• 利用锰配合物催化剂高效且选择性地将低浓度二氧化碳（CO2）光催化转化为一氧化碳（CO）

  在当前的全球环境挑战中，二氧化碳（CO₂）的光催化还原技术被认为是解决温室效应和能源短缺的重要手段之一。该技术利用太阳光作为能量来源，将CO₂转化为有价值的工业化学品，如一氧化碳（CO），这在工业上可用于通过费托合成（Fischer–Tropsch reaction）生产碳氢化合物。然而，尽管已有许多光催化CO₂还原系统被开发，但在低浓度CO₂环境下的CO₂利用和转化效果尚未得到充分研究。本研究旨在解决这一问题，开发一种基于地球常见元素的光催化系统，以实现低浓度CO₂的高效还原。在本研究中，我们合成了一种新型的Mn(I)配合物，该配合物在4,4′-二甲基-2,2′-联吡啶（dmb）配体的6位引

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-10-23

• 在原子尺度上表征的双自由基类物质的多构型基态

  本研究聚焦于一种特殊的单线态二自由基体分子的生成与扫描探针表征。该分子由两个苯并苯基（phenalenyl）单元通过sp杂化的C₄链连接而成，并吸附在超薄的绝缘性NaCl表面上。通过原子力显微镜（AFM）和扫描隧道显微镜（STM）对分子的结构进行表征，并结合多组态计算，研究发现该分子表现出一种多体基态特性。这一发现揭示了单分子系统中电子相关性对几何和电子结构的影响，展示了在原子尺度上电子相关性的显著表现。二自由基体是一类引人注目的化合物，其反应性和神秘的电子结构吸引了化学家和物理学家的关注。这类分子介于自由基和闭壳分子之间，因此其电子结构的描述对于理解化学键本身至关重要。通常，二自由基体被视为

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-10-23

• 配体进化驱动的对映选择性C(sp3)–H酰基化反应

  手性叠氮化物是一类多功能化合物，在生物活性物质中广泛存在。这类化合物可作为合成各种含氮药物骨架、生物活性天然产物和功能性分子的宝贵前体。然而，叠氮化物本身的高反应性和难以控制的性质限制了直接不对称叠氮化碳-氢（C-H）键的方法的研究进展。本文介绍了一种光诱导的铜催化的、对映选择性的自由基α-C(sp3)–H叠氮化反应，该反应通过1,5-氢原子转移（HAT）策略实现。一种新型的双膦类和N,N,N-三齿阴离子手性配体系统既作为光敏剂，又作为叠氮化反应的手性催化剂。这种方法在复杂官能团环境中高效叠氮化α-羰基C-H键时表现出优异的化学选择性、区域选择性和对映选择性。该方法的多功能性还体现在多样的叠氮

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-10-23

• 铱催化的双重C–H/C–H活化与环化反应：实现反Kasha发射效应及光敏荧光材料的研究

  首次合成了一种多功能抗Kasha发射光敏荧光材料，该材料通过高效的双C–H/C–H活化及环化反应制备而成。实验数据和理论计算均验证了苯噻嗪盐和苯氧嗪盐的抗Kasha发射特性。具体而言，苯氧嗪盐的抗Kasha发射特性使其能够实现双通道发射强度比成像，从而可视化细胞及细胞间结构，并具备特异性靶向活细胞中线粒体的能力。此外，这些新开发的光敏荧光材料还被证明在C–H键官能化反应中具有高效的光催化作用。新型苯噻嗪盐在PVA（聚乙烯醇）薄膜中也表现出光敏性和荧光性：在光照作用下，它们会发生显著的蓝移，并伴随超长的室温荧光现象，这使其在加密和多通道信息存储领域具有广泛应用前景。

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-10-23

• 酸催化动态聚合物的可逆按需激活以实现梯度驱动的重塑

  共价自适应网络（Covalent Adaptive Networks, CANs）通过利用外部触发的键交换机制，实现了可回收性与机械稳定性的结合。然而，在动态网络状态与静态网络状态之间实现清晰且可逆的转变仍然是一个重大挑战，这极大地限制了它们的应用范围。本研究介绍了一种罗丹明光酸（merocyanine photoacid），可以精确且可逆地控制硫醇-烯类光聚合物（thiol–ene photopolymers）中的动态键交换过程。当这种光酸暴露在可见光下时，其激活的螺吡喃（spiropyran）形式会通过酸催化的酯交换反应引发网络结构的动态重排；关闭光源后，光酸会恢复为失活的罗丹明形式，从而

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-10-23

• 碳笼中稳定的碳化锆簇

  基于锆的内嵌金属富勒烯（EMFs）最早于1992年在气相中被发现，但在过去三十年中，其批量合成一直未能实现。本文首次成功合成了基于锆的EMFs，解决了富勒烯化学领域这一长期存在的挑战。通过采用优化的合成策略，并以碳化锆作为金属源，我们获得了三种基于锆的碳化物簇富勒烯，分别为Zr2C2@D3h(5)-C78、Zr2C2@Ih(7)-C80和Zr3C2@Ih(7)-C80。单晶X射线衍射分析表明，Zr2C2簇采用平面菱形结构，由(C≡C)2–单元连接；而Zr3C2簇则呈现出独特的三叶状几何结构，由(C–C)6–单元连接。这些基于锆的簇中的配位方式与传统有机锆化合物中的配位方式不同，凸显了富勒烯笼内

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-10-23

• 在阳离子双核稀土三层复合体中的一种稳定自由基，该复合体具有可切换的磁性质

  在量子信息处理中，实现多能级量子比特（其中“d”表示能级的数量）一直是一个重大挑战。如果这一难题得到解决，将有助于加速某些计算任务。自旋传输测量表明，三(酞菁酸)二核稀土(III)分子为具有更大希尔伯特空间的核自旋量子比特提供了一个有前景的平台。然而，这些系统中缺乏自由基，至今阻碍了镧系离子与导电电子之间耦合的研究。在这项研究中，我们合成了带有硫甲基官能团的(酞菁酸)双(卟啉酸)二核稀土(III)配合物。通过对这些中性配合物进行针对性的氧化处理，成功将其转化为耐空气氧化的自由基。CASSCF计算和静态磁测量结果显示，自由基与镧系离子之间的交换耦合常数为 J_Ln–Rad = −0.45 cm⁻

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-10-23

• 构建具有可控侧向行为的开放脂质纳米膜

  要理解膜蛋白在膜内的行为，需要对脂质双层进行精确控制，但由于脂质双层的动态性和两亲性，这种精确控制仍然具有挑战性。在这里，我们开发了一种通用策略来构建开放型脂质膜，这种膜被定义为基于DNA折纸技术的开放DNA纳米桶内的脂质双层，具有可编程的几何结构和横向流动性。通过优化胆固醇的空间分布以及脂质比例，这些开放型膜表现出很高的稳定性。通过设计互补的DNA相互作用和形状匹配特征，可以实现空间定位的膜融合。与传统封闭的支架系统相比，这种策略允许脂质在同一膜内的不同隔室之间扩散。这种膜融合过程使与膜相关的模型蛋白彼此靠近，从而增强了受限条件下的酶促反应，并有助于理解膜蛋白在脂质双层中的动态相互作用。该平

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-10-23

• 由Hinokitiol驱动的弹性体基质的自主运动模式切换

  自驱动运动是自然界中许多生物功能的基础，同时也为设计具有动态响应的合成材料提供了重要的灵感。在现有的研究中，大多数自驱动系统依赖于外部刺激或耦合的振荡化学反应来实现运动模式的切换。然而，能够实现运动模式内在切换（例如从连续运动转变为振荡运动）而无需外部控制的方法仍然有限。本文介绍了一种基于天然化合物 hinokitiol（HT）作为表面活性“燃料”嵌入聚苯乙烯弹性体基质中的自驱动圆盘系统，该系统能够在水面上实现从连续运动到振荡运动的自主切换。HT 是一种具有七元环结构的芳香化合物，最初是从台湾扁柏木材中分离得到的。它因其独特的化学结构和在医药及消费品领域的药理活性而受到广泛关注。同时，聚苯乙烯

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-10-23

• 破译TTM双自由基类化合物中受自旋调控的双重发光现象：揭示单重态与三重态荧光途径的相互作用

  控制发光自由基的光物理机制，尤其是它们的单重态和三重态发射之间的相互作用，目前仍不完全清楚。在这里，我们报道了三种发光自由基：单自由基MTA以及双自由基DTA和DTA(t-Bu)2，这些自由基基于三(2,4,6-三氯苯基)甲基（TTM）骨架构建。实验结果和密度泛函理论（DFT）计算表明，这两种双自由基具有不同的荧光辐射途径：一种是从S1 → S0（第一激发单重态到单重态基态），另一种是从T1 → T0（第一激发三重态到三重态基态）；而单自由基MTA仅表现出D1 → D0（第一激发双重态到双重态基态）的荧光辐射途径。变温电子自旋共振（ESR）测量揭示了DTA和DTA(t-Bu)2的单重态基态和热

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-10-23

• 二烯与无环烯酮以及α,β-和β,β-双取代烯酮的催化对映选择性Diels–Alder反应

  在有机化学领域，Diels–Alder反应因其高效性和广泛的适用性，一直是合成复杂有机分子的重要工具之一。然而，传统上这一反应主要应用于α,β-不饱和酮类化合物作为二烯体（dienophile），而对具有更复杂取代模式的环状或非环状二烯体的应用仍存在局限。特别是，对于那些在α-和β-位置均被烷基取代的非环状烯酮（acyclic enone），尚未有报道能够通过不对称催化实现其与二烯的高效反应。这种挑战主要源于这些取代基对反应活性的显著抑制，以及它们在空间结构上对反应构象的阻碍。因此，开发一种适用于这些特殊二烯体的高效不对称催化方法，成为当前研究的一个重要方向。本文的研究成果为这一领域带来了突破

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-10-23

• 利用镍茂基金属化探针实现多自由基纳米石墨烯的磁基态鉴别

  分子磁体是一类具有独特物理特性和广泛应用前景的材料，其电子结构和磁性特征的准确识别对于深入理解其性能和应用至关重要。尽管已有多种实验技术能够探测磁信号，但对于具有强关联性的单分子磁体，其自旋基态和空间上不均匀的交换作用分布的确切判断仍然是一个挑战。为了克服这一问题，研究团队提出了一种新的方法，即利用镍ocene（NiCp₂）修饰的扫描探针显微镜探针，可以区分近似简并的多参考基态，并绘制单分子π磁体的交换作用空间分布图。这种方法不仅扩展了扫描探针显微镜（SPM）在表征单分子化学和电子结构方面的已有能力，还为研究强关联分子磁体提供了前所未有的空间分辨率。在传统方法中，如电子顺磁共振（EPR）和超导

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-10-23

• 人工合成的Mn4SrO4簇结构，用于模拟光合作用中氧释放中心的结构变化

  光系统II（PSII）中的氧释放中心（OEC）具有独特的Mn4CaO5或Mn4SrO5簇结构。由于缺乏能够精确模拟这一生物簇静态和动态结构的合理模型，人们对OEC的结构-功能关系及其催化机制的理解一直受到限制。在此，我们报道了一系列合成的Mn4SrO4簇，这些簇在主要金属氧化物核心、外围配位层、氧化还原性质以及四个Mn离子的氧化态方面与真实的OEC高度相似。晶体结构测量表明，S1态Mn4SrO4簇中Sr2+上额外的中性配体的存在可以显著改变簇的几何构型，而四个Mn离子的氧化态和主要的反铁磁相互作用基本保持不变。对S2态Mn4SrO4簇进行的EPR（电子顺磁共振）研究和DFT（密度泛函理论）计算

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-10-23

• 通过洪德规则稳定的三重硫自由基对，用于超快锂硫电池

  硫自由基是具有高度反应性的中间体，能够显著加快锂硫电池中的反应速率。然而，其内在的不稳定性限制了它们的应用范围。在本研究中，我们通过结合电子顺磁共振（EPR）和同步辐射技术，证实了超稳定三重态硫自由基对（[Sx·– – Sx·–，其中 x = 2, 3, 4]）的形成。这些自由基对是在多硫化物分子在铁磁表面自发分解过程中产生的，此时硫自由基会采用平行的自旋排列，并根据洪德规则形成稳定的三重态。这些自由基使得硫的转化速率大幅提升，与传统多硫化物分子相比，反应速率提高了100倍。利用这些三重态硫自由基对，锂硫电池在高达8.0 C的超高电流密度下仍能实现728 mAh g–1的显著放电容量，同时具有

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-10-23

• 在钛硅酸盐中构建硼促进的钛活性中心以实现选择性氧化反应

  利用钛硅酸盐/H₂O₂催化体系实现高效氧化反应的发展，对于绿色生产大宗和精细含氧化合物具有重要意义。精确调控钛硅酸盐中钛活性中心的微观环境对其催化氧化性能的提升起着关键作用。在本研究中，首次通过在高氢气氛下对含硼钛硅酸盐进行高温处理，制备出一种新型钛活性中心。经高分辨率飞行时间质谱验证，具有MWW拓扑结构的硼硅钛酸盐（Ti–B-MWW）中的Ti–O–B键在H₂处理过程中发生断裂，从而形成被三配位硼物种包围的“开放型”钛物种。这些由邻近硼物种促进形成的独特钛活性中心，在选择性氧化反应中表现出比传统“开放型”和“封闭型”钛活性位点更强的催化性能。这不仅得益于其开放结构本身所导致的较低H₂O₂活化能

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-10-23

• DNA编程蛋白质胶体晶体的逆向设计

  蛋白质晶体是一类具有广泛应用前景的多孔材料，可用于催化、封装和结构生物学研究。然而，蛋白质的化学复杂性使得其结晶过程主要依赖于经验数据，结晶成功率存在较大波动。相比之下，经过DNA改性的纳米颗粒能够通过高度特异性和可调的DNA-DNA相互作用被结晶成具有可预测结构的有序超晶格。但目前这种可编程性在蛋白质晶体中尚未实现。在本研究中，我们使用DNA外壳对蛋白质寡聚体进行化学修饰，并利用DNA胶体晶体工程原理将其转化为蛋白质-DNA复合物。当采用一种新的DNA设计（包含三个间隔单元和一个4-6个核苷酸的粘性末端）时，所得晶体的结晶度显著提高（相比使用传统DNA设计与无机组装体的情况）。通过逆向设计策

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-10-23

• 通过原位磷酸化激活和环闭合连接实现功能性RNA的高效组装

  本研究探讨了在没有高效RNA复制酶的情况下，RNA分子如何可能在早期生命起源中形成，并提出了一个基于原生化学条件的磷酸激活与环状连接反应的新策略。RNA世界假说认为，RNA不仅作为遗传物质，还承担了催化功能，这在现代生物中也得到了体现，如RNA病毒的遗传物质和核酶（ribozyme）的催化作用。此外，核糖体的肽基转移酶中心完全由RNA构成，这一特征被认为是连接RNA世界与现代生命的分子遗迹。从进化角度看，RNA催化功能可能逐渐被更高效的蛋白质酶所取代，导致核酶的减少和依赖RNA的原始生命形式的消失。然而，通过体外选择技术，人们可以发现具有催化功能的RNA结构，包括聚合酶核酶，这为在实验室条件下

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-10-23

• π-扩展型Clar高脚杯的合成与表征

  在有机化学和材料科学领域，非Kekulé芳香烃化合物因其独特的电子结构和潜在的磁性特性而引起了广泛关注。这类化合物虽然不具有传统的Kekulé结构，即无法通过经典的芳香环结构（如苯环的交替双键结构）来完全描述其电子分布，但它们仍然展现出特殊的化学和物理性质，特别是在有机自旋电子学（organic spintronics）领域可能具有重要的应用价值。本文讨论了一种新型的非Kekulé芳香烃化合物——π扩展的Clar’s goblet（ECG，C₇₆H₂₆），其合成方法结合了溶液相与表面合成策略，并通过低温扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）对其进行了结构表征，同时借助量子化学计算方法

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-10-23

• 通过在粘性聚合物网络中分散量子点来增强二氧化碳的光还原作用

  自然光合作用能够实现高光能到化学能的转化效率，其发生在一个充满生物聚合物的高粘度环境中，这些生物聚合物有效促进了电荷分离。受到这一生物策略的启发，我们探索了在粘性聚合物网络中人工催化二氧化碳（CO2）的还原反应。具体而言，量子点（QDs）被嵌入到物理交联的聚乙烯醇（PVA）凝胶网络中，这些量子点同时充当光捕获天线和催化中心。在可见光照射下，嵌入PVA凝胶网络中的量子点在二氧化碳还原反应中表现出显著增强的活性，转化速率达到约94.9毫米摩尔每克量子点每小时（mmol g–1 h–1），这是基于量子点的光催化系统中所报道的最高转化率之一。机制研究表明，表面覆盖S2–离子的量子点通过氢键与半结晶的P

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-10-23

• 具有高反应速率和致密正极的水系锌-有机碘电池

  作为一种具有前景的可持续且安全的能量存储系统候选者，水基锌离子电池受到了广泛关注。尽管有机化合物具有某些优势，但其有限的电子导电性、氧化还原中间体的溶解度以及活性基团的利用率较低，这些因素限制了其实际应用。通过创新设计苯嗪（PNZ）与碘（I2）之间的电荷转移复合物，PNZ–I2的导电性得到了显著提升，从而实现了快速的反应动力学，并制备出了质量负载高达近60 mg·cm–2的密集型正极材料。N–H···I氢键的形成降低了中间体的溶解度，使得该电池具有出色的长期循环稳定性。在3.0 A·g–1的高电流密度下，电池在经过4500次循环后仍能保持92%的容量。一种记录-breaking的水基AZIB电

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-10-23

知名企业招聘：