非晶氧化铱(IrOx)是目前酸性析氧反应中最具活性的催化剂之一。然而这类催化剂在实际应用中一直面临一个难题，它的高活性往往以牺牲长期稳定性为代价，严重阻碍了其在质子交换膜水电解制取绿氢技术中的推广应用。这源于非晶IrOx的高活性来自晶格氧参与机制，结构中配位不饱和的氧原子具有较弱的Ir-O键，在反应过程中容易被激活。但这种晶格氧参与机制常常引发不可逆的氧流失，导致铱的溶解和催化剂结构的破坏。图1多孔hollandite...

共价有机框架（COFs）作为一类晶态多孔材料，以其低密度、高比表面积和优异的热化学稳定性而备受关注，在气体存储、催化、传感和生物医学等领域展现出广阔应用前景。然而，将功能基团引入COFs孔道的同时保持其结晶度和孔隙率仍是一项重大挑战。现有策略中，2DCOFs的功能基团常阻塞一维孔道，导致比表面积下降；而基于柔性dia拓扑的3DCOFs则因结构动态性影响结晶度和孔隙率。因此，开发兼具高结晶度、大比表面积和开放孔道结构的...

手性是生物分子的基本特征，在氨基酸、糖类等基本结构单元中普遍存在。DNA的右手双螺旋与蛋白质的右手α-螺旋等螺旋结构作为手性的重要表现形式，在遗传信息传递、转录调控以及酶的立体专一性催化等生命过程中扮演着不可替代的关键角色。受此类生物分子手性结构的影响，使得手性分子的一对对映异构体往往表现出显著的生物活性差异，通常一个对映体具有疗效，而另一个则无效或产生不良反应。采用手性固定相（CSPs）的高效液相色...

空气稳定的三（2,4,6-三氯苯基）甲基自由基（TTM）衍生物具有独特的双线态（doublet）发光性质，近年来已成为光子学与光电子学领域备受关注的发光材料体系。然而，传统的三苯甲基自由基（TTM）因分子的交替对称性，导致其D0-D1跃迁振子强度接近于零，第一激发态的摩尔吸光系数很小（在103量级），发光效率和光稳定性因此受限。为了克服该问题，李峰课题组于2020年提出了通过打破交替对称性的分子设计策略，将原本跃迁禁阻的第一...

源自天然小分子硫辛酸的聚合物材料融合了动态共价和非共价相互作用，能够协同优化机械强度和动态功能，在多个领域展现出广泛的应用前景。传统的硫辛酸热聚合受外部热源导致的温度梯度，常引发聚合不均匀的问题，制约了材料性能的进一步提升。针对这一挑战，吉林大学吴立新教授和李豹教授团队在硫辛酸聚合体系中引入1-烯丙基吡啶阳离子修饰的还原型多金属氧簇复合物，成功开发出一种基于近红外光调控的硫辛酸聚合新策略（图1）。...

肌腱周围滑膜鞘的动态润滑对肢体运动至关重要。受滑膜鞘启发而设计的软体执行器和可移植替代水凝胶主要聚焦材料的高韧性和固有润滑能力。然而腱鞘的润滑是一个动态的过程，如何设计具有类似腱鞘持续分泌润滑液功能、可逆性收缩性和高耐久性的仿生水凝胶仍是一项重大挑战。为了应对这一挑战，宋文龙教授课题组与中国科学院理化技术研究所王树涛研究员课题组、吉林大学第二医院刘钦毅教授课题组合作开发制备了一种受腱鞘启发的可...

氮气分子的N≡N键能高达941 kJ/mol，结构十分稳定，其活化与转化一直是能源与化学领域的重大挑战。传统工业合成氨主要采用哈伯-博施法，需在400～500℃高温、200～300个大气压的苛刻条件下进行，不仅能耗高，还会产生大量工业废弃物。相较之下，锂-氮电池将氮气固定与化学储能相结合，为在温和条件下合成氨类化合物提供了新思路，同时也开辟了一条全新的储能途径。然而，锂-氮电池面临着过电位高、反应动力学缓慢、循环稳定性差...

在将分子机器真正“做进材料”的过程中，一个核心难题始终存在：如何在无溶剂的固态环境中，让分子依然能够有序、可控地运动，并将这种微观运动转化为可观测的材料功能。在溶液中，分子马达可以借助周围分子提供的自由空间完成构型变化；而在晶体中，分子紧密堆积、空间受限，往往难以实现持续旋转。因此，如何在保持晶体高度有序和稳定的同时，为分子马达创造足够的活动空间，并实现从“分子转动”到“材料响应”的跨尺度转化...

电荷转移共晶因其独特的物理化学性质，在光电转换、催化等领域展现出了卓越的应用潜力。然而，其可控合成与性能精准调控仍面临显著挑战，核心在于需同时精细平衡供体-受体电子耦合、分子构象优化及有序三维堆积等多个相互关联的关键因素。近日，我院刘钢教授研究团队基于三聚氰胺与蜜勒胺分子固有的三角对称结构，创新性地提出一种热解驱动的合成策略，成功构筑了具有三角几何密铺结构的新型电荷转移共晶材料。该策略有效突破了...

电子化合物是一类以阴离子态电子限域于晶体空隙为特征的材料。凭借独特的富电子结构，该类材料在储能、超导及光电子等领域展现出良好潜力，但其催化潜力直到近十年才逐渐受到重视——在氨分解、CO氧化、选择性加氢和Suzuki偶联等反应中，电子化合物已被证实可作为高效的“电子库”参与催化作用。尽管如此，电子化合物在电催化领域的发展仍不充分，主要受限于其本征不稳定性和合成制约。多数已知电子化合物对水敏感，在电化学体...

螺旋结构在自然界中无处不在：DNA的双螺旋、蛋白质的α-螺旋、植物卷须与贝壳的宏观螺旋，不仅决定了生命分子的空间构型，也直接关联复制、转录与催化等核心生命过程。因左右手螺旋互为不可重叠的对映异构体，一旦某一手性螺旋过量，体系即呈现宏观光学活性。这一“手性放大”现象提示化学家：若能人工合成具备稳定单手螺旋的聚合物，有望模拟乃至超越天然螺旋，为手性识别、不对称合成、信息存储及光电材料开辟全新路径。因此...

固态锂金属电池技术因其卓越的安全性和极高的理论能量密度成为了下一代储能设备的重要发展方向。作为固态电池的核心组成部分，固态电解质是实现高性能固态电池构筑的关键。在众多固态电解质材料中，聚合物固态电解质因其良好的柔韧性和加工性能被视为最具应用潜力的固态电解质体系之一，但其实际应用过程中仍面临离子电导率较低、电化学稳定窗口偏窄以及与锂金属负极界面相容性较差等问题。尽管研究人员通过引入无机填料对聚合...

乙炔是一种重要的工业前体，通常通过碳氢化合物蒸汽裂解及甲烷部分燃烧等工业过程生产，但过程中不可避免地会产生二氧化碳杂质。由于二氧化碳和乙炔分子在尺寸、形状以及物理性质方面高度相似，二者的高效分离成为一项极具挑战性的难题。目前，工业上主要采用溶剂萃取技术进行分离，但该方法存在能耗高、产生化学废弃物等显著缺点。在这一背景下，吸附分离技术作为一种低能耗的替代方案受到了广泛关注，其核心在于开发高性能的...

分子机器作为纳米尺度的动态系统，能够将外界能量转化为定向机械运动，在智能材料和药物递送领域展现出巨大潜力。2016年诺贝尔化学奖授予了分子机器的设计与合成，而2025年诺贝尔化学奖则表彰了金属有机框架（MOFs）的开创性工作。如何将这两个领域有机结合，在结晶性框架中实现高效的分子机器功能，一直是超分子化学领域的重要挑战之一（图1）。在晶体材料中引入动态分子开关面临着根本性挑战：刚性晶格的空间限域效应与分子构...

近日，孙俊奇教授受邀在《Accounts of Chemical Research》期刊撰写题为Reversibly Cross-Linked Polymers: A New Method for High-Performance and Sustainable Polymer Materials的综述文章，详细介绍了课题组所提出并建立的“可逆交联聚合物”这一高分子材料制备的创新概念。聚合物材料因其卓越的力学性能与稳定性，已成为现代社会和经济发展的基础材料。然而，传统聚合物难以实现高效回收与循环利用，导致严重的资源浪费与...