固态电池是极具前景的下一代电池技术，固态电解质是其核心组成部分。许多固态电解质由阴离子基团骨架和可快速迁移的锂、钠离子构成。长期以来，阴离子转动是否会促进阳离子迁移存在争议，其定量贡献也缺乏直接证据。其难点在于，阴离子转动通常伴随晶体相变，传统实验和普通分子动力学很难将其影响分离。此外，阴离子平移和振动对阳离子迁移的潜在驱动作用也常常被忽视。针对这一问题，李辉教授团队将自主开发的约束算法与机器...

共价有机框架（COFs）凭借其可设计的孔道结构和优异的电子传输性能，在光催化H2O2合成领域展现出显著的应用前景。目前，引入供体-受体结构、杂原子掺杂或扩展π共轭等策略虽能有效提升COFs的光催化性能，但此类方法涉及全局性骨架改性，难以在保持化学组成不变的条件下实现COFs局部微环境与电荷分布的精确调控。噻吩及其衍生物因其化学连接方式的可调节性对共轭路径和分子偶极子的显著扰动效应，为局域电荷调节提供了理想的结构...

半导体结的精确构建是调控光伏器件能带排列与载流子动力学的重要基础。气相外延可实现对晶体取向和界面结构的精确控制，但通常依赖单晶基底和真空条件。对于溶液加工的多晶钙钛矿，上层溶剂对底层的侵蚀以及晶粒取向不一致容易破坏界面连续性，使空气环境下取向可控同质结的构建面临挑战。针对上述问题，吉林大学董庆锋教授团队提出了溶剂介导的热冲击外延策略。该策略将热冲击诱导的快速结晶与2-甲氧基乙醇的反温度溶解特性相...

液晶弹性体（Liquid-crystal elastomers, LCEs）能够将热、光等外界刺激转化为可逆机械运动，在人工肌肉、软体机器人等领域具有重要应用潜力。将动态共价键引入LCE网络（DCv-LCE），可通过动态键交换实现网络重构，赋予材料交联后重新编程、再加工和循环回收等优势。然而，LCE的力学强化与驱动性能存在内在矛盾：提高交联密度可增强材料模量和驱动应力，却会限制驱动形变；降低交联密度虽有利于形变，却会削弱力学性能和驱动应...

随着塑料污染问题日益严峻，开发兼具高性能、可降解性和可持续性的高分子材料已成为重要研究方向。其中，主链含有动态二硫键的聚硫辛酸（PTA）因具备可逆键合特性，在可回收塑料、弹性体及胶黏材料等领域展现出广阔应用前景。然而，传统热引发聚合通常存在单体转化率低、分子量受限等问题，难以满足高性能材料的构筑需求；常用增强策略往往依赖永久性共价交联，会大幅削弱材料的可降解性。与此同时，现有光引发、阴离子及阳离子...

溶液法制备的自组装单分子层（SAMs）存在晶体生长不可控、结构均一性差的问题，这仍是制约界面高效电荷传输的核心瓶颈。针对这一问题，吉林大学化学学院张红雨团队和霍夫曼先进材料研究院胡汉林团队提出了一种偶极调控分子改性策略：通过合理设计氟化苯并咪唑羧酸衍生物（1F-COOH、2F-COOH、3F-COOH），并将其与传统SAMs分子（Me-4PACz）共组装构建co-SAMs，实现对自组装单分子层结晶行为的精准调控。该策略利用氟化苯并咪唑环...

晶格应变工程是当前调控材料电子结构、优化催化性能的重要技术手段。适度的晶格应变可改变原子间键长、键角及轨道重叠方式，进而调控材料能带结构、载流子运输行为以及表面反应能垒，为提升催化性能提供有效途径。目前大多数应变调控方法依赖于界面失配、外延生长、缺陷诱导等方式，普遍存在应变幅度有限、调控精度不足等问题。高压可直接作用于晶体晶格，是调控晶体结构最有效的方法之一；然而多数半导体材料在高压条件下易出...

高性能塑料广泛应用于航空航天、防护材料和先进复合材料等领域，但其发展长期受限于强度、韧性、环境稳定性和可回收性难以兼顾的矛盾。传统高强塑料通常依赖刚性骨架或高密度交联结构，容易导致链段运动受限和韧性不足；而通过增大链间自由体积或引入动态可逆作用来提高韧性和可再加工性，又往往会削弱材料的强度、模量及耐水稳定性。因此，如何在同一体系中同时实现高强度、高模量、高韧性、优异环境稳定性和可回收性，是高性...

圆偏振有机发光二极管（CP-OLED）能够直接输出左旋或右旋圆偏振电致发光，在先进显示、立体成像和手性光电子学等领域具有重要潜力。螺旋烯具有天然的手性螺旋π共轭骨架，是构筑圆偏振发光材料的经典设计平台。多重共振热活化延迟荧光（MR-TADF）的短程电荷转移（SRCT）特征有效抑制激发态结构弛豫与振动耦合，为提升发光色纯度提供了有效途径。因此，将螺旋烯手性与MR窄带发光结合，是发展高色纯度CP-OLED的重要方向。然而，该...

纳米石墨烯（Nanographenes）是研究石墨烯结构与性质的精确分子模型，在合成化学和材料科学领域备受关注。精准掺杂杂原子是调控其拓扑结构、电子态及光电磁性质的有效手段，其中，硼原子因具有缺电子性与路易斯酸性，可赋予分子体系独特的电子结构与光物理性质，而磷原子则凭借丰富的价态变化与构型可调性，为分子功能化提供了广阔的创新空间。若能将二者同时嵌入共轭稠环骨架，则有望实现电子结构与功能层面的互补集成与协同增...

有机余辉材料凭借易功能化、生物相容性良好、分子种类丰富等突出优势，受到科研领域的广泛关注，在信息安全、传感检测、光学生物成像以及光电子器件等诸多领域拥有巨大的应用潜力。但该类材料仍存在亟待突破的技术瓶颈：单重态三重态自旋轨道耦合作用较弱，三重态激子极易发生非辐射复合，致使有机余辉材料很难实现高亮度、长寿命的余辉发射。为攻克上述难题，科研工作者已发展出重原子掺杂、主客体组装、结晶改性、构建H聚集体...

超拉伸聚合物在安全防护、软体机器人、生物医疗器件和柔性能源系统等领域具有重要应用前景。然而，高力学强度与超高延展性之间通常存在内在矛盾：柔性分子链和较低的交联密度有利于实现大幅度形变，却往往导致承载能力不足；提高交联密度虽可增强聚合物，却会限制分子链运动，进而牺牲其拉伸性。此外，极端拉伸条件下的局部应力集中容易诱发裂纹发生与扩展，最终导致材料断裂，进一步制约其服役可靠性。因此，如何突破强度与拉...

分子碳（Molecular Carbons），其可视为碳纳米材料的片段结构，在有机光子学、电子学与自旋电子学等领域具有巨大的应用潜力。其中，具有带状拓扑的分子碳，即带状分子碳，展现出原子级精度调控分子碳的电子结构和物化性质的突出优势，在合成化学与材料化学领域备受关注。然而，伴随共轭长度的增加与锯齿边缘的引入，带状分子碳会形成自旋极化边缘态以及开壳自由基结构，不仅显著降低分子稳定性，还会引发激发态非辐射弛豫与荧光...

分子的空间构象能显著影响体系的激发态演化路径和光化学反应行为。通过超分子方法对分子构象进行精准控制，为调控光诱导过程并实现特定光化学反应提供了一种有效途径。近日，吉林大学吴光鹭教授团队利用葫芦[8]脲（CB[8]）的空间限域作用，通过分子预组织策略激活了原本难以发挥作用的分子内重原子效应，实现了无需外加光敏剂的白光驱动选择性氧化反应。在众多调控激发态过程的策略中，重原子效应是一种经典且有效的方法。通过...

质子交换膜电解水（PEMWE）是可持续制氢的关键技术，其阳极析氧反应（OER）因动力学迟缓和强酸性腐蚀环境，对电催化剂提出了极为苛刻的要求。当前，钌基氧化物虽本征活性优异，但易在高电位下过度氧化并生成可溶性RuO42−而快速失活；铱基氧化物虽稳定性良好，却受限于较低的催化活性。这一固有矛盾促使研究者致力于设计钌铱（RuIr）混合氧化物，以期在同一材料中实现高活性与高稳定性的协同。过去数十年，大量研究围绕RuIr体系...