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H-聚集诱导的双重发光碳纳米颗粒,通过动态到静态激子形成实现铀酰离子的比率检测
在这项研究中,阐明了铀酰离子(UO22+)的光物理检测机制,这是环境监测和核废料管理中的一个关键方面。为此,通过水热处理利用葡萄糖合成了具有H-聚集诱导的双发射呋喃基团的碳纳米颗粒(CNPs)。详细的稳态和时间分辨光谱分析表明,CNPs所表现出的动态激基在加入UO22+后转变为静态激基,这种转变负责实现比率检测,并导致蓝色发射的减弱和绿色发射的增强。据认为,静态激基是通过分散的分子荧光团与UO22+的配位形成的,这一过程通过荧光团HOMO能级向铀(VI)的LUMO能级的能量转移(LMCT)来促进,从而导致蓝色发射的减弱。在25–200 μM的浓度范围内,
来源:New Journal of Chemistry
时间:2025-11-08
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基于Calix[4]arene核心并具有聚胺外围结构的双亲性CuAAC树状大分子:合成、聚集及与CT DNA的复合
通过采用收敛性方法以及铜催化的叠氮-炔烃环加成反应(CuAAC),首次制备出了含有极性氨基的第0代和第1代两亲性树状大分子。根据芘的溶解度数据,四烷基取代的杯[4]芳烃在该系列中具有最低的临界聚集浓度(CAC)值(5–16 μM),而二烷基取代的杯[4]芳烃的临界聚集浓度值则高出两个数量级(138–239 μM)。研究还展示了这些树状大分子与小牛胸腺DNA(CT DNA)的相互作用,以及样品中的规律性现象,并证实了在树状大分子存在下DNA会发生显著压缩。当树状大分子被加入到CT DNA溶液中时,由于DNA的压缩,核酸在二元体系中的流体动力学尺寸显著减小(
来源:New Journal of Chemistry
时间:2025-11-08
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量子光驱动金属针尖强场电子动力学的突破研究
在微观世界的探索中,科学家们一直致力于揭示电子在极短时间和极小空间尺度上的运动规律。阿秒科学(attosecond science)作为这一领域的前沿,依赖于利用强激光脉冲的光场来驱动光发射电子,这通常涉及一个强烈的经典相干光态。然而,光的量子态,如明亮压缩真空(Bright Squeezed Vacuum, BSV),虽然强度足够驱动强场物理过程,但其平均光电场为零。从半经典视角看,电子似乎不应受到强驱动。这引发了一个根本性问题:这种量子光态是否以及如何在强场光发射中产生阿秒动力学的特征信号?由Jonas Heimerl、Andrei Rasputnyi、Jonathan Polloth、S
来源:Nature Physics
时间:2025-11-08
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空气稳定的共价硼烷-氧阴离子有机催化剂,用于开环共聚反应
摘要对石油基聚合物的可持续替代品的需求推动了用于聚酯合成的先进催化剂的发展。本文介绍了一系列共价连接的硼烷-氧阴离子有机催化剂,这些催化剂可用于环氧酯和环状酸酐的开环共聚反应。这些催化剂表现出卓越的性能,转化频率高达13,500 h−1,所得聚合物的分子量(Mn)可达到174.0 kDa。机理研究表明,硼烷与聚合物种之间的分子内相互作用加速了限速步骤——环氧酯的开环反应,使得环氧酯和环状酸酐的开环能垒几乎相同。值得注意的是,这种共价连接策略不仅提高了催化性能,还显著增强了催化剂的耐空气性,解决了传统硼基催化剂的主要局限性。此外,我们的催化剂具有广泛的底物适用范围和较高的热稳定性,便于制备具有定
来源:Nature Synthesis
时间:2025-11-08
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在钯-烯烃催化作用下,碘芳烃的邻位烷基化邻位双官能化反应中表现出互补的位点选择性
摘要通过区域选择性邻位双功能化芳基底物来直接制备多功能芳烃是一个具有挑战性但备受关注的过程。钯-诺尔伯烯(palladium–norbornene)催化体系能够实现卤代芳烃的ipso和ortho位双功能化产物的合成;然而,对于para取代卤代芳烃的选择性ortho位烷基化邻位双功能化反应,至今仍未能实现。本文报道了一种经过甲基修饰的硫环烯配体在钯催化下对para取代碘代芳烃进行ortho位烷基化邻位双功能化的应用。该催化体系适用于多种para取代碘代芳烃、烷基碘化物及终止试剂,能够实现传统钯-诺尔伯烯催化体系无法实现的ortho位烷基化邻位双功能化反应。此外,该催化体系还可用于para取代碘代
来源:Nature Synthesis
时间:2025-11-08
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基于大量数据集的CO2在Cu/ZnO/ZrO2催化剂上氢化生成甲醇的动力学研究
甲醇作为一种重要的化工中间体,广泛应用于甲醛、烯烃和二甲醚等高附加值化学品的生产。同时,随着可再生能源的发展和净零排放目标的提出,甲醇在能源转型中也扮演着越来越重要的角色。通过结合可再生氢气和二氧化碳,甲醇的生产为碳捕集与利用技术提供了一种可行的路径。传统上,甲醇主要由化石燃料来源的合成气(包含CO、H₂和少量CO₂)生产,但近年来,使用CO₂和H₂作为原料的甲醇合成方法逐渐受到关注。这种反应不仅能够有效利用二氧化碳这一温室气体,还能减少对化石燃料的依赖,从而有助于实现可持续发展目标。在CO₂氢化合成甲醇的过程中,反应机理复杂,涉及多个反应步骤,包括CO₂的氢化反应和逆水煤气变换反应(rWGS
来源:Reaction Chemistry & Engineering
时间:2025-11-08
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研究刚性-柔性生物基共聚酯的热机械性能、分子结构及其动态行为
基于石油的塑料由于其较差的降解性,对全球污染产生了显著影响,这凸显了迫切需要开发绿色替代品的需求。这些绿色替代品不仅应具备与市售塑料相当的热机械性能,而且在使用寿命结束后还能实现生物降解。为了解决这一问题,通过调控聚合物链长度的方法合成了一系列新型的木质素基芳香族-脂肪族共聚酯(M1–M4)。该过程使用了甲基4-(氧苯甲酸)苯甲酸(MBOB)作为二元酯(其中含有自由的酚羟基),该二元酯是通过威廉姆森醚化反应合成的;同时使用了氢醌双(2-羟基乙基)醚(HQEE)作为链延长剂,并添加了多种脂肪族二酸(琥珀酸-C4、己二酸-C6、亚油酸-C8和十二烷二酸-C1
来源:Polymer Chemistry
时间:2025-11-08
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PCSK9–LDLR相互作用的别构抑制:小分子设计的结构基础
Proprotein转化酶枯草杆菌蛋白酶/kexin 9型(PCSK9)通过与低密度脂蛋白受体(LDLR)的直接相互作用来调节血浆中的低密度脂蛋白(LDL)胆固醇水平,因此成为降脂治疗的临床验证靶点。虽然单克隆抗体已显示出疗效,但由于蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)表面较为复杂且平坦,口服可用的小分子抑制剂仍然很少。在这项研究中,我们利用分子动力学(MD)模拟和互信息(MI)分析,阐明了别构PCSK9抑制的机制,研究对象是一系列基于四氢异喹啉的化合物(cpd)。高亲和力的化合物(如cpd9和cpd6)能够同时与关键极性残基R357(催化结构域)、R458
来源:Physical Chemistry Chemical Physics
时间:2025-11-08
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强铍-铍键
金属-金属键长期以来一直吸引着化学家的关注。金属-金属键的性质范围从共价单键到多键不等。然而,在同种双金属配合物中,两个相同金属之间的配位键非常罕见。在这里,我们基于从头算(ab initio)计算,提出了[OBeBeF]−配合物中存在一个强铍-铍配位键。计算得到的键解离能非常高(329 kJ mol−1),使其成为迄今为止报道的最强的Be-Be键之一。
来源:Physical Chemistry Chemical Physics
时间:2025-11-08
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用于提高OLED应用中倒置单重态-三重态(INVEST)发射体振荡器强度的对称性破缺策略
由于能够通过快速的反向系统间跃迁(RISC)高效捕获三重态激子而无需热激活,倒置单重态-三重态(INVEST)发射体已成为下一代有机发光二极管(OLEDs)的有希望的候选材料。然而,大多数INVEST发射体的振荡器强度(f_osc)较低,且发光效率有限。在这里,我们探索了使用七氮芴(Hz)核心作为平台,通过采用共轭供体-受体(D-A)取代策略来设计高性能的INVEST发射体。这种方法可以精确控制单重态-三重态能隙(Δ_E_ST),同时实现能隙的反转并提高振荡器强度(f_osc)。使用时间依赖密度泛函理论(TDDFT)对八种经过D-A取代的INVEST衍生
来源:Physical Chemistry Chemical Physics
时间:2025-11-08
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二维AN3(A = Si, Sn)单层的稳定性和比较分析:基于第一性原理计算的洞察
基于硅(Si)和锡(Sn)的材料在绿色能源领域发挥着关键作用,其中硅由于具有高效率和广泛的可用性,成为太阳能电池板的主要成分。此外,硅和锡还被广泛研究作为锂离子电池(LIBs)、钠离子电池(SIBs)和钾离子电池(KIBs)中的高容量阳极材料,以提高能源存储效率,从而支持可持续应用。在这项研究中,通过基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算,系统地研究了SiN3和SnN3单层作为KIBs阳极材料的潜力。SiN3和SnN3单层分别表现出每原子6.08 eV和6.81 eV的高内聚能。根据理论计算结果,这两种单层材料都表现出优异的机械性能、动态稳定性和热稳
来源:Physical Chemistry Chemical Physics
时间:2025-11-08
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模仿类似人类的自适应视觉机制,以实现高效且灵活的机器视觉感知
摘要人类视觉具有高度的适应性,能够通过依次聚焦于与任务相关的区域来高效地感知复杂的环境。相比之下,现有的机器视觉模型则是被动地一次性处理整个场景,这导致资源需求随着空间-时间输入分辨率和模型规模的增加而急剧上升,从而对未来的发展及实际应用造成了严重限制。在这里,我们提出了AdaptiveNN这一通用框架,旨在实现从“被动”视觉模型向“主动且适应性强”的视觉模型的转变。AdaptiveNN将视觉感知视为一个从粗略到精细的序列决策过程,逐步识别并关注与任务相关的区域,并在多次注视之间逐步整合信息;当收集到足够的信息时,模型会主动完成观察任务。我们建立了一种理论,将表示学习与自我奖励的强化学习相结合
来源:Nature Machine Intelligence
时间:2025-11-08
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通过二氧化钛(Titania)结构工程实现有机染料–铜电解质染料敏化太阳能电池中的光子管理
随着染料敏化太阳能电池(DSSCs)的出现,研究人员投入了大量精力通过多种方法来进一步提高其性能。其中,提高光吸收效率仍然是增强光电流生成以及DSSCs整体能量转换效率的有效途径。在光阳极层上添加散射材料层在这方面显示出显著的效果,尤其是在基于N719的DSSCs中。而对于基于有机染料的DSSCs,类似的研究则非常有限。因此,在本研究中,我们探讨了使用三种不同结构的TiO2的形态依赖性散射效应:球状颗粒(TS)、新型扭曲纤维状结构(TF)和分层花状结构(TNF),这些结构被应用于采用Y123有机染料和铜基氧化还原穿梭体系的DSSC中。我们分析了这些结构的
来源:New Journal of Chemistry
时间:2025-11-08
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嵌入还原氧化石墨烯中的铁单原子催化剂,用于尿酸和过氧化氢的电化学检测
小生物分子对于维持生物体内的生化稳态至关重要,准确检测它们的浓度具有重大意义。在这里,我们制备了一种新型复合材料,即嵌入还原氧化石墨烯(FeSACs@RGO)中的Fe单原子催化剂,并将其应用于小生物分子的电化学检测。FeSACs@RGO结合了单原子催化剂具有原子级分散活性位点的优点以及还原氧化石墨烯具有较大比表面积的特点,从而展现出优异的电子转移能力和电化学催化性能。基于FeSACs@RGO的电化学传感器能够灵敏地检测尿酸(UA)和过氧化氢(H₂O₂)。尿酸和过氧化氢的检测限分别为3.06 μM和5.11 μM。此外,该传感器还表现出良好的选择性、重复性
来源:New Journal of Chemistry
时间:2025-11-08
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由荧光酮和蒽酮官能化的(双)介离子型1,2,3-三唑-5-亚烯支持的金属配合物的制备与应用
我们报道了一种新型的基于芴和蒽衍生的(双)三唑鎓盐的简便制备方法,并研究了这些盐作为相应(双)三唑-5-亚基银(I)和钯(II)配合物前体的应用。所有新化合物均通过不同的光谱技术、元素分析进行了表征;对于(双)三唑鎓盐2a和2b以及钯配合物4b,还进行了单晶X射线衍射分析。基于芴衍生的(双)三唑亚基银配合物3b在温和条件下通过KA2(酮-炔-胺)偶联反应被用于取代丙炔胺的催化合成。此外,钯配合物(4b)在低催化剂用量和低温条件下对邻位取代的芳基氯化物与硼酸的铃木-宫浦偶联反应表现出优异的性能,能够生成复杂的邻位取代联芳烃。
来源:New Journal of Chemistry
时间:2025-11-08
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掺铁的CoP纳米颗粒锚定在rGO上,通过协同效应显著提升了高效电化学还原(HER)/氧化还原(OER)以及水分解的性能
为了解决CoP在碱性水分解中的固有局限性(不合理的电子结构、较差的导电性以及由于聚集导致的活性位点利用率低),本研究提出了一种双功能优化策略:“Fe掺杂电子调制与rGO支撑的协同增强”。该策略通过湿化学方法和磷化作用合成了Fe–CoP@rGO复合催化剂(即Fe掺杂的CoP纳米粒子锚定在rGO上)。Fe的引入通过替换CoP晶格中的Co原子来诱导电子重排,从而显著增加了高活性Co3+位点的比例,并优化了H/OH中间体的吸附能垒。同时,rGO的高导电性有助于构建高效的电子传输网络,其较大的比表面积通过空间位阻作用抑制了纳米粒子的聚集,使得电化学活性表面积(EC
来源:New Journal of Chemistry
时间:2025-11-08
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从硬木中提取的木质素作为摩擦正电荷填料,用于静电纺丝PVDF纳米纤维中,以实现高效的摩擦电能收集
开发使用天然材料(如木质纤维素生物质)制造能源设备的可持续方法至关重要。木质素是自然界中最丰富的成分,由于其化学结构特性,可用作摩擦正极填料。在此研究中,我们通过碱法制浆从原始硬木中提取了木质素,并利用提取出的木质素与聚偏二氟乙烯(PVDF)共同制备复合纳米纤维,即PVDF-木质素纳米纤维(PLNFs),采用静电纺丝技术进行制备。我们评估了不同木质素浓度下的PLNFs与聚四氟乙烯(PTFE)之间的摩擦电性能。与原始PVDF相比,PLNFs的性能得到了提升。使用PLNFs制造的摩擦发电机(TENGs)的电输出功率取决于其结构特征、极化率、介电性能、作用力以
来源:New Journal of Chemistry
时间:2025-11-08
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Ni和Co作为催化剂,在NaBH4的作用下对C–CC键和O–CC键进行选择性加氢
双C=C键的氢化是有机合成中的一种有价值的方法。然而,对含有两个或更多相同C=C键的化合物进行选择性氢化是一项具有挑战性的任务,因为该反应通常会在所有可用的反应中心同时发生。在这项研究中,使用NaBH4作为氢源,并在Ni和Co基催化剂的存在下,成功实现了含有两个和三个C=C键的乙烯醚的选择性氢化。该反应的区域选择性取决于在氢化条件下催化剂的生成方法。采用“原位”催化剂生成的一步法会导致C–C键和O–C键的非选择性氢化;而通过催化剂预处理技术的两步法则主要生成O–C键氢化的产物。利用这两种方法,14种多不饱和化合物均成功实现了氢化,目标产物的产率高达98%
来源:New Journal of Chemistry
时间:2025-11-08
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某些N-氧化物联四唑盐的生成焓
与被广泛研究的联四唑二氧化物不同,联四唑的N-氧化物盐类研究较少。尽管从实际和理论的角度来看,关于其结构和热化学性质的数据(作为有前景的高能材料)非常重要,但这些数据仍然十分有限。我们结合使用量子化学方法、原子-原子势以及加性方案,对多种联四唑及其N-氧化物的结构进行了建模,并计算了它们的生成焓。为了模拟晶体堆积结构并寻找对应于势能面(PES)全局最小值的最佳排列方式,我们构建了初始晶体堆积模型,并对其参数(晶格参数和分子在晶格中的排列方式)在十五个空间群中进行了优化(P21c、P212121、P
来源:New Journal of Chemistry
时间:2025-11-08
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在SrTiO3纳米纤维上对Cu物种进行原位价态工程调控,以实现高效的光催化还原作用,将CO2转化为CH3OH
利用不同价态的铜(Cu)物种,是一种提高光催化还原二氧化碳(CO₂)效率的有前景的策略。然而,多价铜物种如何促进这一过程的机制尚未得到充分阐明,这激发了进一步的研究兴趣。在本研究中,通过电纺法结合葡萄糖辅助的水热工艺合成了改性的多价铜掺杂SrTiO₃纳米纤维(CuₓO/STO-Y)。优化后的CuₓO/STO₂纳米纤维光催化剂对CO₂的光还原效率可达7.26 μmol g⁻¹ h⁻¹(转化为CH₃OH)。表征结果表明,将CuₓO物种负载在SrTiO₃纳米纤维表面可以拓宽其对光的响应范围,从而进一步提高电子和空穴的分离效率。密度泛函理论(DFT)计算显示,S
来源:New Journal of Chemistry
时间:2025-11-08