• 非平衡加速与簇介导的自组装过程的时间预测

  本研究探讨了非平衡驱动对自组装过程效率和可预测性的影响。自组装是一种广泛存在于生物、化学和合成系统中的现象，它允许个体组件在没有外部指导的情况下组织成具有明确结构的体系。这一过程不仅在自然系统中扮演关键角色，如蛋白质折叠、病毒衣壳形成和细胞膜的自我修复，也在合成领域中至关重要，如纳米结构制造、超材料和高级仿生平台的构建。因此，对自组装动力学的准确模拟对于深入理解其机制以及推动相关应用具有重要意义。在自组装模拟中，粒子的取向对自然组装过程和外部干预的场景都有显著影响。某些系统采用无向相互作用（UDI），即粒子之间的相互作用不依赖于它们的相对取向角度。相比之下，有向相互作用（DI）则引入了取向特异

  来源：Journal of Chemical Theory and Computation

  时间：2025-11-24

• 通过多组态配对密度泛函理论研究非凯库勒式双自由基烃类中的磁耦合现象

  理解电子自旋在纳米材料中的行为对于量子技术的发展至关重要。然而，研究单个自旋在实验和理论上都面临重大挑战。首先，自由基在实验条件下往往不稳定，这使得直接观察其行为变得困难。其次，为了准确描述自旋之间的相互作用，通常需要采用复杂的量子力学方法，如完全活性空间自洽场（CASSCF）方法及其高阶微扰理论扩展版本CASPT2和NEVPT2，这些方法对计算资源的需求极高。因此，尽管这些方法在理论上能够提供精确的结果，但在处理较大分子系统时却显得不切实际。为了解决这一问题，研究者们正在开发新的计算方法，以在保证精度的同时降低计算成本。本文研究了一种新型的多组态对密度泛函理论（MC-ctPDFT或MC-sr

  来源：Journal of Chemical Theory and Computation

  时间：2025-11-24

• 在Pt/CdS–TiO2异质结单原子光催化剂作用下，通过太阳能驱动将聚乳酸高效转化为丙氨酸

  在温和条件下应用太阳能光催化为减轻塑料污染提供了一种有前景的方法。在本研究中，制备了一种负载在CdS–TiO2异质结（CTA）上的单原子Pt催化剂（Pt SAs），该催化剂能够通过集成的解聚、氧化、氨化和还原反应高效地将聚乳酸（PLA）转化为高价值化学品丙氨酸。Pt SAs-CTA催化剂的丙氨酸产率达到12.1 mmol gcat–1 h–1。结构和光学表征以及理论计算表明，双通道电子转移机制（TCETM）协同促进了电荷分离和传输，同时抑制了电子-空穴复合，从而增强了光催化剂的氧化还原能力。此外，Pt SAs-CTA在模拟太阳光照条件下对商业级PLA的转化也表现出优异的性能。这项工作阐明了异质

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-11-24

• 由葡萄糖驱动的超微型趋化性纳米机器人，用于视网膜退化治疗

  近年来，随着全球人口老龄化趋势的加剧，视网膜退行性疾病已成为一种日益严峻的健康挑战。这类疾病，包括年龄相关性黄斑变性（AMD）和糖尿病视网膜病变，不仅影响视力，还可能导致严重的失明风险。目前，针对这些疾病的治疗手段主要依赖于玻璃体注射治疗药物，但这一方法受到玻璃体屏障的限制。玻璃体是一种浓稠的凝胶状结构，其物理和化学特性使得药物难以有效扩散到视网膜，从而影响治疗效果。为了解决这一难题，科学家们开始探索一种新的药物递送系统，即通过主动运动的微/纳米机器人来实现对视网膜的精准靶向治疗。本文中，研究人员设计了一种具有趋化特性的纳米机器人，利用单原子工程方法构建出超小尺寸的纳米机器人，能够通过催化葡萄

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-11-24

• 质子化环结构调控了由锰酞菁介导的均相电催化氧还原反应

  随着全球对可持续能源需求的不断增长，以及传统化石燃料使用所带来的环境问题日益突出，开发替代能源成为科学界的重要研究方向。在这一背景下，研究如何高效地激活小分子，如氧气（O₂），对于构建可再生能源系统具有重要意义。氧气还原反应（ORR）是许多清洁能源技术的核心反应之一，例如燃料电池和电解水制氢系统。在这些体系中，催化剂的选择和设计对于提高反应效率、降低能耗以及增强反应选择性至关重要。本文聚焦于一种基于过渡金属的均相催化剂——Mn（tBu-酞菁）Cl（记作1Cl），探讨其在不同酸性条件下的催化性能变化，并揭示其在ORR中的作用机制。1Cl作为一种新型的均相催化剂，其结构由一个中心的Mn原子和一个带

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-11-24

• 从机器学习预测的分布中提取力场参数，以应用于高通量虚拟筛选

  在分子模拟和药物发现领域，力场（Force Field, FF）扮演着至关重要的角色。传统的力场，如MMFF94和OpenFF，通过基于化学环境的预定义规则和参数来描述分子的相互作用，具有高度的可迁移性，可以用于不同分子的建模。然而，一旦这些力场被参数化为特定数据集，它们在面对新的化学实体、传感方案或功能形式时就难以进行重新调整。相比之下，机器学习力场（Machine Learning Force Fields, MLFF）近年来因其在预测精度和扩展适用域（Applicability Domain, AD）方面的优势而受到广泛关注。尽管如此，MLFF的预测时间较长，使其在高通量虚拟筛选（Hig

  来源：Journal of Chemical Information and Modeling

  时间：2025-11-24

• 具有高效率和精确度的电致变色聚合物的自主合成与逆向设计

  设计和合成具有特定功能性的聚合物长期以来一直面临挑战，因为这些聚合物的结构与性能之间的关系复杂且往往是非线性的。关键过程包括用于预测性设计的知识积累以及实验性的优化和验证，这些过程传统上对劳动力依赖性较强且耗时较长，因此很难在准确性和效率之间取得平衡。在这里，我们介绍了一种加速的、自主的系统，能够按需合成电子聚合物，并以高精度和高效实现所需的电致变色功能。我们的方法利用了大型语言模型辅助的数据挖掘技术、基于物理原理的共聚物机器学习模型，以及Polybot实验室中的AI驱动的自动化机器人工作流程。在72小时内，Polybot自主合成了具有预定颜色值的电致变色聚合物（ECPs），其中包括具有特定吸

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-11-24

• 利用简易光度计促进以可持续性为导向的化学学习

  将可持续性融入化学教育需要采用能够将科学原理与现实世界环境背景相结合的教学方法。然而，商业分析仪器的高成本和复杂性往往限制了学生进行动手实验的机会。本研究介绍了一种简单的光度计作为教学工具，通过印度尼西亚梭罗市蜡染废水污染这一具体问题来支持以可持续性为导向的化学学习。该干预措施在基于问题的学习（PBL）框架下实施，旨在提高学生的概念理解能力和可持续性素养。研究共有41名高一学生参与，分为实验组（10名男生和11名女生）和对照组（9名男生和11名女生）。两组学生都探讨了相同的环境问题，并完成了后续测试和可持续性素养问卷调查。结果显示，实验组在认知成绩上优于对照组，并在多个维度上表现出更高的可持续

  来源：Journal of Chemical Education

  时间：2025-11-24

• 通过热力学循环、机器学习和溶剂集合准确预测溶解度曲线

  确定有机分子的溶解度在制药、农用化学和环境科学等多个领域至关重要。了解溶质在不同溶剂和不同温度下的溶解情况对于药物配方、合成、纯化和结晶过程至关重要。目前难以预测的溶解度极限阻碍了新工艺的设计，使得创新成本增加。我们提出了一种快速且通用的方法，用于预测中性有机分子在多种溶剂和温度下的溶解度。该方法结合了机器学习对活度系数、融合焓和熔点温度的预测结果。该方法在包含超过10万个实验溶解度值的数据集上进行了测试，即使在较高温度下，其性能也优于或可与现有方法相媲美。此外，我们还引入了参考集成技术，利用所有可用的实验溶解度数据来估算某种溶质在另一种溶剂中的溶解度。研究表明，参考集成技术还能提高直接基于溶

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-11-24

• 利用Pd/TiO2实现的太阳能驱动C–N耦合反应，能够高效地从甲醇和氯化铵合成盐酸甲胺

  甲基胺盐酸盐（MACls）是有机合成中的重要构建块，但其传统生产方法需要耗能较大且步骤繁琐的工艺。本文报道了一种光催化策略，能够在温和条件下直接从甲醇和氯化铵合成MACls。在具有氧空位的Pd修饰TiO2催化剂作用下，4小时内可实现对MACls的高产率（29.62 mmol·g–1），这一成果优于大多数先前报道的光催化C–N偶联体系。原位光谱分析、同位素效应研究及理论计算表明：甲醇首先被氧化为甲醛，这一关键中间体随后通过亲核缩合反应与氯化铵反应，并经过连续的甲基化过程形成C–N键，最终生成MACls。光激发不仅促进了热力学上不利的甲醇向甲醛的转化，还驱动了在黑暗中无法进行的逐步甲基化反应。Pd

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-11-24

• 自下而上制备具有非交替5/7/5环结构的石墨烯纳米带

  非苯类碳纳米结构因其独特的电子、磁性和光电子特性而受到了越来越多的关注。然而，无论是传统合成方法还是表面合成技术，其精确制备仍然具有挑战性。在这项研究中，我们展示了通过在Au(111)表面辅助Wurtz偶联反应，并对二溴甲基取代的芳香分子进行环脱氢处理，成功制备出含有5/7/5环结构的石墨烯纳米带（GNRs）。这些GNRs表现出两种不同的对称性，这种差异源于偶联过程中前体的顺式和反式构型。其原子结构通过非接触式原子力显微镜得到了明确表征。通过扫描隧道谱学研究和密度泛函理论模拟，我们阐明了这些纳米带的独特电子结构和芳香特性。本研究为制备含有5/7/5环结构的GNRs提供了一种新的合成策略，为低维

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-11-24

• 人工智能（AI）辅助的“动态”元分析在化学教育与研究中的应用：以纳米纤维素稳定的皮克林乳液为例，促进批判性思维的培养

  随着可持续和先进材料研究的快速发展，尤其是在以纤维素为基础的复合材料和功能化纳米材料等领域，科研产出呈现出前所未有的增长趋势。这种快速增长不仅带来了大量信息，也使得工业和工程化学领域的研究人员在维护全面且最新的数据汇总与分析方面面临巨大挑战。传统的元分析方法，即使是在遵循系统方法论（如首选报告项目用于系统综述和元分析（PRISMA））的情况下，也难以应对如此庞大的数据量，容易因人工数据整理的局限性而出现遗漏，从而影响研究结果的可重复性。因此，更新元分析方法变得尤为重要，以对先进材料领域的技术进步和规模化过程进行批判性评估。为了应对这一挑战，我们提出了一种结合人工智能（AI）的新型“活元分析”框

  来源：Journal of Chemical Education

  时间：2025-11-24

• 简化量子世界：为年轻学习者在非正式环境中设计的演示

  量子科学作为现代物理学的重要分支，近年来因其在科技领域的广泛应用和突破性成果而受到越来越多的关注。2022年诺贝尔物理学奖授予了“量子信息科学的先驱性研究”，而2023年诺贝尔化学奖则表彰了“量子点的发现与合成”。这些奖项不仅提升了公众对量子科学的兴趣，也推动了相关教育活动的开展。与此同时，美国政府通过2018年的《国家量子倡议法案》（H.R. 6227）进一步加大了对量子科学研究的资金支持。在这样的背景下，科学家和教育工作者开始探索如何以更直观、易懂的方式向公众传播量子科学的基本概念。为了满足这一需求，科罗拉多大学博尔德分校的“Wizards Science Outreach”项目开发了一系

  来源：Journal of Chemical Education

  时间：2025-11-24

• 动态手性扩展螺旋烯

  扩展型螺旋烯（expanded helicenes）是一类具有螺旋状骨架的手性纳米石墨烯，其直径比传统的邻位融合型（ortho-fused）同类化合物更大。这种内部空腔的柔韧性导致这些化合物往往难以被分离为单一的对映体。因此，扩展型螺旋烯成为研究动态手性现象的理想对象——动态手性是指通过引入手性辅助剂来调控外消旋体系结构所产生的现象。本文描述了一种通过温和、高效且可逆的亚胺缩合反应，将手性胺基团引入二甲酰基扩展型[11]-螺旋烯空腔中的方法。所得到的螺旋烯表现出强烈的摩尔圆二色性，圆二色性强度可达|Δε| = 300 M–1 cm–1，吸收不对称因子为|gabs| = 0.010。通过使用不同

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-11-24

• 通过光载流子在Au@TiO2界面促进H2O2的形成并抑制其分解

  过氧化氢（H2O2）是一种有前景的绿色氧化剂和能量载体，但其工业生产过程仍然耗费大量能源和资源。利用氧气（O2）和氢气（H2）通过光催化合成是一种更安全、更可持续的替代方法，但其效率受到缓慢生成过程和快速分解途径的制约。在这里，我们展示了一种利用Au@TiO2核壳纳米结构来克服这两个问题的方法。这种纳米立方结构的Au@TiO2（NC@TiO2）在全光谱照射下能够实现高达350.5 mM h–1g–1的过氧化氢生成速率，这一生成速率是纯TiO2的1.6倍，同时分解速率降低了47%。光谱分析和模拟表明，Au核中的局域表面等离子体共振（LSPR）调控了光载流子的运动：在TiO2中产生的电子被引导至A

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-11-24

• 定向排列的“机械平衡”设计实现了聚合物电解质中近乎无摩擦的锂离子传输

  聚合物电解质因其易于加工和优异的电极界面相容性而在锂金属电池领域展现出巨大潜力，但由于锂离子（Li+）与聚合物之间的强相互作用以及复杂的离子传输路径，其离子导电性较低。受到物理学中“机械平衡（MB）”原理的启发，我们提出了一种颠覆性的策略：构建一个“机械平衡区”，在该区域内引入来自固定阴离子簇的相反作用力来抵消锂离子与聚合物之间的强相互作用，从而显著降低锂离子的传输能量障碍。此外，通过将设计的氟化石墨烯/沸石咪唑酯框架-8（FG/ZIF-8）支架与原位聚合的1,3-二氧杂环烷结合，使这些机械平衡区具有方向性排列，从而实现近乎无摩擦且短距离的锂离子传输。所制备的电解质在25°C时的离子导电性达到

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-11-24

• 二羟基萜烯合成酶：通过逐步猝灭碳正离子，实现对水介导的二羟基化反应的时空精确控制

  羟基萜类的生物合成过程相比萜烃类具有更好的溶解性和目标结合能力，通常需要萜烯合成酶（TS）和细胞色素P450氧化酶的级联催化作用。有趣的是，某些萜烯合成酶能够独立于氧化酶直接生成羟基萜类（主要是单羟基萜类），甚至还有一些罕见的萜烯合成酶可以直接生成二羟基萜类。然而，二羟基萜类合成酶（DHTSs）的结构和催化机制至今仍不清楚，这限制了它们的实际应用。通过蛋白质晶体学、多尺度模拟和定点突变研究，我们揭示了一种逐步发生的碳正离子淬灭机制。在这一过程中，两个水分子通过动态的氢键网络被精确调控以淬灭碳正离子中间体。最重要的是，Tyr312被确定为启动单羟基萜类再质子化过程中不可或缺且不可替代的残基。DH

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-11-24

• 四面体Mn2+单晶中的自旋-声子工程：迈向具有超高性能环境稳定性的X射线闪烁体

  通过反溶剂蒸汽扩散法合成了单晶(HPPh3)2MnCl4。该化合物属于单斜晶系P21/n空间群，其[MnCl4P]核心结构呈扭曲的四面体形态，Mn–Cl键长为2.3 Å，Cl–Mn–Cl键角介于104–116°之间。由于配体间的π-π堆叠作用以及C–H···Cl氢键赋予了结构刚性，因此该化合物能够产生窄带绿色光（波长516 nm，半高宽(fwhm)为47 nm，光致发光量子产率(PLQY)为49%）。光谱分析和理论计算表明，其发光现象主要由晶体场效应（10Dq = 8723 cm–1）主导。此外，自旋-声子相互作用还导致了一种异常的热响应特性：在-50至75 °C范围内，光强度会因热激活的延迟

  来源：Inorganic Chemistry

  时间：2025-11-24

• 通过钼掺杂调节Co3O4中的氧空位以增强甲烷燃烧的催化性能

  甲烷作为工业排放物和汽车尾气的主要成分，对生态环境和人类健康构成了严重威胁。然而，甲烷的低温催化氧化仍面临诸多挑战。本文采用共沉淀水热法将钼（Mo）原子掺入Co3O4晶格中，有效形成了大量的氧空位并调节了局部配位环境。优化后的CoMo-0.05催化剂在365°C、空间速率为12,000 mL g–1 h–1的条件下，甲烷转化率达到90%，这一温度比原始Co3O4低37°C，并且表现出优异的长期稳定性和耐水性。综合表征和理论计算表明，CoMo-0.05中形成的Co-Ov-Mo活性位点显著提升了气态氧的吸附和活化能力，从而促进了甲烷中C–H键的断裂，提高了其催化氧化效率。这项研究阐明了氧空位与催化

  来源：Industrial & Engineering Chemistry Research

  时间：2025-11-24

• 由{B12}和{Co3}簇构建的钴硼酸盐用于光热转换

  一种新型的十二硼酸钴化合物{Co3(H2O)3}2B12O24（简称1）首次在溶剂热条件下合成。该化合物具有三维中性结构，由中间的{B12O24}@{Co3(H2O)3}2簇构成，其中类似“皇冠”的B12O24（{B12）簇被两个Co3O6(H2O)3（{Co3）单元包裹。这种三核Co3簇在硼酸盐中首次被发现。由于Co2+离子发生d-d跃迁，1在可见光到近红外（NIR）区域具有宽吸收带。光热转换测试表明，在1064纳米近红外光照射下，1的光热转换效率高达27.3%，同时具有优异的循环稳定性。这项研究首次探讨了结晶硼酸盐的光热转换性能，突显了基于硼酸盐的材料在光热转换应用中的潜力。

  来源：Inorganic Chemistry

  时间：2025-11-24

知名企业招聘：