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铜催化的立体选择性和区域选择性脱羰烷基化反应,以及炔烃与醛类和酰胺类物质之间的连续胺化反应
炔烃的激进双功能化反应一直备受研究,人们已经合成了多种具有特定结构的分子。然而,这些反应中使用的烷基自由基通常是电子缺乏的氟化自由基。同时,涉及醛类脱羰以及烷基自由基与炔烃加成反应的过程仅能形成C–C键或C–C/C–C键。本文报道了一种铜催化的炔烃与醛类及酰胺类反应,通过该反应能够实现C–C/C–N键的生成,从而完成炔烃的1,2-烷基酰胺化。该方法结合了烷基自由基对C–C三键的加成与铜配体辅助下的乙烯基自由基功能化过程。实验中获得了数十种烷基化的烯酰胺化合物,其中包含具有生物相关结构的化合物,产率介于27%至85%之间,并且表现出优异的反立体选择性和β位
来源:Organic Chemistry Frontiers
时间:2025-11-22
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通过C-H键活化引发的形式[5 + 2]环化反应合成含有苯二氮卓环的多杂环化合物
开发用于合成中等大小N-杂环化合物的创新策略是有机合成领域中一个重要且具有挑战性的课题。本文介绍了一种新型的合成方法,该方法通过C–H键活化引发的 formal [5 + 2] 环化反应,将含有苯二氮卓结构的多杂环化合物与 vinyl-1,3-dioxolan-2-one 联合起来,从而获得具有合成价值的乙烯基取代基。从机理上看,产物的形成过程涉及吲哚环上C7–H键的活化/金属化、乙烯基的插入、β-氧的消除以及脱羧反应,随后再经历一系列乙烯基的插入和β-氧的消除步骤。这一反应适用于多种含有不同官能团的底物,具有优异的原子经济性和步骤经济性。此外,该新方法
来源:Organic Chemistry Frontiers
时间:2025-11-22
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一种统一的机制框架,用于解释在DDQ(双氮醌)作用下电子缺乏烯烃的转化过程:从加氢偶联电子转移(ACET)的角度进行分析
2,3-二氯-5,6-二氰基苯醌(DDQ)是有机化学中广泛使用的一种氧化剂,但DDQ促进的缺电子烯烃转化机制至今仍不明确。我们利用高级计算方法和多种实验(包括动力学测量、线性自由能关系及同位素效应),阐明了DDQ与多种烯烃底物反应的统一机理框架。与现有的SET范式相反,我们证明这些转化是由DDQ与烯烃的加成反应启动的。关键在于,这种加成反应介于经典亲电加成(AdE2)和一种新发现的基本步骤——加成耦合电子转移(ACET)之间。在AdE2机制中生成一个两性离子中间体,而在ACET机制中,则通过同时发生的亲核加成和电子转移生成一个双自由基中间体。反应在ACE
来源:Organic Chemistry Frontiers
时间:2025-11-22
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基于Cu3N–Fe纳米立方体的电化学传感器用于检测癌症代谢物,响应时间达到微秒级别
本研究报告了一种基于铁掺杂的氮化铜(Cu₃N–Fe)纳米结构的电化学生物传感器,用于快速检测过氧化氢(H₂O₂),这是一种由癌细胞释放的关键代谢生物标志物。该传感器通过将纳米复合材料滴涂在玻璃碳电极上制备而成,对过氧化氢的氧化具有较高的电催化活性,其线性检测范围宽(0.01 mM至1 M),检测限为9.8 µM。该传感器能够有效区分多种癌细胞系与非癌组织,并通过28例癌症患者组织样本进行了临床验证,准确率约为90%,能够区分癌细胞与相邻的正常组织。研究还发现,传感器的响应强度与癌组织中甲酰肽受体-1(formyl peptide receptor-1)的
来源:Materials Horizons
时间:2025-11-22
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具有温度响应特性的智能宽带微波吸收双层自修复复合材料
无线技术的进步加剧了电磁干扰问题,从而推动了对具有宽带兼容性和自适应调谐能力的微波吸收(MA)材料的需求。本研究提出了一种双层智能宽带MA复合材料。上下两层在频谱范围内表现出互补的微波损耗特性,这种协同作用确保了高效的微波吸收效果,能够无缝覆盖整个2–18 GHz频段。具体而言,该复合材料的上层和下层分别采用了碳酰铁粉(CIP)/氮化硼(BN)和FeSiAl/BN/二氧化钒(VO2)复合粉末作为吸收剂,这两种粉末均通过等离子球磨法制备。氮化硼涂层改变了复合粉末的介电性能:上层具有较低的特性阻抗,主要用于衰减X/Ku波段的微波;而下层具有较高的特性阻抗,设
来源:Materials Horizons
时间:2025-11-22
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洛伦兹尾工程:实现超过10年的数据保留时间,同时保持铁电HZO材料的最小损耗
随着每年数据产生的量超过数十泽字节(zettabytes),人们越来越关注开发用于下一代存储技术的非易失性材料。其中,基于HfO₂的氟石结构铁电材料因其即使在厚度低于10纳米的情况下仍能保持铁电性能,并且与传统的互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺兼容,而成为领先候选材料。然而,由于超薄膜特性导致的较大退极化场,使得实现实际存储应用所需的超过10年的数据保留时间变得具有挑战性。在这项研究中,我们发现数据保留性能的下降源自极化切换分布的尾部区域,并证明了洛伦兹尾部工程(Lorentz-tail engineering)可以显著提升保留性能。加速保留测试显示
来源:Materials Horizons
时间:2025-11-22
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一种用于从机械摩擦中获取电能的极化断裂框架
在当前社会,随着科技的快速发展和能源需求的持续增长,寻找可持续、高效的能源获取方式成为科学研究的重要方向。机械摩擦能的采集技术作为一种新兴的能源转化手段,正在引起广泛关注。这种技术利用两个表面之间的机械摩擦产生电荷分离,从而捕获可利用的电能。在这一背景下,研究人员提出了一种创新的方法,通过构建具有特定功能特性的材料,提高摩擦电纳米发电机(TENG)的能量转化效率,为未来能源采集提供了新的思路。### 材料与结构设计研究人员采用了一种名为“TamDbta-PAN”的新型材料,该材料通过在聚丙烯腈(PAN)表面进行原位沉积,形成了富含溴和氧的断裂框架结构。这种断裂框架结构来源于三维共价有机框架(3
来源:Materials Horizons
时间:2025-11-22
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综述:金属有机框架及其衍生物作为下一代电化学储能材料
金属-有机框架(MOFs)作为下一代电化学储能材料的前景引起了广泛关注。它们具有可调的孔隙率、超高比表面积以及可调的物理化学特性,这些优势使其在锂/钠/钾离子电池、锂/钠/钾-硫电池以及锌离子电池中展现出巨大的应用潜力。尽管在实验室中已经取得了显著进展,但在将这些成果转化为实际应用的过程中仍面临诸多挑战。本文旨在系统性地回顾MOF及其衍生物在储能领域的最新进展,探讨其在电极和隔膜中的应用,并从材料选择和结构设计的角度分析其电化学性能,同时解析其结构-性能-功能之间的关系。最后,本文将重点讨论稳定性、可扩展性和界面工程等核心挑战,并提出应对这些挑战的前瞻性视角,以推动MOF材料在可持续储能技术中
来源:Materials Horizons
时间:2025-11-22
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由单个有机电化学晶体管实现的信号调制
信号调制在电子设备与通信系统之间的数据传输中起着关键作用。然而,传统的信号调制器通常依赖于耗电量大且占用面积较大的滤波和放大电路。在这项研究中,我们证明了具有独特“V”形传输特性的单个有机电化学晶体管可以作为多功能且低功耗的平台,用于复杂的信号调制。这些非线性传输特性使得通过简单的栅极偏置调整,就能实现频率倍增、相位反转以及二进制调制(包括二进制相移键控和二进制频移键控)等多种功能,从而无需额外的滤波或放大电路。与传统的基于硅的调制器电路相比(这些电路通常需要多个晶体管和无源组件的复杂结构),我们的方法仅使用一个有机器件,显著减小了电路尺寸和制造复杂性,
来源:Journal of Materials Chemistry C
时间:2025-11-22
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一种基于二次谐波产生的逻辑-算术装置及检测器,采用分层超结构设计
二次谐波产生(SHG)是一种将电磁波(EMWs)的频率加倍的过程,有助于扩展仪器和测量设备的操作频率范围,从而提升测量能力。所提出的一维准周期层状超结构(QPLHS)既可作为NOT逻辑运算装置,也可作为多范围、多物理量的检测器。由于InSb材料对不同入射方向的电磁波具有Janus效应(即不同的光学特性),因此能够实现不同的折射率和磁场检测范围,从而扩大了测量范围。在300 K的环境温度下,二次谐波的透射率超过0.9,对应逻辑值1;而在200 K的温度下,二次谐波共振峰的透射率低于0.1,对应逻辑值0。其透射对比度可达44 dB,实现了NOT逻辑运算功能。
来源:Journal of Materials Chemistry C
时间:2025-11-22
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设计螺旋融合的手性框架,以实现高效深蓝色圆偏振热激活延迟荧光发射
研究人员使用了一种经过螺环功能化的吲哚咔巴唑供体来构建深蓝色的热激活延迟荧光发射体ICZFBO。该发射体在溶液中可发出437纳米的深蓝色光,光致发光量子产率为91%,外部量子效率为15.0%,其国际照明委员会(CIE)坐标为(0.149, 0.072),性能优异。当采用圆偏振方式时,该材料表现出电致发光现象,其不对称因子为2.1 × 10−3。
来源:Journal of Materials Chemistry C
时间:2025-11-22
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利用双环二氧杂环丁烷化学发光纳米探针对体内超氧阴离子自由基进行精确成像
准确检测与疾病相关的活性氧(ROS),如超氧阴离子自由基(O₂˙⁻),对于炎症或癌症的诊断和治疗至关重要。在此,我们报道了一种基于化学发光共振能量转移(CRET)的新型化学发光纳米探针C10-SPN的开发,该探针能够高效且特异性地检测体外和体内的O₂˙⁻。所制备的纳米探针表现出高效的能量转移能力,发射峰位于680纳米,并具有长达7分钟的较长化学发光半衰期。C10-SPN对O₂˙⁻具有极佳的选择性,同时对其他生物相关物种的识别能力较低,且具有较低的细胞毒性和良好的生物相容性。在腹膜炎和乳腺癌的小鼠模型中进行体内成像实验,证实了C10-SPN能够以高对比度可
来源:Materials Chemistry Frontiers
时间:2025-11-22
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六苯基-1,4,5,6,7,10,11,12,13,16,17,18-十二氮杂茚
高氮含量的多环芳烃因其显著的电子缺乏性质和阳离子结合能力而具有吸引力。目标化合物PhDATN具有一个包含十二个氮原子的三萘骨架,它是通过5,6-二苯基吡嗪-2,3-二胺与环己烷六酮在乙酸中的缩合反应,随后经DDQ氧化制得的。常规的缩合反应会生成PhDATN和二水合物中间体5,18-H₂-PhDATN的混合物,后者需要进一步氧化才能转化为PhDATN。该化合物通过1H和13C核磁共振光谱、傅里叶变换红外光谱、高分辨率质谱以及单晶X射线衍射分析进行了表征。PhDATN在E1/2为−0.83、−1.11和−1.76 V(相对于Fc/Fc+)时表现出三个可逆的还
来源:Materials Chemistry Frontiers
时间:2025-11-22
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通过S替代调整BaTiO3的光电特性以用于能量收集应用:利用VASP代码进行的密度泛函理论(DFT)分析
本研究探讨了硫取代的钛酸钡钙钛矿(BaTiO₃₋ₓSₓ)的结构、电学、光学、机械和热学特性,利用第一性原理密度泛函理论(DFT)计算方法进行深入分析。研究采用了维也纳第一性原理模拟软件包(VASP)对材料进行计算,从而揭示了硫掺杂对材料性能的影响。硫取代氧位点后,形成了BaTiO₂S、BaTiOS₂和BaTiS₃等不同结构的化合物。通过计算形成能、容忍因子以及原子间动力学模拟(AIMD),验证了这些相的结构稳定性。研究还进一步探讨了带隙的变化及其对光学性质的影响,发现带隙从原始的3.069 eV显著降低至1.55 eV、1.02 eV和0.35 eV。这些带隙的减小不仅提升了材料在可见光范围内
来源:Materials Advances
时间:2025-11-22
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脂肪族聚酯P(PCLm-b-PLLAn)多嵌段共聚物与PDLA混合物中立体复合体形成的相关特性研究
本研究聚焦于聚(ε-己内酯)-b-聚(L-乳酸)多嵌段共聚物(P(PCLm-b-PLLA)n)及其与聚(D-乳酸)(PDLA)的混合体系,探讨其分子结构与功能性质之间的关系。这种材料体系在可持续材料开发中具有重要应用价值,因为其具备可生物降解性、可回收性和独特的热力学行为。由于多嵌段共聚物的复杂性,量化分子结构与性能之间的关系一直是一个挑战,但这种理解对于材料的加工和应用至关重要。通过结合多种表征技术,包括差示扫描量热法(DSC)、宽角X射线散射(WAXS)、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)和偏振光学显微镜(POM),我们深入分析了PCL、PLA同晶(HC)和PLA立体复合晶体
来源:Materials Advances
时间:2025-11-22
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利用基于Keggin型POM二聚体的金属-有机配合物,在几分钟内快速催化合成对苯醌
开发高效且环保的催化剂对于选择性地将苯酚氧化为苯醌至关重要。在这项研究中,我们成功合成了一种基于多金属氧酸盐(POM)的金属有机配合物(POMOC):H3[Cu(HBpyen)2]·[(PW12O39.5)2]}·28H2O(其中Bpyen = 1,2-双(4,4'-联吡啶)乙烷)。单晶X射线衍射分析表明,该配合物是一种新型的(6,6)连接的三维(3D)超分子框架,由Keggin型POM二聚体{(PW12O39.5)2}和线性二配位的配合物{CuI}(HBpyen)2}通过氢键相互连接而成。在以H2O2作为氧化剂的条件下,该配合物在将2,3,6-三甲基苯
来源:Journal of Materials Chemistry A
时间:2025-11-22
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利用经紫外线-臭氧处理的Nb2O5−x纳米片与等离子体纳米颗粒结合实现超灵敏表面增强拉曼散射(SERS)检测:一项综合的实验与理论研究
在半导体中,缺陷工程是一种提高表面增强拉曼散射(SERS)效应灵敏度的最有效技术之一。通过对宽带隙半导体(如Nb₂O₅)中的氧空位进行精细调控,可以优化电荷转移过程,从而增强化学增强机制(CM)。在本研究中,通过成本效益较高的紫外-臭氧处理方法将氧空位引入二维Nb₂O₅纳米片,并进一步与等离子体银(Ag)和金(Au)纳米颗粒(NPs)结合,利用电磁(EM)和化学增强机制的协同效应,实现了卓越的SERS性能。经过紫外-臭氧处理后,装饰有银纳米颗粒的Nb₂O₅纳米片对孔雀石绿(MG)分子的检测灵敏度达到了6.75 × 10⁸,检测限低至10⁻¹⁰ M。值得注
来源:Journal of Materials Chemistry C
时间:2025-11-22
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增强的π–π相互作用和尾部分支结构对偶氮苯表面活性剂自组装的影响
基于偶氮苯的表面活性剂以其光响应聚集行为而闻名,这种行为受到分子结构的显著影响。在这项研究中,合成了一系列由苯酚和萘酚衍生的偶氮苯表面活性剂,并探讨了π–π相互作用以及分子尾部支链结构对界面性质和自组装行为的影响。由反式萘酚衍生的表面活性剂形成了具有椭球形横截面的粘稠蠕虫状胶束(WLM)网络,其松弛动力学较慢,这归因于某一方向上π–π堆叠作用的增强,从而稳定了胶束结构。这些强烈的相互作用还通过提高反式异构体的稳定性,抑制了在紫外光下的反式–顺式异构化反应。此外,分子尾部支链结构进一步增强了这些效应,使得胶束网络更加紧密。这项研究深入理解了控制光响应表面活
来源:Journal of Materials Chemistry C
时间:2025-11-22
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一种基于二羟基对苯二甲酸的荧光氢键有机框架,作为多功能平台,可用于酸蒸气检测、pH值传感和质子传导性研究
氢键有机框架(HOFs)因其在应对各种环境挑战方面的潜力而受到广泛关注,例如污染控制和可持续能源生成。在本研究中,我们通过使用2,5-二羟基对苯二甲酸(DHT)和三聚氰胺(MEL)作为分子构建块,开发出一种离子型3D HOF,即DHT-MEL。该HOF具有天然的光致发光特性,这种特性源自荧光性的DHT结构单元;同时,由于MEL单元对酸具有响应性,因此该材料能够表现出高效的酸检测性能。当暴露于酸环境中时,该HOF的荧光发射会从黄色可逆地变为蓝色。这种酸检测性能适用于多种无机酸和有机酸的液态及气态形式,并进一步扩展到了水溶液的pH值检测。DHT-MEL在不同
来源:Journal of Materials Chemistry C
时间:2025-11-22
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综述:金属有机框架在高能辐照下的原位降解及辐射响应行为:对传感与屏蔽应用的启示
本文综述了金属有机框架(MOFs)在高辐射环境中的潜力与挑战,重点探讨了其在传感和屏蔽方面的应用。在辐射检测领域,某些MOF结构(如Tb–Cu4I4簇)能够实现高达约29,400光子/MeV−1的光产率以及12.6 lp/mm−1的空间分辨率,从而在柔性复合屏中实现低至23 nGy/s−1的灵敏检测限。另一方面,在剂量测量方面,基于锕系元素的系统(如U-Cbdcp)在10至4700 Gy的宽广动态范围内表现出线性发光淬灭现象(R2 = 0.999)。MOFs在辐照下的结构稳定性是其重要优势之一:例如MIL-100(Fe/Cr)在1 MGy的γ射线剂量后仍
来源:Journal of Materials Chemistry C
时间:2025-11-22