分类: 化学

  • 新型质谱分仓技术提升分子检测灵敏度

    来源:《分析化学》

    冷泉港实验室质谱设施团队开发出一种创新质谱分析技术,通过将扫描过程分解为多个“分仓”来提升检测性能。传统质谱仪在分析复杂混合物时,高丰度离子常会干扰低丰度分子的检测。新技术将离子按丰度分区测量,有效避免了离子间相互作用导致的信号干扰,从而更精准地识别浓度差异极大的分子。这一改进有望在药物靶点发现、肿瘤成分分析等研究中提高检测灵敏度与准确性,为全球生物医学研究提供新工具。

  • 研究揭示三水铝石纳米晶定向组装与二聚体溶解新机制

    来源:《自然-通讯》与《美国国家科学院院刊》(PNAS)

    美国太平洋西北国家实验室团队通过分子成像与模拟发现,常见含铝矿物三水铝石(Gibbsite)的纳米晶通过类似“俄罗斯方块”的旋转、滑动与对齐过程定向组装成介晶。该“滑动作用”取决于颗粒形状、边缘电荷及溶剂环境。同时,其溶解过程并非单分子剥离,而是以“二聚体”形式成对脱离晶体表面,挑战了传统矿物溶解认知。这些发现为核废料处理(如汉福特场址铝碱废料)、土壤风化预测及先进材料设计提供了关键分子机制依据。

  • 新型光催化系统实现黑暗环境按需制氢

    来源: 《先进材料》

    研究团队受植物光合作用启发,开发了一种由石墨相氮化碳与钨酸铵组成的液态光催化系统。该系统在光照下捕获并储存太阳能电子,随后在黑暗环境中,通过引入铂催化剂触发反应,按需高效释放氢气。其黑暗条件下产氢速率达3220 µmol g⁻¹ h⁻¹,户外日光下为954 µmol g⁻¹ h⁻¹,性能优于同类系统。该技术无需高压储运,有望实现太阳能制氢的连续、安全利用,推动氢能规模化应用。

  • 光催化合成氨研究获突破,有望替代高能耗传统工艺

    来源:《自然·能源》

    斯坦福大学等机构研究人员发表论文,提出一种新型光催化合成氨方法。该研究利用金-钌双金属纳米颗粒作为催化剂,在常温常压下通过可见光驱动,成功将氮气和氢气转化为氨。这一光催化机制模拟了自然界中酶的固氮过程,能耗远低于传统的高温高压哈伯-博世工艺(约占全球温室气体排放3%)。该技术为开发高效、可持续的氨合成工艺提供了新方向。

  • 云杉树皮甲虫与病原真菌上演“化学攻防战”

    来源:《美国国家科学院院刊》(PNAS)

    马克斯·普朗克化学生态学研究所团队发现,云杉树皮甲虫能将寄主云杉树皮中的酚苷类防御物质,转化为抗菌活性更强的苷元,以抵御病原真菌。然而,真菌(如白僵菌)可通过糖基化及甲基化的两步解毒途径,将甲虫的防御物质转化为无毒的甲基糖苷衍生物,从而成功侵染甲虫。该研究揭示了食物链中化学防御物质的多级转化机制,为筛选更具效力的生物防治菌株提供了新思路。

  • 研究证实铝罐与玻璃瓶对红麝香葡萄酒保鲜效果相当

    来源:《ACS食品科学与技术》

    研究团队比较了红麝香葡萄酒在铝罐与玻璃瓶中,于室温和高温(36°C)条件下储存6个月的品质变化。结果显示,两种包装在pH值、酒精含量、香气及颜色稳定性方面均无显著差异,铝罐内衬也未出现腐蚀或化学降解。这为红麝香葡萄酒采用更环保、便携的铝罐包装提供了科学支持,但长期货架稳定性仍需进一步研究。

  • 新计算框架加速催化剂设计,高效电合成过氧化氢

    来源:《德国应用化学国际版》

    研究团队开发出一种名为“加权原子中心对称函数”的计算框架,可统一描述不同结构催化剂(如合金、氧化物、单原子材料)的活性位点原子几何与化学特性。结合机器学习与反应建模,该模型成功预测了过氧化氢电合成(两电子水氧化反应)性能,并筛选出高效稳定的锂钪氧化物(LiScO₂)催化剂,实验验证其效率约90%且能连续稳定运行近一周。该通用性框架已集成至数字催化平台,有望系统化加速清洁能源与化学品生产中的催化剂设计。

  • 新型“分子捕手”攻克锌溴液流电池腐蚀难题,寿命提升20倍

    来源:《自然·能源》

    科学家通过在锌溴液流电池电解液中添加氨基磺酸钠(SANa),成功捕获腐蚀性溴气,将其转化为温和的溴化胺。这一改进将电池循环寿命从仅30次大幅延长至700次以上(近1400小时),且能量密度提升至152 Wh/L(传统为90 Wh/L)。该设计避免了昂贵防腐材料的使用,显著降低了成本与安全风险,为电网级可再生能源存储提供了高性能、长寿命的电池新方案。

  • 实验室模拟揭示硼酸盐促进早期地球RNA自然合成

    来源:《美国国家科学院院刊》(PNAS)

    研究通过模拟43亿年前地球的火山玄武岩地下水环境,验证了“不连续合成模型”中从简单气体到长链RNA(100-200个核苷酸)的六步反应可自主连续进行。意外发现预期会干扰反应的硼酸盐矿物实际能清除副产物、维持适宜pH,促进RNA合成。该结果为“RNA世界”假说提供了关键实验支持,推动了生命起源化学路径的研究。

  • 科学家开发出“状态无关”固态电解质

    来源:《科学》

    英国牛津大学等机构合作合成了一类新型有机分子离子材料,其离子电导率在液态、液晶态与固态之间几乎保持不变,打破了传统材料凝固后离子迁移率急剧下降的规律。该材料分子呈盘状中心加柔性侧链结构,固态时自组装形成刚性柱状阵列,侧链则构成允许负离子自由运动的通道。这一突破为开发安全、轻质、宽温域工作的固态电解质提供了新思路,有望应用于电池、传感器及电致变色器件。团队正致力于进一步提升材料电导率并探索其在电子计算器件中的潜力。