以甲烷或氮气作为初始原料合成基础化工产品，既是当前催化和合成化学的研究热点，但同时也是一个世界性难题，所面临的最大科学挑战是惰性化学键的活化通常需要高温、超高压等苛刻条件，所带来的成本问题和工艺问题极大地限制了其工程化发展。因此，发展温和条件下的惰性分子低碳转化技术是一个迫切但又极具挑战的课题，一旦取得突破，将会颠覆人们对于催化剂真实“构-效”关系的传统认知，推动惰性分子的绿色转化与应用，对于实...

功能复合固体是由两种或两种以上的固体通过物理或化学手段构成新的功能固体，在化学、材料、物理、电子等领域具有重要的意义。与单相固体相比，复合固体中的两相相互作用形成杂化的电子态，产生性能优化效应及赋予材料新的功能，这是复合固体的核心所在。复合固体的结构调控作用受到两相相互作用的强烈影响，对某一组分材料的结构调控引起的应力和电子态改变会对其他组分材料产生关联影响，使复合固体整体的结构和电子态发生协...

多孔材料具有高比表面，均一可调的孔径和孔容，多样而有序的孔结构等特征，是重要的催化、储能和吸附分离材料。目前，多孔材料的研究内涵主要集中在分子筛、介孔材料、金属有机骨架材料、共价有机骨架材料等方面。而多元无机固体材料组成元素多样、结构均一稳定，多孔化可显著提高其应用性能，如增加活性位点，增强主-客体相互作用，加快客体物质的传输等。合成多孔结构的多元无机固体材料所面临的难题在于：（1）物理性质方面...

“重剑无锋，大巧不工”出自金庸武侠小说《神雕侠侣》。“重剑无锋”指真正的剑技并不依靠剑锋，依靠基本功的培养同样能够达到无招胜有招。而“大巧不工”强调了巧与拙的辩证关系，即真正的“巧”并非是违背自然规律的卖弄，而是顺应自然规律，使自己的目的自然而然地得到实现。受此启发，张越涛课题组巧妙地利用了Lewis酸碱对聚合（LPP）体系对单体浓度呈零级动力学的特点，化“拙”为“巧”，化繁为简，解决了全（甲基）丙烯...

现代能源存储与转化技术迅猛发展，亟需先进的电解质材料。液晶是一类独特的软物质材料，兼具液体的流动性和固态晶体的有序性，在纳米尺度展现了丰富多维的相态结构，例如柱状相、近晶相、双连续立方相等。这些有序结构可作为高效的离子通道，实现离子的快速定向传输。而且液晶还具有优良的可加工性，其相形态可以通过外场进行调控，易于器件化和操控化。上述优势使得液晶成为开发先进电解质材料的优异候选者。然而，液晶本质上...

设计合成结构多样、兼具特定功能的大环主体分子是超分子化学与材料领域的重点研究内容之一，也是推动有机功能材料和智能超分子系统发展并走向实用化的重要环节。作为新兴大环主体分子，柱芳烃因其高度对称的柱状刚性分子结构和诸多的功能化方式受到了领域内学者的广泛关注。吉林大学杨英威课题组长期致力于柱芳烃及其衍生物的研究工作，获得了一系列具有重要学术影响力的系统性科研成果。最近，该课题组在基于大环芳烃受体的固...

有机双自由基是指存在两个未成对电子的开壳结构分子或离子，具有与电子完全成键的闭壳结构有机分子不同的化学性质和物理效应，在有机电子学、自旋电子学、量子器件等前沿科学领域具有重要的应用前景。然而，有机双自由基通常具有较高的化学反应活性，为分子设计、材料制备和性能优化带来了巨大挑战。近年来，有机双自由基备受关注，采用拓展共轭结构、改变稠并方式、以及向共轭骨架引入杂原子等分子设计策略，造就了一些结构特...

超流是指物质在特定条件下表现出的无摩擦、无粘性、熵为零、无限热导的量子现象。自1938年液氦的超流现象被观测到后，该研究领域的科学家已四次获得诺贝尔物理学奖。仲氢与氦-4类似，是不可区分的玻色体系，且质量更小。因此，仲氢是下一个最有可能具有超流性质的热门物质之一。1998年，Grebenev等(Science1998,279, 2083)将探针分子置于氦滴中，通过高分辨率红外-微波光谱研究分子在量子溶剂中的微观转动动力学，开启了微观超...

可控自由基聚合，通过可逆终止或链转移来实现对自由基聚合的调控，具有分子量可预设、分子量分布可调、拓扑结构与构型的设计性强等特点，广泛应用于功能聚合物的合成。尽管可控自由基聚合取得了令人瞩目的成就，但目前该领域仍然存在亟待解决的重要科学问题，包括聚合活性和效率的提高、超高分子量的获取以及聚合物构型与组装体形貌的可控制备等。针对以上问题，安泽胜研究组长期从事可控自由基聚合研究，取得了如下成果：1）开...

金属空气电池性能优良、结构简单、安全可靠且绿色环保，是应对当前日益严峻的能源问题和环境问题的优选方案，目前已引起该领域广大科研工作者的极大兴趣，有望在新能源汽车、便携式设备、固定式发电装置等领域获得应用。然而，金属空气电池目前的实际综合性能如循环寿命、倍率性能、能量转换效率、安全性等方面均离实用化有很大差距。这些是金属空气电池在基础理论研究和应用开发方面均进展缓慢所致。吉林大学徐吉静课题组长期...

手性结构及其调控与生命现象密切相关。人体中存在多层次的手性结构，并且很多重大疾病也伴随着具有手性结构物质的生成。然而在复杂生理环境中的手性结构的手性信号极弱且难以分辨。表面等离子体纳米粒子可与可见和近红外光发生共振，有助于手性信号的增强和放大。表面等离子纳米粒子与手性生物分子相结合，为手性材料的制备及其在生命医学中的应用带来了新的机遇。吉林大学刘堃课题组在手性纳米材料的设计、合成与构筑等方面开...

晶态有机多孔材料(covalent organic framework, COF)是由轻质元素（如C、H、O、N、B等）通过共价键连接形成的具有周期性网格结构的多孔聚合物。这类材料具有自身独特的优点，比如低密度、高比表面积、稳定的框架结构、易于修饰改性和功能化等，因此目前在气体分离、异相催化、能源储存、光电器件、传感设备以及药物传输等领域已经开展了相关的研究并呈现出优异的应用前景。吉林大学方千荣教授研究组近年来主要致力于高稳定性COF...

有机发光自由基是自由基家族中比较特殊的一类化合物，集光、电、磁性质于一身。在有机磁学、自旋电子学、有机光电、荧光探针和化学传感等领域具有广阔的应用前景。吉林大学李峰教授研究组2015年创新性地提出并实现了自由基的双线态电致发光（Angew. Chem. Int. Ed.2015,54, 7091）。以此为开端，自由基发光材料与器件效率不断提高（ACS Appl. Mater. Interfaces2016,8, 35472;Chem. Mater.2017,29, 6733;J. Phys. Chem. Lett.20...

结晶性高分子广泛存在，其在高分子材料中占据非常大的比例。高分子结晶相的结构对材料的力学及光电性质等诸多性质具有重要影响。从纳米尺度研究高分子链结构对结晶过程、晶体结构以及材料力学性质等的影响规律，对于进一步揭示结晶机制、建立链结构与材料性能之间的联系、设计发展高性能高分子材料具有重要意义。吉林大学张文科研究组近年来致力于开展高分子晶体体系纳米力学性质研究，于2011年首次报道了聚氧乙烯（PEO）单晶体...

分子筛是一类具有规整微孔结构（孔径小于2纳米）的晶体材料，其孔道内存在可调变的酸性和氧化还原活性位点，这些特性使得分子筛成为在现代工业催化及石油化工领域中应用最为广泛的催化材料。相较于其他负载型金属催化剂，分子筛负载金属催化剂具有更小的金属尺寸及超高的热稳定性，同时在催化反应中展现出优异的择形催化性能，近年来被广泛的应用于诸多重要的工业催化过程及化学储氢等前沿能源领域。浸渍合成法是最常用的制备分...