分类: 化学

  • 科学家在常温下合成稳定氮链自由基阴离子

    来源:《Nature Chemistry》

    曼彻斯特大学与牛津大学团队,首次在常温条件下合成并分离出稳定的四氮自由基阴离子({N4}•−)链。这些高反应性分子通常仅存在于地球电离层或超高压环境。通过还原取代苯基叠氮化物,团队获得可在厌氧条件下稳定六周的结晶衍生物。该突破为含能材料、推进剂及氮转移试剂开辟了新途径。

  • AI预测原子排列路径,设计出高性能铂钴锌燃料电池催化剂

    来源:Advanced Energy Materials

    首尔大学团队利用机器学习模拟量子化学,发现锌元素可促进铂钴催化剂形成有序的金属间化合物结构,避免传统高温合成中的颗粒团聚问题。基于AI预测合成的锌-铂钴催化剂,活性和耐久性均优于商用铂催化剂,有望延长氢燃料电池寿命并降低成本,为下一代催化剂开发提供了AI驱动的设计范式。

  • 新型氟化电解质实现电池超高能量密度与极低温运行

    来源:Nature

    中国研究团队开发出基于单氟化氢氟碳溶剂的电解质,通过弱F-Li⁺配位作用改善电极界面动力学。该电解质使锂金属软包电池在室温下能量密度超过700 Wh/kg,-50℃低温下仍可达约400 Wh/kg,同时支持高效充放电。这一突破为电动汽车、极地探索等极端环境应用提供了高性能电池解决方案。

  • 中国科学家突破TOPCon太阳能电池效率纪录,达26.66%

    来源:《自然·能源》

    中国科学院宁波材料技术与工程研究所领衔的团队,通过在工业级M10硅片(有效面积313.3 cm²)上采用双面电学优化策略,将TOPCon太阳能电池的转换效率提升至26.66%。该策略包括正面高方阻硼发射极与优化栅线设计、背面新型双层结构抑制金属扩散,并将双面率提升至88.3%。这一成果使工业电池效率达到理论极限的83.8%,为高效光伏量产提供了新路径。

  • 70年化学难题终破解:首例稳定中性铜茂合成

    来源:《美国化学会志》

    研究团队采用三叔丁基环戊二烯基配体,在铜原子周围构建空间位阻,防止其催化碳-碳偶联反应,从而首次获得稳定的中性铜茂。该配合物呈蓝绿色晶体,具有独特的滑移夹心结构(两环倾斜约7.6-9.6°)。通过氧化还原还可获得其阳离子和阴离子形式。这一发现填补了3d过渡金属茂合物系列的最后一个空白。

  • 原子级薄二硫化钼:航天电子抗辐射的新希望

    来源:《自然》

    研究发现,基于二硫化钼制造的射频通信电路在伽马射线辐照后结构完整、电性能稳定。在500公里低地球轨道运行9个月后,仍能以极低误码率清晰传输校歌。估算表明,该材料在地球同步轨道可耐受辐射约271年,远超传统硅基器件。这一本征抗辐射特性有望大幅减轻航天器防护重量,延长深空探测任务寿命。

  • 量子涨落使“平面分子”变立体:甲酸的手性起源新发现

    来源:《物理评论快报》

    德国歌德大学研究团队发现,即使在绝对零度,甲酸分子中的原子核也因量子零点振动而持续“颤抖”,使传统认为的平面分子在任意瞬间呈现三维结构。这种量子涨落导致分子失去对称性,产生左右手性两种形态——而手性通常被认为由分子固定结构决定。研究揭示,分子的几何构型不是静态属性,而是原子核概率分布的平均结果。

  • 新发现:化学梯度可显著改变颗粒在复杂材料中的运动轨迹

    来源: Science Advances

    耶鲁大学研究颠覆传统认知,发现即使存在强流体背景,盐浓度梯度仍能通过扩散泳效应驱动胶体颗粒横穿流线,显著改变其在多孔介质中的输运路径。这种微小的横向迁移持续累积,最终导致颗粒整体运动速度与分布范围发生巨大变化。研究提示,化学梯度可作为调控颗粒输运的新手段,无需改变材料结构本身,对废水处理、药物递送、土壤修复等领域具有重要应用潜力。

  • 迄今最精确质子半径测量证实标准模型,缩小新物理藏身空间

    来源:Nature

    德国马克斯·普朗克量子光学研究所团队利用高精度激光光谱,测量了氢原子中从2S态到6P态的跃迁频率,以2.5倍于以往的精度提取出质子电荷半径为0.840615飞米。该结果与先前基于氢原子能级的小半径测量值一致,解决了长期存在的实验数据分歧,并对量子电动力学进行了迄今最严格的检验。标准模型再次经受住考验,留给新物理理论的余地进一步收窄。

  • 氢键分子设计提升钙钛矿太阳能电池效率与稳定性

    来源:Nature Energy

    南方科技大学与香港城市大学等机构研究人员开发出一种基于双咔唑单元并引入酰胺基团的二聚体分子,通过形成分子内及与透明导电氧化物间的氢键网络,改善空穴传输层自组装单分子膜的均匀性与界面接触。该策略将1.77 eV单结电池效率提升至21.56%,1.56 eV电池达26.80%(认证值),全钙钛矿叠层电池效率达30.19%(认证29.38%)。研究为钙钛矿光伏商业化提供了关键材料基础。