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...

由于乙烯（C2H4）和丙烯（C3H6）动力学直径十分接近，且理化性质高度相似，二者的高效分离一直以来是工业应用中的关键挑战。C2H4和C3H6均为烯烃。三维共价有机框架（Covalent Organic Frameworks, COFs）的非极性孔隙环境能够减弱气体与框架之间的相互作用，从而促进动力学分离，可能更有利烯烃分子的分离。但由于结构拓扑和孔隙特征的有限多样性，精心设计和合成三维共价有机框架（3D COF）以实现高效的气体分离仍然是一个巨大...

在光催化合成过氧化氢（H2O2）的研究中，构筑高效的给体-受体（D-A）系统是实现高效光催化的核心。然而，如何在分子层面精确控制D-A单元的距离、取向与堆积方式，以优化空间电荷转移并提升催化性能，一直是极具挑战性的难题。针对该问题，吉林大学化学学院王明教授团队提出一种新型的三联吡啶双功能化策略，设计并合成了结构相似的两种配体L1与L2，两者仅相差一个苯环单元，作为电子给体的三苯胺与作为电子受体的三苯基三嗪通过...

有机发光自由基兼具光学、电学与磁学特性，因此，在OLED器件、荧光成像、光动力治疗、核磁共振成像以及多功能响应材料等领域展现出重要的应用前景。近年来，研究者尝试将有机发光自由基引入共价有机框架（COFs）和金属有机框架（MOFs）中，通过限域与结构支撑在一定程度上提高了自由基的稳定性，并拓展了其固态功能。然而，此类框架体系通常具有较高的结构刚性，对温度、溶剂或化学环境等外界刺激的响应能力有限，从而在动态可...

碳同素异形体的发现与创造为化学、材料等领域开辟了新视野，从根本上改变了科学格局。作为它们的分子片段，分子碳（MCs）是理解碳基拓扑结构的理想框架，也是有机光子学、电子学和自旋电子学领域极具前景的功能材料。迄今为止，化学家们已创制出具有一维、二维及三维拓扑结构的优美分子碳，如纳米石墨烯、石墨烯纳米带、以及碳纳米环和石墨炔片等。构建分子碳的弯曲拓扑结构和/或掺杂杂原子对合成化学和材料科学具有重要意义，...

作为一种类似石墨烯片段结构的分子碳，多环芳烃（PAHs）在合成化学、材料科学及相关交叉领域中具有重要的研究价值。锯齿边缘能够诱导PAHs出现自旋极化态，使其表现出独特的开壳电子态和磁学性质，因而这类锯齿边缘PAHs（如二维并苯、Z型并苯和多层并苯）受到广泛关注。然而，开壳自由基结构通常导致较高的氧化活性和较低的稳定性，使得这类化合物的合成和纯化面临巨大挑战，限制其功能探索和材料研究。为解决这些问题，研究人员...

手性多重共振热活化延迟荧光材料具有高色纯度，高发光效率，并且可以直接生成左旋或右旋圆偏振光（CPL）的性能特点，在3D立体显示、加密信息存储以及光学通信等领域具有巨大的应用潜力。因此，开发圆偏振多重共振热激活延迟荧光（CP-MR-TADF）材料和相关器件具有重要科学意义。然而，该领域目前仍面临诸多挑战，如CP-MR-TADF材料的反系间窜越速率（kRISC）仍然较低，器件中存在很强的浓度依赖性，在高掺杂浓度下通常出现明显的...