明了金、银、铂等贵金属在催化过程中表现优异的原因，开发出等电位电子滴定（IET）技术可直接测量分子与金属间的电子共享分数，为设计先进催化材料开辟新可能。

标签: 催化材料 电子共享 电子分数转移 等电位电子滴定 贵金属

超市里整齐堆叠的橙子展示了材料科学的一个关键概念：表面均匀的对称物体能组装成密堆积结构，其近邻数量由热力学决定（通常为12个），与材料无关。而通过设计仅在特定位点相互作用的物体（如用微型模板沉积金属原子制成的3D打印微粒），这种‘补丁状’粒子可自组装成超结构，为制备具有特定孔结构、成分或光学性能的材料开辟了道路。

标签: 材料科学 自组装 补丁状粒子 超结构

镧系纳米晶体在电致发光方面有窄发射、高色纯等优势，但存在绝缘性导致的载流子传输难题。通过功能化配体修饰，解决了这一问题，实现了高效（外量子效率超5.9%）、多色电致发光，且无需改变器件结构，为开发光谱精确的发光材料提供了新方法。

标签: 电致发光 能量转移 配体工程 量子效率 镧系纳米晶体

无创皮肤渗透常用于小分子药物递送，但因皮肤屏障，蛋白质、肽等大分子难以透过。研究发现聚两性离子OP可穿透皮肤各层进入循环，其偶联胰岛素经皮给药能快速降低糖尿病小鼠（116 U/kg）和小型猪（29 U/kg）血糖至正常水平，有望替代注射，为蛋白质/肽类药物经皮递送提供新方法。

标签: 皮肤渗透 糖尿病治疗 聚两性离子 胰岛素 透皮给药

手性对生命至关重要，控制镜像分子（对映异构体）的形成是合成化学的核心。虽碳、硅等立体中心易调控，但胺中氮中心通常不稳定。本文提出手性布朗斯特酸催化氯化反应构建无环氮立体中心的策略，通过立体专一性分子内反应克服不稳定性，产物对映纯度良好，密度泛函理论证实氮手性可控，还成功合成含稳定氮中心的N-氯氮丙啶，实验表明为SN2反应路径。

标签: 对映选择性催化 氮手性 氯化反应 立体中心

非天然氨基酸（ncAA）编码是扩展蛋白质功能的强大工具，但受效率低下限制。本研究发现细胞对ncAA的摄取不足是主要障碍，通过劫持细菌ABC转运蛋白，主动导入可被细胞加工为ncAA的异肽键连接三肽来解决。开发了高通量定向进化平台改造转运蛋白，使大肠杆菌实现高效的单/多位点ncAA掺入，甚至共转运两种ncAA。证明改造摄取系统是导入多样化化学构建模块的有力策略。

标签: ABC转运蛋白 定向进化 遗传密码扩展 非天然氨基酸

本文提出原子模板技术，用表面吸附的碘离子亚单层作“模板”，配体介导的接枝聚合物作“涂料”，制备出20多种高产量的表面补丁纳米颗粒。聚合物标度理论和分子动力学模拟揭示新的补丁形貌，这些纳米颗粒能自组装成扩展晶体，为纳米级图案化开辟新途径，应用于靶向递送、催化等领域。

标签: 原子模板技术 纳米级图案化 自组装 表面补丁纳米颗粒 超晶格

二维聚芳酰胺纳米膜气体渗透性极低，比现有聚合物低近四个数量级，类似石墨烯，可稳定储气、保护钙钛矿等，有望成为下一代阻隔材料，推动可持续发展。

标签: 二维聚合物 分子阻隔材料 气体阻隔性 纳米膜 聚芳酰胺

罗切斯特大学研究人员开发新算法，揭示了纳米催化剂将丙烷转化为丙烯时的原子行为，发现氧化物会选择性围绕缺陷金属位点形成以稳定催化剂。该成果及算法有助于优化工业生产，减少试错依赖。

标签: 丙烯生产 原子行为 工业化学 新算法 纳米催化剂

锡基钙钛矿太阳能电池（TPSCs）是铅基电池的无毒环保替代品，反型结构认证效率超16%。本研究用分子膜优化空穴传输层和掩埋界面，小面积电池效率达17.89%（认证17.71%），封装后1344小时储存保持95%效率，1550小时光照运行保持94%，1平方厘米电池效率14.40%，证明其可扩展性。

标签: 功率转换效率 可扩展性 掩埋界面 空穴传输层 锡基钙钛矿太阳能电池