有机电化学晶体管材料、器件及功能

摘要：有机电化学晶体管具有实现高灵敏度的传感及突破“冯·诺依曼瓶颈”实现低功耗的神经形态计算的潜力. 目前有限的活性层材料及低的器件性能严重制约着其进一步集成与应用, 器件性能的进一步提升亟需关键活性层材料的原始创新. 本文综述了本课题组近五年在有机电化学晶体管材料和器件方面的研究进展. 我们从材料源头创新出发, 致力于材料制备方法、材料结构、聚集态结构、离子电子耦合传输对材料光电性质的影响以及相关的基本规律和物理过程, 打破传统设计思路, 发展非金属聚合/偶联方法, 使用有效的多功能分子设计与结构调控策略制备新概念共轭高分子/寡聚物/小分子混合离子电子导体的有机电化学晶体管活性层材料; 开发有机电化学晶体管的关键技术, 实现若干集高性能、高稳定性、柔性于一体的有机电化学晶体管, 构筑面向柔性、可穿戴器件的传感及低功耗的有机突触晶体管, 对柔性生物电子学的发展具有积极的促进意义.

有机 2025年01月13日 1 点赞 0 评论 284 浏览

联合固氮40年: 从发现到应用

摘要：生物固氮作为将大气氮气转化为植物可利用铵的关键生物学过程, 目前仅由原核生物实现, 对减少化学氮肥依赖、保障粮食安全和改善生态环境至关重要; 尽管根瘤-豆科共生体系效率最高, 但水稻、小麦、玉米等主粮作物无法建立此类共生关系, 而联合固氮菌可定殖禾本科及果蔬作物根表、维管束或内生组织, 通过固氮、分泌植物激素、合成抗菌物质及增强宿主抗逆性形成多维促生机制. 中国农业大学生物学院微生物系四十年来在联合固氮领域构建了覆盖“资源发掘-机制解析-合成生物学改造-田间应用”的全链条技术体系: 分离获得2000多株固氮菌, 建立国内外最大的种质资源库并命名15个固氮新种; 解析固氮类芽孢杆菌中丙氨酸脱氢酶介导的氮代谢-固氮协同通路, 突破高铵抑制固氮的瓶颈; 在合成生物学领域实现突破——酵母体系(15个固氮基因共表达)中成功组装大小正确的NifDK四聚体及活性的NifH蛋白, 水稻体系(13个固氮基因共表达)中实现NifDK四聚体组装并创制抗降解NifH突变体; 开发的固氮菌剂在减氮15%条件下显著提升小麦/玉米产量7.64%~23.20%. 这些系统性成果为谷类作物生物固氮技术开发奠定理论和技术双重基础, 标志着我国在农业微生物领域已构建起具有自主知识产权的完整创新链.

有机 2025年12月09日 1 点赞 0 评论 244 浏览

以蒸气加工法制备和修饰金属-有机框架膜

摘要：金属-有机框架（MOF）是由金属离子或金属离子簇与有机配体配位连接而成的一类高度有序的多孔材料。作为分离膜材料具有广泛的应用潜力。开发高效的MOF膜制备和修饰方法对获得连续、致密、结构可调控的MOF膜至关重要。相比传统液相合成过程，蒸气加工方法可大幅节省溶剂及前体用量，有效避免竞争性体相成核，降低后处理过程中因溶剂分子移除造成的膜层开裂风险，兼具效率高和环境友好的特点。系统总结了蒸气加工法用于MOF膜的直接合成与合成后修饰改性方面的研究进展以及蒸气加工方法对MOF膜分离性能的调控和强化作用，并展望了蒸气加工法未来的发展方向及其在MOF膜放大制备方面的应用潜力。

有机 2026年05月21日 1 点赞 0 评论 170 浏览

从聚烯烃到小分子化合物的化学转化新进展

摘要：废弃塑料的回收利用已成为全球关注的问题. 其中，以聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚氯乙烯为代表的聚烯烃塑料因化学惰性而难以在自然环境中降解，化学回收利用存在巨大挑战性. 本文系统综述了近年来基于碳链断裂实现聚烯烃化学升级回收的研究进展，重点讨论了不同催化体系在调控降解路径与产物选择性方面的作用机制. 通过优化反应条件(如温度控制与催化剂结构设计)以及引入光催化和生物-化学耦合等新兴技术，可以高效地将塑料废弃物转化为高价值化学品，包括烷基芳烃、羧酸、苯甲酸等. 展望未来，亟需开发低成本且高稳定性的催化剂，进一步优化工艺过程，并推动化学回收的规模化应用，从而实现塑料废弃物的可持续管理.

有机 2026年07月28日 1 点赞 0 评论 63 浏览

环境友好型有机热电和薄膜晶体管材料的研究进展

摘要：有机半导体是新一代光电材料的重要体系, 在柔性显示、发电和传感等领域具有广阔的应用前景。现有可溶有机半导体大多使用含氯溶剂, 对人体健康和生态环境造成危害。伴随着光电子产业向环境友好方向发展,可绿色溶剂加工的有机半导体受到广泛关注并取得快速发展。本文从有机半导体的分子设计、溶剂选择、加工方法等方面综述了可绿色溶剂加工的有机半导体研究进展, 重点介绍分子设计策略和相关材料在有机薄膜晶体管和有机热电器件中的应用, 最后总结了环境友好型的有机半导体面临的挑战与机遇。

有机 2024年05月16日 1 点赞 0 评论 281 浏览

蓝光热激子材料的研究进展

摘要：热激子荧光材料由于交错的能级排列, 激子在电致发光过程中可由高位三重态通过反向系间窜跃转换到单重态, 从而最大限度利用三重态激子, 实现理论100%的最大内量子效率, 这不仅突破了传统荧光材料和三重态-三重态上转换发光材料在激子利用上的限制, 而且克服了热活化延迟荧光(TADF)材料在高电流密度下效率滚降严重的问题,因而在电致发光上显现出独特的优势。蓝光长期以来是有机光电全彩显示的短板。蓝光显示上, 磷光材料和TADF材料的色纯度和稳定性往往不尽如人意, 而热激子材料可实现更高品质的蓝光发射, 即使在深蓝领域也能表现出不俗的器件性能。系统地综述了蓝光热激子材料的发光机理、设计准则以及近年来具有代表性的研究成果, 并对其发展趋势进行展望。

有机 2024年05月16日 1 点赞 0 评论 305 浏览

面向电化学转换和储能的中空金属有机框架及其衍生碳基纳米反应器构筑

摘要：模拟细胞的纳米反应器以其独特的物理化学特性在多相催化、能量储存和转化、环境修复和生物化学等领域引起了广泛的研究兴趣. 这类纳米反应器为化学反应的发生提供了一个介于微观和宏观之间的受限空间. 其中, 具有多级中空或多级孔结构的碳基纳米反应器, 在碳材料的热力学稳定性高和导电性能好的基础上, 还可以在纳米反应器效应(如微环境调控效应、空间限域效应和传质增强效应等)的作用下, 进一步提升碳基材料在电化学转换与储能领域的性能. 本文首先对金属有机框架材料衍生的碳基纳米反应器的合成策略进行了讨论, 然后介绍了它们在电化学转换和储能领域的应用, 重点介绍了其中的纳米反应器效应, 最后对金属有机框架衍生的碳基纳米反应器的发展前景进行了展望.

有机 2025年01月14日 1 点赞 0 评论 340 浏览

数据驱动的有机分子理化性质预测

摘要:分子的理化性质对于化学行为具有决定性影响, 其精确高效预测是化学和材料科学领域研究的长期热点之一. 随着理化性质数据的积累和分子人工智能(AI)建模方法的进步, 数据驱动的分子理化性质预测迎来了跨越式发展, 在精度、广度、效率上取得了一系列突破. 在有机分子理化性质的AI预测方面, 本文介绍了相关数据库的发展, 围绕光谱性质、轨道能量、酸度系数(pKa)、键解离能(BDE)、亲核性参数等代表性场景探讨了机器学习预测的相关进展, 并对该领域的现状进行了总结与展望.

有机 2025年12月10日 1 点赞 0 评论 254 浏览

有机共晶的设计及制备方法研究进展

摘要：有机共晶是一种新型的功能材料，由两种或多种有机分子通过非共价相互作用协同组装形成的多功能晶体。这类材料通过调控供体（D）与受体（A）的分子组成和组装方式，突破单一组分性能限制，展现出多样的堆积方式，具有丰富的分子间相互作用和丰富的功能成分，其物理化学性质可以根据不同的要求进行定制，并呈现出新颖的特性。随着有机共晶在光电材料和药物制剂等领域的突破性应用，其制备方法成为材料研究的核心挑战。如何合理设计和选择有机共晶中的D/A组分，使其具有所需的形貌、尺寸和功能是共晶合成的关键目标。本文总结了有机共晶的制备方法，首先对有机共晶进行介绍，概述了其构建和设计特征，以及有机共晶的性能；随后重点介绍了有机共晶的制备方法，最后展望了有机共晶的发展前景。

有机 2026年04月22日 1 点赞 0 评论 141 浏览

离子液体在电催化合成氨中的应用

摘要：氨是农业化肥及绝大多数含氮化学品的上游工业原料, 同时也是优良的氢能载体, 因而备受关注. 与工业合成氨相比, 电催化合成氨反应条件温和且更易于利用可再生能源实现分散式氨生产. 然而, 由于氮气(N 2)强的化学惰性难活化、在水溶液中极低的溶解性、电化学反应析氢竞争性等, 造成氨的产率和法拉第效率较低, 其规模化氨生产仍存在着巨大挑战. 离子液体因具有结构可设计、功能可调控等特性, 在电化学领域已经实现了广泛应用.本文综述了离子液体在电化学合成氨中的应用, 重点包括N 2在离子液体中的溶解性能, 离子液体对氨合成微环境调控, 以及离子液体作为电解质强化电催化合成氨性能, 同时阐述了离子液体的作用机制与机理, 并展望了离子液体在电催化合成氨体系中的发展趋势.

有机 2026年01月29日 1 点赞 0 评论 165 浏览