• HDO与H2碰撞中旋转激发的混合量子/经典理论：对称性破缺效应及时间依赖动力学

  本文介绍了将混合量子/经典非弹性散射理论（MQCT）应用于同位素取代的水分子（HDO）与氢分子碰撞过程中的转动激发现象。文中描述了由于同位素取代导致的水分子-氢分子系统势能面的变化，并探讨了对称性破缺的影响。研究发现，势能展开中的额外项具有显著意义，因此在碰撞过程中可能发挥重要作用。HDO + H2碰撞的建模采用了MQCT方法和MOLSCAT的全量子CC方法，后者被用作可靠的基准。研究考虑了H2分子的两种振动态（顺式和反式）。重点关注了由于对称性破缺而在HDO中变得可能的跃迁，而在对称的H2O中这些跃迁是被禁止的。两种方法在HDO的转动非弹性跃迁的总截面和部分截面上的预测结果非常吻合。此外，时

  来源：Journal of Chemical Theory and Computation

  时间：2025-10-27

• 探究单体构象在α-突触核蛋白剪接变体淀粉样蛋白形成中的作用

  α-synuclein (αSyn) 是一种在神经元中广泛表达的蛋白质，其异常聚集与多种神经退行性疾病密切相关，如帕金森病（Parkinson’s disease, PD）、多系统萎缩（multiple system atrophy, MSA）以及路易体痴呆（dementia with Lewy bodies, DLB）。这些疾病统称为“synucleinopathies”，它们的共同特征是细胞内出现 αSyn 的淀粉样蛋白聚集体。尽管已有大量研究聚焦于 αSyn 的完整 140 个氨基酸序列，但 αSyn 的编码基因 SNCA 通过选择性剪接可以生成多个不同的剪接变体，包括 αSynΔ3、α

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-10-27

• 基于量子化学和分子动力学模拟理解糖酵解途径中己糖磷酸化的重要性：面向具有生命科学背景的本科生的计算课程

  计算化学在各种生物学研究领域中的应用日益广泛，掌握量子化学和分子动力学软件的相关技能对于生物化学教育至关重要。将计算化学纳入生命科学课程能够加深学生对这一学科实际应用的理解。然而，现有的教学方法往往侧重于分子建模和动力学模拟，而对量子化学技能的培养关注不足。本研究基于问题导向的学习框架，首先探讨了糖酵解过程中己糖磷酸化反应在生物化学课程中的作用，并设计了一套涵盖量子化学和分子动力学模拟的综合性培训计划。通过这套课程，学生能够运用量子力学进行键能分析，并通过分子力学方法评估酶与底物的结合能。在掌握基本计算技术的同时，他们能够更深入地理解己糖磷酸化在醛缩酶底物识别中的作用，从而更加全面地认识到计算

  来源：Journal of Chemical Education

  时间：2025-10-27

• 磷酸铁锂在电池行业的崛起

  锂离子电池（LIBs）被广泛应用于各种与能源相关的领域（例如，电动汽车和电网储能）。在比容量和工作电压方面，磷酸铁锂（LiFePO4, LFP）传统上不如高能量正极材料（例如，Li(NiMnCo)O2）；然而，它仍然成为当今电池系统中的主要正极材料。这主要是因为它使用了丰富的、非关键性的元素（例如，不含钴和镍），具有优异的热稳定性，并且循环寿命长，无需进行复杂的冷却处理。本文以LFP化学体系为例，概述了针对实际电池应用的正极设计所需的关键性能指标，同时指出了孤立研究领域中常见的误区。我们强调，实现有影响力的材料创新不仅取决于其固有的化学和物理性质，还取决于环境兼容性和技术的可持续性。本手稿还旨

  来源：Journal of Chemical Education

  时间：2025-10-27

• 基于物理原理构建紧凑型原始高斯密度拟合基组

  本文提出了一种名为MADF（模型辅助密度拟合）的算法，用于生成适用于电子结构计算的密度拟合（DF）辅助基组（DFBS）。这一算法的核心目标是通过从收缩的原子轨道基组（OBS）中构建出具有非均匀指数分布的原始固体谐波高斯壳层，从而实现对两粒子相互作用的精确和鲁棒的密度拟合近似。MADF算法的关键在于利用密度拟合误差的最小化策略，从而确保计算的准确性。通过在OBS基础上构建一个完整的候选基组，再通过调控算法对其进行修剪，可以有效地减少基组的大小，同时保持较高的计算精度。密度拟合技术在电子结构理论中广泛用于降低各种运算的计算成本和复杂度，尤其是在计算电子排斥积分（ERIs）时，该技术能够显著提高计算

  来源：Journal of Chemical Theory and Computation

  时间：2025-10-27

• 一种用于单层保护金纳米粒子的评分函数，该纳米粒子能够识别溶液中的小有机分子

  ### 解读：基于金纳米颗粒的纳米传感器设计与优化的新方法金纳米颗粒（AuNPs）作为一种重要的纳米材料，在化学传感领域展现出独特的潜力。它们不仅能够作为自组织的纳米受体，还能在溶液中选择性地识别小分子有机物（分析物）。这种识别能力为多个应用领域提供了可能性，其中核磁共振（NMR）化学传感尤为突出。为了推动这类基于AuNPs的纳米传感器的理性设计，研究者提出了一种数据驱动的评分函数，能够快速估算AuNP与分析物之间的结合亲和力，从而实现高效的计算机模拟筛选。这种评分函数引入了化学相似性、疏水性和电荷互补性作为关键的分子描述符，其在实验数据验证中的表现十分出色，相关系数（R²）达到0.85，平均

  来源：Journal of Chemical Theory and Computation

  时间：2025-10-27

• 具有增强驻极体性能的金属-有机框架，用于选择性静电分离

  静电分离在生物分离、能量转换和水处理中起着关键作用。静电极化是一种有效的方法，可以在驻极体中注入和捕获准永久性电荷，从而促进静电分离。然而，同时提高电荷密度并抑制电荷耗散仍然是一个挑战，因为这两者对于实现稳定和高效的分离至关重要。在此研究中，我们通过静电极化将经过缺陷工程处理的沸石咪唑框架（ZIFs）引入聚合物基质中，制备出高性能的驻极体。这些具有刚性且有序结构的框架富含多种功能基团，有助于稳定重新定向的偶极子，并在引入结构缺陷后增强电荷陷阱的稳定性，从而提高电荷密度和电荷保留能力。含有缺陷的ZIF-8复合薄膜在14天后仍能保持97.4%的表面电位，并对电正性低密度脂蛋白（LDL）表现出优异的

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-10-27

• 通过硫酯酶和半合成聚酮类化合物的反应确定选择性趋势

  聚酮类化合物是一类具有多种治疗特性的天然产物，在临床领域被广泛用作抗生素、抗真菌剂、抗癌药物和免疫抑制剂。这类分子中的大部分是由I型聚酮合成酶（T1ALPKS）产生的，这类大型酶复合物能够催化它们的逐步合成过程。了解T1ALPKS结构域的选择性和作用范围，可以大大增加这些合成酶及其组分所产生的化合物的多样性。本研究探讨了T1ALPKS末端结构域（称为硫酯酶，TEs）的反应性和选择性。研究人员使用25种野生型硫酯酶和10种突变型（Ser→Cys）硫酯酶与半合成底物进行了反应，量化了它们生成12元或14元大内酯以及一对非对映体14元大内酯中的一种或两种底物的选择性。结果表明，野生型硫酯酶与非天然底

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-10-27

• 调节f带以增强应变稀土氧化物的表面氧化还原性能

  可还原的稀土氧化物（REO2–x）在催化过程中起着关键作用，这归功于它们由4f电子能带调控的表面氧化还原性质，这些性质影响着诸如氢解和水生成等关键反应。然而，由于4f电子难以操控和表征，将4f能带结构与催化活性联系起来一直是一个长期存在的挑战。在这里，我们证明了拉伸应变能够有效调节4f电子结构，缩小能带间隙并激活表面氧原子，从而提高氧化还原活性。通过使用原子级平整的铈超薄膜（在最大7%的双轴应变范围内），我们利用时间分辨的环境压强X射线光电子能谱观察到表面反应动力学提高了五倍。补充性的密度泛函理论计算表明，拉伸应变通过缩小4f–2p能带间隙降低了关键催化步骤的能量障碍。这些发现强调了稀土元素4

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-10-27

• 调整单晶层状钙钛矿异质结构的量子阱结构

  单晶层状钙钛矿异质结构为实现近期在机械堆叠单层材料中观察到的新型性质提供了一个可扩展的平台。我们报道了两种新的层状钙钛矿异质结构 M2(PbCl2)(AMCHC)2(PbCl4)·2H2O（记为 1_M），其中 M = Na+、Li+；AMCHC = NH3CH2C6H10COO–），这些异质结构属于手性极性空间群 C2。这些异质结构由铅氯钙钛矿层与另一种由 PbCl4(η2-COO)2 多面体组成的生长层交替排列而成，PbCl4 多面体之间通过赤道位置的氯化物和轴向氧配体连接。小的碱金属阳离子和水分子占据生长层中多面体之间的空腔。这些异质结构具有宽的带隙，在其光谱中显示出两个间距较近的激子峰

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-10-27

• tmQMg* 数据集：74种过渡金属配合物的激发态性质

  在现代科学领域，人工智能（AI）的应用正迅速扩展到各个学科，包括化学和材料科学。机器学习（ML）技术在这些领域的潜力在于其能够从大量数据中学习并预测分子或材料的性质，从而加速材料发现和分子设计的过程。然而，尽管AI在解决实际问题方面表现出色，其在化学领域的应用仍面临一个关键挑战，即数据集的有限性。特别是对于涉及非绝热过程（如光化学反应）的复杂问题，缺乏足够的数据往往成为制约模型发展的瓶颈。因此，开发包含广泛、高质量数据集对于推动AI在化学研究中的应用至关重要。为了解决这一问题，研究人员开发了tmQMg*数据集，这是一个包含74,555个单核过渡金属配合物（TMCs）的兴奋态性质的数据集。该数据

  来源：Journal of Chemical Information and Modeling

  时间：2025-10-27

• 通过异四金属Zr2Co2簇实现N2的侧向结合与还原

  在多金属化合物中，氮气（N2）通常以端对端（η1:η1）的方式桥接后过渡金属，而前过渡金属则常常以侧对侧（η2）的方式与氮气结合，后者会导致氮氮键发生更显著的伸长。本文中，我们利用一种由锆（Zr）和钴（Co）组成的异质双金属支架来实现氮气的固定。我们报道了一种异质四金属结构Zr2Co2簇，在该簇中，氮气以侧对侧的方式与两个钴中心结合，同时以端对端的方式与锆结合，形成μ3-η1:η2:η2的结合模式，这种模式打破了传统的氮气结合模式。研究表明，这种异质金属结构能够显著促进氮气的催化还原硅化反应，其转化速率远高于已报道的钴基催化剂。

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-10-27

• 通过混合钙钛矿中的铁磁自旋过滤实现自旋极化激光发射

  金属卤化物钙钛矿正迅速成为自旋极化激光器的一个有前景的平台。然而，钙钛矿较弱的塞曼效应使得实现磁场诱导和操控自旋极化激光变得困难。在这里，我们引入了钙钛矿中的铁磁自旋过滤效应来实现自旋极化激光。通过将铁磁Fe3O4纳米颗粒掺入有机-无机杂化钙钛矿中，设计出了一种复合材料。在磁场作用下，Fe3O4纳米颗粒会从钙钛矿中选择性地捕获具有特定自旋的电子，从而实现有效的自旋极化。磁场的方向和强度决定了自旋极化钙钛矿激光的手性及圆偏振度。此外，通过利用杂化钙钛矿的组分可调带隙，实现了波长可调的自旋极化激光器。我们的工作为自旋极化钙钛矿激光器提供了一种铁磁自旋过滤策略。

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-10-27

• 通过持久自由基效应在Ag(111)表面实现的高度选择性分子间交叉偶联反应

  由于存在竞争性的同偶联路径，实现两种自由基之间的高度选择性交叉偶联一直是一个长期存在的挑战。在这里，我们报道了一种在银（Ag(111)）表面上进行的基于自由基的高产交叉偶联反应，该反应得益于持久自由基效应的促进。利用具有键分辨能力的扫描隧道显微镜（BR-STM），我们能够在单键水平上直接观察反应前体、中间体和产物。在我们的模型系统中，我们满足了持久自由基效应的严格要求：即高浓度的持久自由基与低浓度的瞬态自由基共存。因此，我们实现了出乎意料的高交叉偶联选择性，产率超过了99%。通过将实验结果与密度泛函理论（DFT）计算相结合，我们阐明了反应机理。此外，由于自由基交叉偶联过程受扩散控制，我们通过系

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-10-27

• 具有超强吸收能力的量子限制花青素染料，用于层次化肾小球结构的近红外共聚焦成像

  4 × 105 cm–1 M–1），其中三种Cy7/Cy9染料的摩尔吸光度甚至超过了5 × 105 cm–1 M–1。现在已经制备出了与荧光素/罗丹明相当明亮的NIR染料。这是合成染料化学领域的一个里程碑，为高分辨率NIR共聚焦成像技术的发展铺平了道路，使得能够观察复杂的生物超微结构（例如肾小球层次结构）以及更多具有挑战性的生物成像应用成为可能。

  来源：Journal of the American Chemical Society

  时间：2025-10-27

• Pb(II)羧酸盐的结构与反应性：从Pb(II)配位化合物到PbS胶体纳米晶体

  铅(II)羧酸盐是制备基于铅的半导体纳米晶体（Pb-based semiconductor nanocrystals, NCs）的重要前体。然而，常见的铅羧酸盐前体（例如铅油酸盐）的原子结构至今仍不清楚。在这项研究中，我们使用了一种刚性且可溶的4-叔丁基苯甲酸盐（4-tert-butylbenzoate, TBBA）作为模型配体，来探究铅羧酸盐的结合特性和反应性。我们发现，在氯仿中进行配位反应时，会生成多核的Pb4O(TBBA)6簇；而在甲醇中则生成单核的Pb(TBBA)2(CH3OH)2复合物。这两种化合物都能通过羧基间的桥接作用形成配位聚合物，并且可以通过红外（IR）光谱中的特征羰基振动来

  来源：Inorganic Chemistry

  时间：2025-10-27

• 一种五氟磺酰基修饰的吡唑酸盐配体形成的三核铜(I)和银(I)配合物

  本研究报道了首次合成并表征了含有SF5基团的氟化金属吡唑酸盐，具体为 {[3-(SF5)Pz]M}3（M = Cu, Ag），并将其与三氟甲基化类似物进行了比较。X射线分析揭示了吡唑基配体的不同取向和金属亲和作用，以及受氟化取代基和金属影响的超分子结构。{[3-(SF5)Pz]M}3复合物能与苯形成面对面夹层结构。光物理研究表明，铜复合物具有长寿命的磷光现象，而银类似物则表现出快速荧光，其发光特性受取代基、溶剂环境和分子间相互作用的影响。计算研究证实了实验得到的几何结构，并表明SF5取代基增强了π酸性质，提高了对芳烃的结合能力（相比含有较小且电子吸引能力较弱的CF3基团的类似物）。这些新发现的

  来源：Inorganic Chemistry

  时间：2025-10-27

• 利用二有机二硫属化合物前驱体对CsGaE2（E = S, Se）进行多态性控制

  二有机基二硫属化合物（R–E–E–R，其中R表示有机基团，E表示S、Se、Te）由于其可调的C–E键反应性，被用于控制类金刚石晶体结构的多态性。在这项工作中，我们将它们的应用扩展到了非密排结构的碱金属基硫属化合物上，通过选择性合成CsGaE2（E = S, Se）的多态体来证明这一点。较弱的C–E键或较高的温度会促进热力学稳定的mC64相的形成，而较强的C–E键或较低的温度则有利于分离亚稳态的mC16相。热处理研究表明CsGaSe2-mC16颗粒具有明显的亚稳性，而CsGaS2则发生了与其块状材料类似的不可逆相变。

  来源：Inorganic Chemistry

  时间：2025-10-27

• 可编程环状单链DNA（ssDNA）生产及可扩展DNA折纸组装的简化策略

  DNA纳米技术近年来在生物医学、电子工程和材料科学等多个领域展现出巨大的潜力。其核心原理是利用单链DNA（ssDNA）作为骨架，通过互补的“支架”链进行精确折叠，从而构建出具有特定形状和功能的纳米结构。然而，传统的DNA折纸技术受到单链DNA骨架长度的限制，通常只能使用约7000个核苷酸长度的ssDNA，这使得构建更大、更复杂的结构成为挑战。为了解决这一问题，研究人员提出了一种名为“切口与降解”（nick-and-digest）的策略，通过特定的酶促反应，从质粒DNA中直接生成可定制长度的长环状单链DNA（cssDNA）骨架，从而突破了传统技术的局限性。该方法的核心在于利用Cas9（D10A）

  来源：JACS Au

  时间：2025-10-27

• 一种基于水且可连续流动使用的级联反应体系：用于四唑杂环化合物的可持续合成

  在现代科技的发展中，高能材料因其在航空航天、地下勘探以及国防等领域的广泛应用而占据着重要地位。然而，这些材料的创新往往受到经济成本和安全风险的制约。为了克服这些瓶颈，科学家们不断探索新的合成策略，特别是在反应路径设计和绿色化学技术的应用方面。近年来，一种基于水的级联反应方法被提出，为高能材料的高效、安全合成提供了新的思路。本研究通过该方法成功合成了6-氨基-7,8-二氢四唑并[5,1-f][1,2,4]三嗪-8-醇（AHTO），这是一种新型的含氮高能化合物。该方法不仅提高了合成效率，还降低了对有毒溶剂和危险试剂的依赖，同时有效稳定了对敏感性反应中间体。水作为一种无毒、低成本且可循环使用的溶剂，

  来源：JACS Au

  时间：2025-10-27

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