摘要：低维磁性材料能够同时利用电子的自旋和电荷自由度进行信息的存储、处理和传递, 在下一代高速信息技术中展现出重要应用前景. 然而, 低维磁性材料发展面临着实验合成和表征困难、居里温度低、功能单一等问题. 针对这一现状, 通过第一性原理计算方法对低维磁性材料进行性能定制是解决上述问题的重要途径之一. 在此背景下, 金属有机配位体系凭借其独特的结构可设计性受到广泛的关注, 其丰富的过渡金属中心和多样化的有机配体库为低维磁性材料设计提供了广阔空间. 其中, 可精确调控的配位化学环境能有效地调制金属/配体的电荷态和自旋态, 从而诱导产生自旋极化. 而且, 金属和配体之间为配位键, 轨道耦合形式多样且可调, 为实现高居里温度、多样的磁相互作用提供了理想平台. 此外, 有机配体方便进行化学修饰和构象调控, 有利于实现磁性相变体系和多功能集成的自旋电子器件.为此, 系统总结了低维磁性金属有机材料第一性原理设计的最新研究进展, 重点阐述了金属有机体系实现特定功能性磁体的几个关键设计策略, 包括: 室温稳定亚铁磁体的构筑方法、磁性相变的化学调控策略、多铁磁体设计方法、具有显著Rashba效应的金属有机材料设计方案、双极磁性分子的设计原理、新型交变磁体的创制途径, 以及电场调控磁性的微观机制等. 最后, 探讨了结合机器学习方法实现具有高磁晶各向异性能的低维金属有机磁体的研究进展. 通过系统总结金属有机体系在低维磁性材料设计中的独特优势与现存挑战, 该展望期待能为后续相关研究提供前瞻性的理论指导与技术路线.

摘要：共价有机框架( Covalent organic frameworks，COFs)材料是通过动态共价化学法合成的一种高度有序的多孔晶态有机聚合物。COFs材料具有密度低、比表面积大、孔隙度可调、合成路线简单多样、功能单元和结构可设计、表面及孔道易功能化、物理化学稳定性高等主要特征，在分子吸附与分离、储能、光电、传感、催化、色谱材料、水处理材料和生物医学等方面受到了广泛关注。本文重点综述近年来基于COFs材料的体系在生物检测和成像、药物输送、光学治疗和联合治疗等生物医学领域的研究进展，并总结了目前COFs材料在生物医学领域所面临的挑战和未来的发展机遇。

摘要：金属-有机框架（Metal-Organic Frameworks，MOFs）是由金属离子与有机配体通过配位键连接而成的高度有序多孔网络框架。MOFs具有比表面积大、孔径可调、结构多样等特性，在材料、环境以及生物医药等领域的应用具有潜在的优势。但是，MOFs存在易水解、稳定性较低、导电性差以及不易加工等缺点，与其他材料复合是改善其性能的有效途径之一。石墨烯具有突出的化学稳定性、良好的导电性、光学特性和力学特性等性能。石墨烯与MOFs的复合可有效提高和改善MOFs光电性能、稳定性以及可回收利用性。本综述介绍了原位生长法、界面生长法和共混成型法等石墨烯、MOFs 复合材料的制备方法。进一步论述了其在气体分离与存储、水体净化、化学传感器和催化剂领域的应用。最后，对石墨烯/MOFs复合材料制备技术的开发及其潜在应用进行了总结和展望。

摘要：金属有机框架材料(Metal-organic frameworks，MOFs)是一类由金属离子和功能有机配体通过配位键构成的多孔配位聚合物，具有易于合成和功能化、结构可调、比表面积大以及负载量高等特点，已被广泛应用于催化、气体吸附、分离、存储、传感和检测等领域。纳米金属有机框架( Nanoscale metal-organicframeworks，NMOFs)具有纳米颗粒的特殊性质，在肿瘤治疗中显示出良好的应用前景。NMOFs自身可以作为治疗剂，也可以作为治疗剂( 药物、光热剂、光敏剂和芬顿反应催化剂等) 的纳米载体，进行肿瘤的被动靶向、物理化学靶向和主动靶向治疗。本综述重点介绍了将NMOFs用于肿瘤药物化疗( Chemotherapy，CT)、光热治疗( Photothermal therapy，PTT)、光动力治疗( Photodynamic therapy，PDT)、化学动力学治疗( Chemodynamic therapy，CDT)，以及多种联合治疗的研究进展。最后阐述了目前NMOFs在肿瘤治疗中面临的挑战及其未来的发展前景。

摘要：随着科技的发展，涂层领域对高性能聚合物的兴趣和需求增加。聚酰亚胺类聚合物作为高分子金字塔顶端的材料，理应在涂层领域发挥作用。聚酰亚胺类高分子涂层由于其结构的特殊性，常常用作热防护层、防水耐湿层、耐辐射层等隔离层，在航空航天、电子、机械制造以及建筑等行业具有广泛的应用。本文介绍了聚酰亚胺类聚合物（PI，PAI，PEI）的合成方法，着重阐述了高性能聚合物（PI，PAI，PEI）近几年在涂层方面的研究与发展，最后对聚酰亚胺类高性能涂层材料现阶段面临的问题与挑战以及未来的发展方向提出了看法。

摘要：有机荧光诊疗分子因其高灵敏度、优异的生物相容性、低毒性、诊疗一体化等特点广泛应用于生命成像与肿瘤治疗等领域. 然而, 随着精细化诊疗需求的不断增加, 传统的分子设计方法受限于长周期试错实验与高昂计算成本,难以满足设计需求. 基于机器学习(Machine Learning, ML)方法直接构建有机分子各种性质与结构的映射关系成为荧光分子设计领域有效提高精准诊疗功能、缩短设计周期的新方法. 系统梳理了基于各种ML 算法的荧光分子设计模型, 针对多种诊疗分子特征属性对当前研究进行归类综述, 并提出了未来基于ML 方法分子设计的发展方向.

摘要：随着全球能源需求的增长和环境污染问题的日益严重， 开发高效、 可持续的能源转换技术成为当今科学研究的重要课题。在众多技术中，电解水作为一种将水分解为氢气和氧气的清洁能源技术， 因其高效、 环保的特性而受到广泛关注。金属有机框架化合物（MOFs）作为一类具有多样化结构和功能的新型材料， 在催化电解水领域展现出了巨大的潜力。本文介绍了MOFs的合成策略， 包括传统和创新方法， 并重点讨论了MOFs在催化电解水， 尤其是析氢反应（HER）和析氧反应（OER）中的应用。通过对最新研究成果的分析， 揭示了通过结构设计和功能化改性提升MOFs催化性能的策略， 并指出了目前面临的挑战和未来的研究方向， 突出了MOFs在解决全球能源问题中的应用前景和潜力。

摘要：挥发性有机化合物(VOCs)及NOx 是PM2.5和O3的重要前体物, 其过量排放对环境质量及人类健康具有重要影响。与普通VOCs相比,含氮挥发性有机化合物(N-VOCs)由于氮杂原子的存在使得其环境控制策略更为复杂。因此, 针对N-VOCs控制技术的开发及应用已成为当前的研究热点。为了实现N-VOCs 催化氧化体系中低温高催化活性及高N2 选择性两个关键目标, 亟需设计高效、低成本的催化剂。本文系统总结了矿物材料、金属材料、单原子催化剂(SACs)、分子筛等在常见N-VOCs(N,N-二甲基甲酰胺、丙烯腈、乙腈、正丁胺、三乙胺等)催化氧化中的研究进展, 介绍了N-VOCs的来源及危害; 归纳总结了胺类、腈类等典型N-VOCs 催化氧化研究中的关键影响因素, 主要包括催化活性、催化剂理化性质、催化构效关系及反应机理, 提出了N-VOCs催化氧化过程中应避免中间产物深度氧化产生二次污染物; 最后展望了N-VOCs催化氧化研究面临的前景和挑战, 以期为未来N-VOCs的治理提供一定的理论指导与最新信息。

摘要：Gemini表面活性剂是一种具有特殊结构的新型表面活性剂，含有2个疏水基团、2个亲水基团和1个联接基团。 相比于传统的表面活性剂，Gemini表面活性剂具有更好的表面活性、更低的临界胶束浓度及Kraff点、良好的乳化能力、泡沫性能和优良的润湿性能等优点，在日常生活、传统产业和高端制造等领域具有重要应用，其相关研究已引起国内外科研工作者高度关注。 本文介绍了不同结构的Gemini表面活性剂的制备方法，阐述了Gemini表面活性剂在不同条件下形成的聚集体结构及其之间的相互转化，总结了Gemini表面活性剂在石油开采、合成模板剂、缓蚀剂、灭菌、药物载体及集成电路制造等不同领域的应用，最后展望了新型Gemini分子结构的设计方向及其在先进半导体芯片制造领域中的应用。

摘要：二氧化碳(CO2)是主要的温室气体, 也是丰富的可再生资源, 通过催化转化可定向制备为化学品、能源产品与功能材料, 即实现“变废为宝、高值化利用”的资源化利用过程. 因此, 面向资源化/能源化利用的二氧化碳化学研究, 对于可持续发展具有重要意义及应用前景. 二氧化碳资源化利用的贡献不仅仅局限于减排的绝对量, 更重要的意义与价值在于: (1) 减缓化工生产对化石资源的依赖; (2) 提供更加环境友好的生产方法, 减少化工生产对环境的影响; (3) 在一定程度上调节碳循环. 我们试图从热力学、动力学角度分析CO2转化反应所涉及的CO2活化、能量问题、作用机制和催化剂的理性设计等科学基础, 并提出相应的转化途径. 本文基于CO2分子活化原理认识及转化路径分析, 介绍CO2资源化领域的现状, 分析所面临的挑战; 主要包括热催化转化及反应类型、电催化CO2还原及电羧化反应、光催化CO2还原及光驱动CO2参与的有机反应, 并简要介绍过程耦合、接力催化等策略及生物催化和耦合策略、等离子体催化技术在二氧化碳资源化中的应用. 总之, 对于二氧化碳化学的基础科学认识, 为发展二氧化碳资源化新反应、新方法与新技术提供理论支撑, 推动二氧化碳基产品的规模化生产与工业应用.