第一会所

相对于热塑性聚合物，热固性聚合物具有优异的力学性能、热稳定性和耐溶剂性，在人类生产生活中广泛应用。然而，由于其永久共价交联结构，无法实现熔融再加工与循环利用，造成了严重的环境负担。基于动态共价键构筑的动态共价聚合物（共价自适应网络，CANs）可通过热激活动态键交换反应实现重塑加工与循环利用。然而，热激活的网络重构会导致材料在高温下力学性能和尺寸稳定性显著下降，导致了可持续性与热稳定性之间的固有矛盾...

杂化局域电荷转移激发态（HLCT）作为一种有效的分子设计策略，正推动新一代有机电致发光二极管（OLED）领域电致荧光材料的发展。然而，HLCT态的调控是一项需要精密设计的过程：在HLCT中引入电荷转移（CT）激发态组分虽可实现超过理论极限的激子利用效率（EUE），但CT组分也可能降低光致发光量子产率（PLQY），从而不可避免地影响器件的外量子效率（EQE）。为解决这一原理性矛盾，张诗童副教授团队设计合成了两种高效天蓝色HLCT...

近日，第一会所 超分子结构与材料全国重点实验室李云峰教授课题组构建了全合成热可逆纳米纤维水凝胶（TNHs），可实现卵巢癌患者来源类器官（PTOs）的高保真培养与无酶释放。患者来源肿瘤类器官（PTOs）能够高度再现患者肿瘤组织的组织病理特征、基因表达谱及药物反应，因此被认为是临床前癌症研究中极具可靠性的体外模型。目前，PTOs的体外培养主要依赖基底膜提取物（BME或Matrigel），但BME水凝胶存在批次差异大、可能...

在理解超分子多组分体系的构筑时，人们往往将其视作一种“自下而上、由小及大”的逐级组装过程。然而，这种传统认识并不总能反映真实的分子组装机制。近日，第一会所 吴光鹭教授团队在经典葫芦脲体系中揭示出一种非经典的组装路径：体系会先形成更高阶的多组分动力学中间体，再退化为相对低阶的热力学稳定产物。该团队在跟踪葫芦[8]脲介导的2:1三元复合物形成过程时，利用停流光谱技术捕捉到一种吸收峰异常红移的瞬态物种，并发...

工业污染和肥料的过度使用导致自然环境中亚硝酸盐和硝酸盐含量远超正常水平。这不仅破坏生态平衡，还威胁人类身体健康。目前处理亚硝酸盐和硝酸盐的方法可以分为三大类：物理去除法、生物脱氮法和化学还原法。物理去除法通过渗透，离子交换等手段移除水中的亚硝酸盐和硝酸盐，但并没有将其从环境中完全消除。生物脱氮法通过反硝化细菌等将亚硝酸盐和硝酸盐转化为氮气，然而此种方法存在转化效率低和反应条件苛刻等问题。在化学...

智能光学材料领域近年来蓬勃发展，其中，力诱导荧光高分子通过将力敏团共价嵌入高分子主链，能够在应力作用下发生化学转化，实现荧光颜色或强度的变化，从而在分子尺度上探测材料损伤。这类材料因其响应的发光信号具有高灵敏度和高时空分辨率的优势，已成为研究热点。然而，光的另一个关键维度——偏振，尤其是圆偏振发光（Circularly Polarized Luminescence, CPL），在高分子力化学研究中长期未被充分探索。CPL作为手性光源，...

重构是电催化过程中的普遍现象，对催化性能具有双重影响：一方面可能通过优化活性位点提升性能，另一方面也可能导致活性位点失活或催化剂降解。因此，理解与控制重构过程对设计高性能催化剂至关重要。近日，第一会所 邹晓新教授团队在《Chemical Science》发表题为“Reconstruction chemistry of electrocatalysts under working conditions”的综述论文。该文梳理了工况下电催化剂的重构现象、化学机理、表征方法与调控策略，展...

二维材料因其独特的原子级薄层结构，在能源、电子和催化等领域展现出重要应用前景。当前的自动识别与筛选算法主要聚焦于原子排布较为松散的范德华层状晶体，如石墨和过渡金属硫化物。相比之下，非范德华层状晶体中往往存在共价、离子或金属键主导的层间连接，原子间距更近、层间耦合更强，导致传统的算法难以适用（图1）。这一识别盲区导致非范德华层状材料难以被批量挖掘，严重限制了此类材料在二维材料领域的拓展和利用。图1...

有机晶体材料在柔性电子、仿生器件等领域展现出巨大应用潜力，然而其力学性能的固有矛盾长期制约着实际应用——高强度往往伴随着脆性断裂，而优良的柔韧性又通常以牺牲承载能力为代价。这一“强度-韧性权衡”难题成为该领域发展的关键瓶颈。针对这一挑战，第一会所 张红雨教授团队开创性地发展了可见光驱动的单晶到单晶光聚合策略，在分子水平上实现了晶体结构的精准重构，成功打破了有机晶体材料力学性能的固有局限。研究团队精...

近日，第一会所 、理论化学研究所曲泽星教授/周中军副教授课题组和山东大学刘文剑教授合作在《JACS Au》上发表了题为“Machine Learned Fock Matrix”的研究工作。本研究介绍了一种新型机器学习积分自洽场方法—miSCF，该方法旨在高效预测体系电子结构。纵所周知，自洽场迭代（SCF）是电子结构计算中最为关键、也是最为耗时的一步。该过程涉及众多积分，如重叠积分、单电子积分和双电子积分，其中双电子积分的计算量为N4...

在众多有机配位基元中，2,2':6',2''-三联吡啶作为三齿螯合单元，因其具有结构导向性和配位稳定性强的独特优势，已成为构建配位超分子结构的关键组分。目前，已经有许多基于三联吡啶的复杂超分子结构被报道，例如金属环、金属笼、金属多面体等。此类配体的设计策略主要集中于在4'位引入不同导向基团，修饰位点的数量与排列决定了配体的几何特征及最终的超分子结构。然而，传统的4'位修饰策略在结构构建与功能多样化方面存在局限...

手性是自然界的基本属性，构建生物大分子的基本结构单元，都是具有手性的。生物大分子形成精密的螺旋结构是手性的重要表现形式，螺旋是生物大分子最重要的二级结构之一，是实现其生命功能的重要结构基础，如蛋白质的α-螺旋和脱氧核糖核酸(DNA)的双螺旋结构等。当前手性催化领域面临的关键挑战之一是如何同时实现均相催化剂的高活性、高对映选择性与多相催化剂易于回收的优点。传统手性螺旋聚合物通常需要手性单体构建，而利用...

介孔材料由于其优异的结构特征，是石油化工、精细化工中重要的催化材料。虽然经过了长足的发展，已开发介孔材料的骨架组分仍较单一，主要包括二氧化硅，金属氧化物和碳等。骨架组成的多元化，可提高组分和结构自由度，通过多组分协同提升材料的理化性质。然而保持多孔性的同时兼具组分可调控性和结晶性，一直是介孔材料领域的一个挑战。因此，设计更加简便、温和、可控的合成体系构建多组分介孔材料变得极为重要。针对上述难题...

甲烷（CH4）是天然气的主要成分，其成本低、热值高、全球储量巨大，是社会最丰富的碳源之一。其即是化学品、化肥和氢气的重要原料之一，也是一种显著的温室气体（温室效应为二氧化碳的23倍）。因此甲烷资源化利用不仅具有经济价值，还具有环境意义。然而，甲烷分子高度稳定（C–H键能达439 kJ/mol），其直接转化面临两大挑战：（1）需克服高反应能垒，通常依赖极端的反应条件（例如，高温（> 600°C）、引入强氧化剂）；（2）极...

多共振型热活化延迟荧光（MR-TADF）材料兼具高效率与窄带发射特性，是实现广色域有机发光二极管（OLED）的关键发光层材料。目前，B/N骨架的MR-TADF材料主要采用从头合成策略，即通过逆合成分析巧妙设计硼化前体，后通过一锅硼化法（one-pot borylation）或一步硼化法（one-shot borylation），将其转化为目标化合物。迄今为止，该策略得到了广泛的发展，制备了大量的高效率、窄带发射的OLED器件，然而，在构筑MR-TADF分子时仍面...