锂电池电解液研究进展

锂电池电解液研究进展

清华大学化工系张强团队提出锂电池中“锂键”的概念，以理解锂离子与电解液组分及电极材料之间微观相互作用。由于没有饱和性和方向性的特点，锂电池中锂键可以形成多种团簇结构，这一多样性也为实现电解液体系的设计提供了更多的可能。相关成果发表于Angewandte Chemie International Edition。金属锂负极的利用给整个电池体系的设计带来了全新的挑战，其中最重要的是电解液及其界面的设计。研究团队基于锂键化学理论，研究电解液溶剂化结构及其构效关系，开发设计更加稳定、高效的电解液体系，是抑制电解液-负极界面反应、稳定金属锂负极，实现锂金属电池实用化的必然要求。

炔-金属二维MOFs合成研究进展

华东理工大学化学与分子工程学院刘培念教授课题组设计了C3对称的苯基炔氯前驱体分子，利用炔氯官能团中键较高的稳定性，实现了多个pπ-dπ作用来稳定金属有机中间体。相关论文发表于Journal of the American Chemical Society。二维MOFs是由金属中心与有机配体相互连接而构成的二维材料，在结构和性质上具有出色的可调性。新方法制备了热力学稳定的蜂窝状炔-金属二维MOFs。结合STM实验观测和密度泛函理论（DFT）计算，并对非常罕见的手性网格的形成机制以及其向蜂窝状结构转化的内在驱动力进行了探究。论文进一步揭示了大面积、规则的炔-金属有机网格结构形成的内在机制。

碳一分子的催化转化

中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室研究员邓德会、中国科学院院士包信和团队与国际同行一道，总结了近十年来在碳一分子转化方面的最新进展和重要成果，特别关注新的催化反应过程，包括温和条件下的热催化、电催化、光催化转化过程，以及多能耦合催化转化过程等，并讨论碳一催化化学的关键挑战及未来发展方向。相关论文发表于Chem。碳一分子的化学性质差异大，在平衡转化率和选择性等方面存在一定的限制。目前，工业上的碳一转化过程存在能耗高、步骤多、产品分离工艺复杂等问题。因此，探索温和条件下碳一分子定向转化技术是迫切且极具挑战的课题。

基于离子淌度质谱的多维代谢物鉴定技术和数据库

中国科学院上海有机化学研究所生物与化学交叉研究中心朱正江研究员课题组发展了基于离子淌度质谱的碰撞截面积数据库（AllCCS），开发了基于离子淌度质谱的多维代谢物分析技术用于生命体内已知和未知代谢物的化学结构鉴定。相关论文发表于Nature Communications。离子淌度质谱（Ion Mobility-Mass Spectrometry）是一类能够根据分析物离子的尺寸、形状和电荷进行气相分离和检测的质谱技术，一次分析能够同时提供多个维度信息，包括精确质量数（MS1）、二级碎片谱图（MS/MS）和碰撞截面积（CCS）数据等，有效提升对复杂生物样品代谢组的定性和定量分析能力。

双金属串联催化剂亚纳米间距效应研究

中国科学院山西煤炭化学研究所覃勇研究员和张斌副研究员团队，利用模板辅助的原子层沉积方法设计出五夹层双金属催化剂，实现了双金属层间距在亚纳米尺度上的精准调控。相关论文发表于The Innovation。研究团队以水合肼分解制氢和硝基苯加氢串联反应为探针反应，揭示了铂镍层的间距效应和水溶剂参与的活性氢传递对串联催化的促进机制，实现了不同活性位点间距在亚纳米尺度连续精准调控。研究成果为揭示串联催化中的距离效应以及不同金属层间距和过渡层对中间体传递的机制提供理论基础。五夹层结构的催化剂具有普适性，有望进一步应用于各种多金属催化的串联催化体系。

离散有机铂金属环的层级自组装及其荧光发射研究

西安科技大学化工学院杨再文副教授课题组与合作者进行了离散有机铂金属环的层级自组装及其荧光发射研究。相关论文发表于Journal of the American Chemical Society。论文报道了一种基于芘的离散有机铂双金属环的层级自组装，该自组装利用杂配体配位驱动的自组装和三氟甲磺酸根阴离子氢键作用最终拓展为三维超分子体系，并从溶液和固态两个方面进行了表征。分析揭示涉及阴离子的氢键作用稳定了双金属环和抑制了双金属环的金属-配体配位的动态性。该组装体系展示了可调控的荧光发射，自组装体的形成增强了固体荧光发射，在固态下有效抑制了芘的聚集导致的荧光淬灭（ACQ）效应。

放疗驱动的活体剪切化学

北京大学应用化学系刘志博课题组发现了可被核辐射选择性脱除的保护基，借助荧光分子在试管、细胞和动物模型上分别验证了该剪切化学的有效性。相关论文发表于Angewandte Chemie。核辐射驱动的活体剪切化学，基于放射性穿透力强、时空分辨率高的优势，核辐射激活有望精确调控体内化学键的断裂，弥补光激活手段的不足，实现核辐射驱动的活体干预。与其他激活手段相比，该策略具有高时空分辨率、高组织穿透能力、高临床相关性三大特点。作为一类辐射引发的可控释放策略，有着明确的临床应用价值，为实现肿瘤特异的可控药物释放、发展放疗引导的肿瘤精准化疗提供研究基础。

铁电化学研究进展

东南大学化学化工学院熊仁根、张含悦等人提出“铁电化学”概念，旨在通过一些唯象理论针对分子铁电体进行目标设计和性能优化。相关论文发表于Journal of the American Chemical Society。铁电性是指晶体在一定温度范围内具有自发极化，且自发极化方向可在外电场作用下反向或重新取向的性质。科学家逐步从寻找发现铁电体转变为主动靶向的化学设计。该研究系统設计合成了各种类型的多功能铁电体，将铁电体的发现从沙里淘金般的尝试与摸索转变为合理的定向设计与合成，并初步建立起有效的理论体系来设计、控制和优化分子系统中的铁电性和压电性，提出“铁电化学”的概念。