分类: 化学

  • 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。

  • 化学气相沉积实现高效低耗合成MXene

    来源:《自然·合成》

    美国多所大学合作开发出一种新型化学气相沉积法,实现了原子级精准、自下而上地合成二维材料MXene。与传统方法(需使用氢氟酸等高危险化学品,步骤繁琐且成本高昂)相比,该技术将生产成本降低两个数量级以上,产物纯度提升至90wt%。该方法灵感源自1986年一篇被忽略的化学论文,使用廉价稳定的四氯乙烯作为前驱体。这一突破有望推动MXene在能源存储、电磁屏蔽等领域的规模化应用。

  • AI新框架CatDRX加速催化剂智能设计

    来源:《通讯·化学》

    日本东京科学大学团队开发了一种生成式人工智能框架CatDRX。该模型能通过学习大型化学反应数据集,结合反应物、产物等具体反应条件,来预测催化剂性能并设计全新的催化剂结构。研究团队在多个真实反应案例中验证了其有效性,证明了CatDRX能够大幅缩短传统催化剂研发所需的时间与实验成本,为可持续化学和工业生产提供了高效的智能设计新路径。

  • 全球首个人造内源性大麻素问世,有望开发新型疗法

    来源:《药物化学杂志》

    美国东北大学药物发现中心的研究人员首次成功合成了一种稳定且高效的内源性大麻素化合物。该研究利用“手性”原理,通过添加甲基基团优化分子结构,使其能更精准、稳定地与人体内的CB1和CB2受体结合,避免了植物源性大麻素(如THC)的致幻、成瘾等副作用。该合成分子已在动物实验中展现出镇痛潜力,未来有望应用于疼痛、炎症、癌症、神经退行性疾病及中风保护等多种治疗领域。

  • 揭秘土壤铁矿物“锁碳”新机制:多重化学策略协同固碳

    来源:《环境科学与技术》

    研究发现,土壤中常见的铁氧化物矿物水铁矿通过表面正负电荷斑块镶嵌的“纳米级马赛克”结构,能以静电吸引、化学键合及氢键等多种机制捕获有机碳。实验证实,不同电荷特性的氨基酸、核苷酸和糖类等有机物通过差异化结合方式被稳固吸附,这解释了为何铁氧化物能长期保护土壤中超过三分之一的有机碳免于微生物分解并释放温室气体。该成果为深入理解土壤碳循环与气候调节提供了关键化学依据。

  • 新研究实现仅用光将二氧化碳和甲烷转化为化学品

    来源:《自然-光子学》

    中国科学家发现,使用特定波长(185纳米)的紫外光,无需昂贵催化剂或高温高压条件,即可在常温常压下将二氧化碳和甲烷转化为一氧化碳、氢气和乙烷等有用化学品。实验在无氧或模拟太空环境中进行,24小时内气体总转化率达1.51%。该技术为温室气体资源化利用提供了低能耗新途径,但现阶段产率仍有待提升。

  • 科学家首次直接观测到水表面氧原子朝向空气

    来源:《自然·通讯》

    研究团队利用LCLS X射线激光和厚度不足1微米的流动水膜,结合二次谐波生成技术,首次直接证实水表面分子无法与上方空气形成氢键,导致其氧原子也朝向外侧伸出。这一发现揭示了水气界面独特的分子排布,对理解大气化学、电池电荷转移及肥皂作用等机制至关重要。该技术还将用于研究水/油等多相液体界面,推动对关键水基系统的深入探索。

  • 研究发现野火高温可将土壤铬元素转化为致癌物

    来源:《环境科学与技术》

    研究表明,野火高温可促使土壤中天然存在的三价铬转化为强致癌物六价铬。实验发现,当温度达到750至1100华氏度时,土壤转化率最高;位于山体顶部的风化土壤在较低温度下即可产生较多六价铬。模拟雨水淋溶显示,火灾后该污染物可能渗入地下水并持续影响长达2.5年,远超环保署标准。研究人员呼吁将铬等重金属纳入火灾后环境评估体系。