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轴向配位调控打破Fe–N4电子对称性提升CO2电还原制CO性能
铁酞菁(Iron Phthalocyanines, FePc)具有典型的二维平面对称结构,其明确存在的Fe–N4位点呈现对称电子分布,导致二氧化碳(CO2)转化为一氧化碳(CO)的选择性较低。理论计算表明,在Fe–N4基团上引入轴向配位氮原子可打破电子密度对称性,促进电子向CO2转移,从而增强CO2吸附与活化能力,同时降低CO中间体的结合能。为验证该机制,研究采用简易的无热解共掺杂策略构建了轴向氮配位的Fe–N4原子构型(即Fe–N5),并确认其为核心活性位点。所合成的Fe–N5结构在CO2电还原反应(CO2RR)中表现出卓越的CO生成性能,选择性高达96%,转化频率(TOF)达到5283 h
来源:Journal of Materials Chemistry A
时间:2025-09-28
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ZIF-on-ZIF异质结构相变策略实现均匀镍钴掺杂并显著增强析氧反应性能
过渡金属纳米颗粒负载于氮掺杂碳材料(N-doped carbon)因其卓越的电化学性能成为能源转化领域的新宠,这类材料通常衍生自沸石咪唑酯骨架(Zeolitic Imidazolate Frameworks, ZIFs)前体。然而传统ZIF前驱体往往局限于制备钴(Co)或锌(Zn)基纳米颗粒,致使高活性镍(Ni)基催化剂体系难以有效构建。近期研究者突破性地提出ZIF-on-ZIF异质结构相变策略:以ZIF-8@ZIF-67核壳结构为前体,通过相变转化形成空心结构的MOF-74(锌/钴/镍三元金属有机框架),再经碳化处理最终获得均匀嵌入空心氮掺杂碳基质的钴镍合金纳米颗粒(H-CoNi@CN)。该
来源:Journal of Materials Chemistry A
时间:2025-09-28
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化学键弱化驱动Cs2TiX6(X = Cl, Br, I)中玻璃态超低晶格热导率的机制研究及其能源材料设计意义
理解化学键合与晶格动力学之间的相互作用,对于调控晶体固体中的声子输运(phonon transport)具有根本性意义。空位有序卤化物钙钛矿(vacancy-ordered halide perovskites)以其固有的类玻璃晶格动力学和超低晶格热导率(κL)为特征,为通过卤素取代精准调控声子行为提供了理想平台。本研究采用第一性原理计算,明确引入四声子散射(four-phonon scattering)和波状声子隧穿(wave-like phonon tunneling)效应,系统探究了Cs2TiX6(X = Cl, Br, I)卤化物钙钛矿的晶格动力学与声子输运特性。研究结果表明,尽管较重
来源:Journal of Materials Chemistry C
时间:2025-09-28
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基于表面配体工程的无毒Ag2Te量子点实现高性能自供电短波红外光电探测
传统用于短波红外(Shortwave Infrared, SWIR)光电探测器的胶体量子点(Colloidal Quantum Dots, CQDs),如汞基和铅基材料,虽具有高探测率与快速响应特性,但存在重金属毒性问题。新兴无毒材料Ag2Te CQDs凭借其可调带隙、溶液可加工性、低成本及环境友好特性,为下一代SWIR光电探测器发展提供了新路径。然而,Ag2Te CQDs的高表面能与低键解离能使其在高温合成过程中易分解,导致单分散性较差。本研究提出基于双功能硫醇配体的表面修饰策略,结合反应动力学调控,实现了Ag2Te CQDs的稳定合成,并探讨了其在SWIR光电探测器中的应用。结果表明,所合
来源:Journal of Materials Chemistry C
时间:2025-09-28
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机器学习与生成模型驱动的圆偏振热激活延迟荧光材料智能设计新策略
为突破圆偏振热激活延迟荧光(CP-TADF)材料在光电应用中的瓶颈,研究者聚焦于关键参数发光不对称因子(glum)的精准预测。通过系统性分析发现,已有实验与理论计算间存在显著差异。为此,团队采用机器学习(ML)技术,以Morgan分子指纹为特征输入预测|glum|值,辅以Klekota-Roth指纹和SHAP(Shapley Additive Explanations)解析结构贡献度。进一步结合改进的变分自编码器(VAE)生成模型,以|glum|为优化目标进行分子逆向设计,成功发掘出同时具备高发光不对称性与合成可行性的CP-TADF候选分子。该智能计算框架有效弥合了理论设计与实验验证间的鸿沟,
来源:Journal of Materials Chemistry C
时间:2025-09-28
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材料化学新星:2025年度JMater Chem C新兴研究者前沿成果与未来展望
《材料化学C辑》(Journal of Materials Chemistry C)2025年度新兴研究者专题合集汇聚了处于独立科研生涯早期阶段的杰出科学家群体。该合集收录的研究工作展现了材料化学领域的前沿动向,涵盖新型光电转换材料、有机发光二极管(OLED)、钙钛矿太阳能电池(Perovskite Solar Cells, PSCs)以及量子点(Quantum Dots)显示技术等方向。研究人员通过分子工程设计、纳米结构调控和表界面改性等策略,显著提升了光电器件的能量转换效率(PCE)和外部量子效率(EQE),为解决可持续能源、柔性电子和生物医学检测等领域的核心问题提供了创新性解决方案。这些
来源:Journal of Materials Chemistry C
时间:2025-09-28
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多重激基复合物与弗兰克尔激子杂化发射调控:基于偶极特性实现高效冷白光OLED制备
研究团队通过调控多重激基复合物(XPs, 500–700 nm)与弗兰克尔激子(XFs, 430 nm)的杂化发射,开发出结构简化的冷白光有机发光二极管(OLED)。该器件采用包含给体(D; m-MTDATA与TCTA)和受体(A; T2T与TmPyPB)分子的共沉积层(CDLs),通过调节D/A浓度比例实现发射特性调控。在m-MTDATA : TCTA (1 : 5)/T2T : TmPyPB (1 : 10)体系中,电压从4V提升至13V可增强电致发光(EL)强度。高浓度TmPyPB促使给体/TmPyPB异质结处产生随机取向的XP偶极矩,进而增强m-MTDATA中蓝色弗兰克尔激子(XFmM
来源:Journal of Materials Chemistry C
时间:2025-09-28
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Pr掺杂诱导BiFeO3双位点氧化物路径实现高效碱性析氧反应
稀土元素凭借独特的电子构型成为电子结构的高效调控者。当占据过渡金属钙钛矿铁氧体A位时,它们尤其在析氧反应(Oxygen Evolution Reaction, OER)中展现出卓越催化性能。本研究通过Pr3+替代精准调控了BiFeO3的A位占据,系统探究了Pr掺杂浓度对OER中间体吸附与转化的影响,揭示了异原子双位点驱动的氧化物路径机制(Oxide Path Mechanism, OPM)。密度泛函理论(Density Functional Theory, DFT)模拟与实验结果表明,适量Pr掺杂可增强电子态密度重叠、调节d带中心、促进O自由基生成,并优化关键反应中间体的吸附行为。同时,Pr诱
来源:Journal of Materials Chemistry C
时间:2025-09-28
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双面钝化辅助化学气相沉积制备高效晶体SbSI太阳能电池及光电探测器
金属硫卤化物(Metal chalcohalides)作为从传统卤化物和硫属化物体系演化而来的新兴材料体系,在材料设计范式上展现出独特优势。然而常规薄膜制备技术往往因成核与生长动力学失控,难以兼顾结晶性与形貌控制。本研究提出一种基于双面钝化的锑硫碘化合物(SbSI)沉积与结晶调控方法:通过优化前驱体溶液诱导适度成核,结合SbI3气相辅助结晶技术,并精准控制气源与基底温度,最终获得结晶质量显著提升的薄膜。该薄膜的光电转换效率(PCE)超越传统方法三倍以上。采用超薄硫化镉(CdS)和MeO-2PACz双面钝化层有效抑制界面陷阱态,使器件在模拟太阳光和白光发光二极管(LED)照射下分别实现1.60%
来源:Journal of Materials Chemistry C
时间:2025-09-28
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基于硫醇-硫酯交换的苯环交联聚合物快速应力释放策略及其应用研究
基底表面薄膜中的应力累积问题对材料科学与技术应用构成重大挑战。过量残余应力会严重影响材料元件及器件的性能、可靠性与耐久性。本研究展示了一种通过交联与链重组过程调控应力的策略,适用于本体薄膜和刚性基底。加成型交联反应产生显著应力,这些应力可通过碱催化硫醇-硫酯交换(thiol–thioester exchange)反应实现链重组并快速释放。研究合成并测试了一系列含有炔烃与硫酯键的脂肪族及芳香族核心结构单元化合物。与脂肪族化合物相比,芳香族结构单元因其刚性苯环结构在交联时产生更高应力。此外,芳香族交联薄膜在接触由光生碱(photobase)光照产生的碱时,表现出快速应力释放特性。该现象归因于苯环交
来源:Journal of Materials Chemistry C
时间:2025-09-28
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碳维度工程调控锰氧化物复合电极实现高效电化学脱盐
电化学脱盐(ECDI)技术因其高效节能和环境友好特性,已成为苦咸水处理和水质软化领域的新兴解决方案。本研究聚焦碳材料维度调控策略,通过将一维碳纳米管(CNTs)、二维还原氧化石墨烯(rGO)及三维活性炭(AC)与预嵌钠的锰氧化物(NMO)复合,构建了兼具阴阳离子捕获功能的复合电极体系(NMO@Cs与PPy@Cs)。系统表征发现:NMO@rGO电极表现出最高的盐去除容量(67.2 mg g−1),而NMO@CNT电极则展现出卓越的循环稳定性(200次循环后仍保持96.8%的容量)。NMO@AC体系虽性能适中,但因其低成本和易加工特性具有实际应用潜力。值得注意的是,钠离子预嵌策略不仅稳定了层状NM
来源:Journal of Materials Chemistry A
时间:2025-09-28
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综述:新兴多金属LMFP基锂离子电池正极材料的综述
多金属LMFP正极材料的挑战与突破锂锰铁磷酸盐(LiMnyFe1−yPO4,LMFP)作为橄榄石结构正极材料的代表,因其成本低、安全性高、循环寿命长、工作电压高(约3.4–4.1 V vs. Li/Li+)和热稳定性优异而受到广泛关注。然而,其本征电子导电性差、锂离子扩散动力学缓慢、循环过程中锰溶出导致的容量衰减以及振实密度低等问题,严重限制了其大规模商业化应用。多元素掺杂策略通过单一或多元金属元素掺杂可有效调控LMFP的晶体结构和电子性质。在Li位点掺杂钠(Na)、钾(K)等碱金属元素,可扩大锂离子扩散通道;在M位点(Mn/Fe)掺杂镁(Mg)、锌(Zn)、镍(Ni)、钴(Co)、钒(V)等
来源:Journal of Materials Chemistry A
时间:2025-09-28
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镱修饰卟啉纳米结构电极实现水体铅离子超灵敏检测及机理研究
通过水热法合成的新型镱(Ytterbium, Yb)功能化介观四羧基苯基卟啉(meso-tetra(4-carboxyphenyl)porphyrin, Yb-TCPP)复合材料,成功解决了电化学传感器修饰复杂的技术瓶颈。该材料凭借独特的纳米结构与性能,使电极对铅离子(Pb(II))的检测灵敏度显著提升至783.58 μA μM−1 cm−2,并在5–300 μg L−1和300–1000 μg L−1浓度区间内呈现优异线性关系,检测限低至0.16 μg L−1。实际水样重复测试回收率达98.93%–100.63%,验证了方法的可靠性。密度泛函理论(Density Functional The
来源:Journal of Materials Chemistry A
时间:2025-09-28
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解锁高效储能新路径:钕铁氧体钙钛矿作为钒液流电池阴极催化剂的突破性研究
开发高效阴极催化剂对推进钒氧化还原液流电池(Vanadium Redox Flow Batteries, VRFBs)发展至关重要。本研究对比了水热法(H-NdFeO3@GF)与溶胶-凝胶法(SG-NdFeO3@GF)合成的钕铁氧体钙钛矿修饰石墨毡,重点关注其结构与催化性能差异。水热法合成的H-NdFeO3@GF具有典型的ABO3钙钛矿框架,其中钕(Nd)和铁(Fe)分别占据A/B位点,形成三维互联网络状介孔结构,显著增强电子/离子传输能力与钒氧化还原反应动力学。在150 mA cm−2电流密度下,H-NdFeO3@GF展现出平滑的库伦效率(CE)和能量效率(EE)曲线,持续150次循环,单周
来源:Journal of Materials Chemistry A
时间:2025-09-28
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揭示β-Li3VO4离子导体非谐晶格动力学机制及其对锂离子扩散的增强作用
非谐晶格动力学(Anharmonic Lattice Dynamics, ALD)已成为开发先进固态电池超离子导体的重要研究方向,但其与离子扩散间的内在关联仍因晶格动力学与势能面的耦合而难以明晰。本研究在离子导体β-Li3VO4中发现,氧原子(OI)的非谐动力学行为与锂离子(LiII)的运动存在强耦合,随着温度升高,LiII离子的活化与扩散能力显著增强。通过高温X射线衍射(HTXRD)的Rietveld精修分析表明,ALD主要涉及LiII和OI原子,且其热振动因子随温度急剧上升。结合原位拉曼光谱与第一性原理计算,研究进一步识别出三个与LiII–OI振动相关的声子模式具有强非谐性:其中一个模式与
来源:Journal of Materials Chemistry A
时间:2025-09-28
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大型戈谢病长期数据库揭示淋巴瘤与骨髓瘤风险升高,但实体瘤风险未增加
背景戈谢病(GD)作为最常见的溶酶体贮积症(LSD)之一,其与癌症风险的关联一直存在争议。自1991年酶替代疗法(ERT)问世以来,GD治疗取得重大突破,但并发症如帕金森病(PD)和恶性肿瘤仍是未满足的临床需求。既往研究因选择偏差可能高估癌症风险,导致患者及家属普遍存在焦虑情绪。本研究旨在通过大型单中心队列和长期随访数据,明确GD患者的真实癌症风险。方法20岁的GD患者。通过查阅完整医疗记录并链接以色列国家癌症登记库(INCR)确认诊断,采用标准化发病率比(SIR)比较观察与预期癌症病例数,并利用Kaplan-Meier分析评估无癌生存率。统计模型纳入性别、基因型(轻度定义为N370S纯合子)
来源:Internal Medicine Journal
时间:2025-09-28
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具有高发光量子产率的二价锡(II)酰亚胺配合物[ArNSn]2的合成及其光电性能研究
研究人员成功开发出一类具有平面Sn2N2核心结构的低价锡酰亚胺配合物[R1,R2ArNSn]2,这些化合物可通过转胺化反应合成,并呈现明亮的橙色晶体形态。该系列配合物(编号1–4)表现出卓越的磷光特性,其量子产率最高达80%,寿命处于微秒量级。变温发光测试表明,在298–405K温度范围内具有潜在的热敏检测应用价值。通过核磁共振(NMR)、X射线晶体学与理论计算(TD-DFT)分析,研究揭示其发光机制为配体到金属的电荷转移(Ligand to Metal Charge Transfer, LMCT)与金属中心激发的混合过程,强烈的自旋轨道耦合效应促进了系间窜越,使体系高效跃迁至三重态。尤为值得
来源:Inorganic Chemistry Frontiers
时间:2025-09-28
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可见光介导水相脱羧氟化新策略:绿色合成氨基甲酰/酰基氟及其在生物共轭中的应用
可见光驱动的新型脱羧氟化策略在缓冲介质中实现了氨基甲酰氟(carbamoyl fluorides)和酰基氟(acyl fluorides)的绿色合成。与传统易水解的酰氯不同,这些氟化物在水相介质中展现出卓越稳定性,成为环境友好的替代试剂。研究团队采用廉价亲电氟化剂Selectfluor®(每克2美元)与有机光氧化还原催化剂4-CzIPN,在可见光照射下成功将氧肟酸(oxamic acids)和α-酮酸(α-ketoacids)通过脱羧过程转化为相应氟化物,收率优异。该反应无需金属参与,在环境温度的水相介质中即可进行,甚至可利用可再生太阳光能实现转化。更令人振奋的是,生成的氨基甲酰氟/酰基氟可直
来源:Green Chemistry
时间:2025-09-28
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高熵磷化物实现工业级电流密度下高效稳定全海水分解:活性-选择性-稳定性的协同平衡
海水电解被视为替代淡水电解、实现大规模可持续清洁制氢的有前途途径。然而,传统电催化剂材料在高盐度环境中常因侵蚀性氯离子存在而遭受严重腐蚀和性能退化。此外,氯离子诱导的竞争性阳极氯析出反应(chlorine evolution reaction)也需规避,因其会导致电解效率降低。高熵材料(high-entropy materials, HEMs)的应用为这些挑战提供了潜在解决方案——其独特的成分复杂性赋予HEMs显著增强的抗腐蚀性和催化活性,使其在海水电解过程中展现出优异稳定性和效率。研究人员近期在镍泡沫(nickel foam, NF)基底上原位制备了金属有机框架衍生的三维结构高熵镍钴铁锰铜磷
来源:Green Chemistry
时间:2025-09-28
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步态识别中显著性嵌入的探索:提升个体辨识的新策略
中文标题
步态识别(Gait Recognition)旨在通过视频级行人轮廓(Pedestrian Silhouettes)区分独特行走模式以实现个体身份认证。既往研究侧重于设计强特征提取器以建模步态的时空依赖(Spatio-temporal Dependencies),获取富含语义信息的步态特征,但忽视了特征图(Feature Maps)构建判别性步态嵌入(Discriminative Gait Embeddings)的潜力。本研究提出新型模型EmbedGait,专注于学习显著性步态嵌入以提升识别性能。具体框架始于帧级空间对齐(Frame-level Spatial Alignment)以保持序列间一
来源:Machine Intelligence Research
时间:2025-09-28