物质科学

Physical science

点亮过渡金属催化的单电子烯丙基化反应

过渡金属催化的烯丙基化反应是一类重要的化学合成反应。然而，传统的单电子烯丙基化需要在严格控制反应条件的同时使用一定剂量的还原剂，这通常会降低官能团耐受性。华中师范大学化学学院陆良秋和肖文精团队对相关研究工作的总结表明，由过渡金属催化和可见光光催化协同作用单电子烯丙基化反应相比传统烯丙基化反应具有明显的优势。这种协同催化机制的单电子烯丙基化反应具有广泛的有效烯丙基来源和更大的反应灵活性，并可以在相对温和和绿色的反应条件下进行，有望发展成为一种实用的合成方法以简化未来的化学合成。

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具有d⁶、d⁸和d¹⁰电子配置的三重激发态发射器的最新进展

金属三重态发射器的光物理和光化学特性的基础研究在包括生物成像、光催化和有机发光二极管(OLED)等不同领域实现了广泛的应用。通过合理选择配体的而合成的发光Pd(II)、Au(III)/Au(I)、Re(I)、Cu(I)、W(VI)/W(0)和Mo(0)配合物，可以表现出独特的发射激发态，并具有大范围的辐射和非辐射衰减率常数。基于此，香港大学化学系合成化学国家重点实验室支志明总结了金属三重态发射器的设计策略和最新进展，提出了该领域未来研究中的可能存在的问题，为第一行过渡金属发光配合物设计合成提供了新的方向。

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基于柱芳烃的超分子功能材料

在过去的十年中，柱芳烃凭借其对称的柱状结构、灵活的功能化特性和独特的主客体相互作用在各个领域展现出非凡的潜力。在各种基于柱芳烃的功能材料和技术应用中，基于柱芳烃的超分子结构和组件的定制设计和构建至关重要。合理修饰柱芳烃和客体可以实现这些超分子功能材料的刺激响应性、选择性目标识别和可调自组装等。浙江大学化学系化学工程国家重点实验室高性能新材料化学中心黄飞鹤团队发表综述，阐述了各种形式的基于柱芳烃的超分子组装体或复合材料，着重介绍了不同的柱芳烃基系统在传感与检测、吸附与分离、纳米材料改性和纳米药物等方面的应用。这些研究成果表明，合理巧妙地利用柱芳烃的潜在特性能够为各类已知材料和新材料的设计合成带来惊喜。

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有序纳米结构增强电催化反应

在可持续能源研究的持续推动下，催化科学取得了长足的进步和发展。就催化剂材料而言，最先进的催化剂设计已经取得了重大进展。最近的研究工作表明，有序组装的纳米结构相对于无序纳米结构在活性位点暴露和传质方面显示出了明显的优势。中国科学技术大学俞书宏研究团队系统总结了这一领域的研究进展，将有序组装与熵减少联系起来，重点介绍了有序纳米结构组件的构建及其在电催化中的应用，并讨论了有序效应的机制。

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基于DNA框架构建功能材料

在功能材料合成领域，自上而下的微/纳米合成方法可以实现亚10纳米精度材料的合成，但在材料多功能性、动态排列、生物相容性和高成本方面的挑战和局限性仍然存在。而自下而上的合成方法却可以实现元素生长/组装成明确的结构。DNA纳米技术的快速发展为纳米级材料的精确构筑提供了一个丰富的合成工具箱，在将材料组织成复杂的纳米结构方面展现出了巨大的应用潜力。上海交通大学化学化工学院杨洋、樊春海综述了DNA纳米技术的主要成就，总结了基于DNA纳米结构构筑功能材料的最新研究进展，并讨论了这一领域目前的发展局限性和未来面临的挑战。

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