分类： 化学

来源：《化学工程杂志》

美国宾夕法尼亚州立大学研究团队开发出一种新型传感器，可通过检测呼出气体中的丙酮浓度来诊断糖尿病和前期糖尿病。丙酮是脂肪代谢的副产品，浓度超过1.8 ppm即提示糖尿病。该传感器采用激光诱导石墨烯与氧化锌复合材料，具有高灵敏度和选择性，并能通过防潮膜排除水汽干扰。目前需对着袋口呼气进行检测，未来有望集成至口罩或直接置于鼻下使用，为糖尿病筛查提供低成本、便捷的新方案。

来源：《焦耳》

剑桥大学研究团队开发出一种新型混合装置，将吸光有机聚合物与细菌酶结合，成功利用阳光、水和二氧化碳直接合成甲酸盐，并进一步通过“多米诺”反应制备医药中间体。这种“半人工树叶”模拟光合作用，无需外部电源，首次采用有机半导体作为光捕获组件，避免了传统设计中常见的毒性半导体和化学添加剂。测试显示该装置能持续运行24小时以上，电子利用效率接近完美。这项技术为化学工业“去化石燃料化”提供了创新解决方案，有望成为生产绿色燃料和化学品的基础平台。

来源：《科学》

中美联合团队开发出一种可在室温常压下将混合塑料废物（含PVC）一步转化为汽油组分的方法，效率超95%。该方法利用炼油副产物轻质异烷烃，同步产出盐酸（可回收用于工业）及C6–C12汽油烃，无需预先脱氯或高温处理，能直接处理真实污染塑料混合物，支持复杂废塑料的循环经济转化。

来源：《美国化学会志》

马克斯·普朗克聚合物研究所与剑桥大学合作研究发现，在强电场作用下，水的自发解离反应由熵增而非能量降低主导。通过分子动力学模拟，团队发现电场会使水分子形成高度有序结构，而解离生成的离子会破坏这种有序性，显著增加系统熵值，从而推动反应进行。这一发现颠覆了传统认知——在常规条件下熵会抑制水解离。研究还观察到强电场可使水pH值降至3左右，该机制对理解电化学系统及设计高效水分解催化剂具有重要指导意义。

来源：《美国化学会志》

东京科学大学研究团队开发出一种尖晶石型硫化物半导体(Zn,Mg)Sc₂S₄，该材料可在室温下发射从紫色到橙色的光，并填补了绿色发光效率低的“绿光缺口”。通过化学掺杂调控，该材料可实现n型与p型导电特性切换，导电率跨越9个数量级，为制备pn同质结提供了可能。这种兼具高效光吸收与发光特性的单一材料，为下一代LED、太阳能电池及激光器的发展开辟了新路径。

来源：《化学科学》

通过结合分子动力学模拟与实验，研究人员首次揭示了溶剂萃取过程中镧系元素分离的分子机制。研究发现，较轻的镧系元素（如镧、铕）能与萃取剂分子形成更强键结，而较重元素（如镥）则因空间位阻导致萃取效率下降。水分子通过形成氢键在稳定配合物中发挥关键作用。这一发现颠覆了传统“重稀土更易萃取”的认知，为设计高效、低成本的稀土分离工艺提供了理论基础。

来源：《美国化学会志》

传统理论认为原子内层电子不参与化学反应，但最新量子化学计算发现，碱金属的“半核心电子”在仅几个吉帕斯卡压力（相当于地球深层地壳条件）下即可参与成键。其中铯元素甚至在常压下即存在该现象，比原有理论预测的压力低百万倍。这一发现挑战了化学基础理论，将修正行星内部元素演变模型，并对理解行星形成与宜居性产生深远影响。

来源：《美国化学会志》

奥尔巴尼大学团队成功合成新型化合物二硼化锰（MnB₂），其单位质量能量输出比现用火箭燃料铝高20%，单位体积能量高150%，且仅遇特定点火剂才燃烧，安全性高。该化合物通过电弧熔炼在3000°C高温下制得，其分子结构不对称变形储存高能，点火后释放巨大能量。该材料还可用于催化转换器和塑料降解，为能源与环保提供新途径。

来源：《化学世界》

全球多地区研究显示，化妆品和护肤品在人体组织中残留可检测的永久性化学物质（PFAS）。流行病学家指出所有人群均存在暴露，但具体危害程度尚不明确。目前科学家正通过成分剔除实验评估风险，并推动行业研究公开化。

来源：《自然·能源》

中国研究团队开发了一种新型光催化系统，通过在多孔二氧化钛（TiO₂）中嵌入金纳米颗粒并利用蒸汽活化，实现了甲烷到丙烷的高效转化。该系统在365纳米波长下丙烷选择性达91.3%，表观量子效率39.7%，每小时产量1.4毫摩尔。机理研究表明，拉伸应变金与纳米孔限域微环境共同稳定乙烷中间体，促进C2–C1耦合生成丙烷，为太阳能驱动甲烷清洁转化提供经济可行路径。