自20世纪60—70年代凝聚态物理这一概念被广泛接受后，这一学科经历了飞速发展。凝聚态物理主要研究的是固态和液态物质的几何与电子结构，以及由此带来的声、光、电、磁、热等微观和宏观的物理现象。而化学学科发展至今，尤其在近20年，随着理论化学和化学表征手段的进步，研究人员开始逐渐意识到了化学反应并不仅仅是从反应物到产物这么简单的关系。反应体系的物质结构层次对化学反应的进程起到至关重要作用。人们逐渐开始重视化学反应的原位表征，并对揭示体系中不同层次的物质结构在反应条件下的动态变化进行探索。这些恰恰可以被看作是凝聚态化学研究的萌芽。物理与化学一直是相互交叉、相辅相成的两门自然科学。目前仍有很多凝聚态物理的新现象和新理论涌现出来。将这些新的物理现象和理论引入到化学研究当中是一个非常值得思考和探究问题。本文将对一些相对较晚出现的凝聚态物理概念（例如，表面等离激元极化子、拓扑绝缘体、准晶、局部微静电/磁场、光-物质相互作用、交变磁体等）及其在化学研究中的一些尝试进行简单介绍，旨在说明凝聚态物理研究前沿在化学研究中的应用前景，为推动传统化学研究进入凝聚态化学阶段提供一些思路，促进凝聚态化学这一学科的建设。

随着研究手段的不断进步和完善，结构化学应该从传统地探讨“反应物-产物与化学反应的关系”逐步发展到揭示和利用“凝聚态中物质的动态结构与化学反应的关系”这一高度。当我们在凝聚态体系当中讨论化学反应时，就不能抛却体系结构动态变化及多因素耦合所带来的显著影响。为了便于指明固体物质体系的空间维度与化学反应之间的关联，我们从Bloch理论出发介绍晶体材料体系的空间维度。通过对晶体表面构型特点、低维体系及其异质结构的调控，可以显著改变材料体系的物性，进而影响体系所参与的化学反应，甚至改变反应路径。本文通过碳纳米管在催化丙酸乙酯不对称氢化反应中的表现介绍空间限域效应对催化反应所能产生的多种作用方式。在反应条件下，固体表面自身结构以及其上分布的缺陷、催化剂颗粒等都处于动态变化过程中。除了温度和压强以外，反应体系所处的环境氛围（包括pH值、外电/磁场、光场等等）都会对缺陷和催化活性位点的几何与电子构型产生动态的影响。通过对上述凝聚态化学实例的综合介绍，我们期待能够简单、明了地展示出固体材料结构的维度与动态变化对化学反应的影响，提高对凝聚态结构化学研究的重视。

表征技术的发展是完善凝聚态化学中结构理论的重要推动因素。中子散射技术凭借其与原子核/未配对电子相互作用的独特机制，突破了光学、X射线、电子等传统表征技术的局限，在探测轻元素、分辨同位素、区分相邻元素、揭示磁行为等方面展现出了不可替代的优势。近年来，随着高通量中子源的升级及原位实验方法的进步，中子散射技术的应用逐渐从物理领域拓展至化学领域，成为探究复杂化学体系结构/动力学与反应机理的重要工具。其中，中子衍射技术主要用于精确解析局域与体相结构，中子能谱技术则可以提供动力学信息，常用于研究化学键断裂/生成、分子构象、分子/离子扩散/传输等。其他中子散射技术，如中子成像技术和小角中子散射技术，具有提供独特介观、宏观尺度信息的潜力。本文系统梳理了中子散射技术在凝聚态化学研究中的优势与应用场景，结合具体案例凸显了其不可替代性，并对未来发展提出了可行路径，为凝聚态化学研究者提供了技术选择与创新的参考框架。

我们日常吃的食盐，氯化钠晶体（NaCl），由一份钠对应一份氯构成。事实上，常温常压下NaCl是唯一完全由钠和氯元素形成的晶体。近期，在常温常压下制备出具有反常化学计量比的Na₂Cl和Na₃Cl等新型二维晶体物质，其具有独特的电子结构，因此具有与常规三维晶体完全不同的物理化学性质。基于此，本文回顾了近期在石墨烯膜上观察到的自然环境下生成的阴阳离子比例反常（反常化学计量比）的Na₂Cl、 NaCl₂、CaCl、K _x Cl和 Li₂Cl等二维晶体的研究进展，侧重在环境条件下石墨烯表面的二维反常化学计量比晶体的制备、结构、特征分析和应用方面的最新进展，并且特别关注了具有反常化学计量比晶体的特殊性质，包括它们的压电性、金属性、异质结和室温铁磁性等。

在纳米尺度的金属颗粒中，不同元素的原子可呈现多种凝聚态形式：既可充分混合，形成均匀合金相；也可分离成不同的相，进而形成异质结构。这些不同的原子排列方式显著影响材料的电子耦合效应和催化性能。借助化学合成手段精准调控纳米颗粒内的原子凝聚态，有望优化其电子结构，为新型纳米催化剂的创制与新特性的发现提供契机。然而，湿化学合成在精准调控纳米颗粒原子凝聚态方面仍面临挑战。在合金纳米材料的合成中，金属盐间本征还原电势差造成显著的还原动力学差异，难以实现不同金属组分的均匀合金化及含量的精准调控。在异质结构合成中，受本征还原电势差影响，贵金属盐易与活泼金属纳米结构发生置换反应，限制了纳米晶定向生长的可控性。本文系统评述了近年来在克服上述合成限制方面的研究进展。通过引入活性氢（即氢原子或自由基）界面还原机制，有效缓解了金属间本征还原电势差对还原动力学的影响，显著提升了不同金属原子在纳米颗粒内的混合均匀性，实现了对各组分含量的独立精准调控。通过调控金属盐还原电势，成功抑制了其与活泼金属纳米结构间的置换反应，实现了一类以相对活泼的金属为核、贵金属为壳的新型核壳结构的可控合成。通过精准调控多组分金属纳米颗粒的原子凝聚态，实现了电子结构的有效调控，使其在催化反应中展现出显著的性能提升。

电化学二氧化碳还原（eCO₂R）作为实现碳中和目标的关键技术之一，在可再生能源存储与高值化学品合成领域展现出重大应用前景。电极界面双电层（EDL）作为反应发生的高活性区域，通过耦合催化位点的反应动力学与界面传质过程深刻影响体系整体性能。传统固/液EDL受限于电场驱动与静态界面构型的单一调控机制，导致离子空间分布受限且动态调控维度不足，使得界面反应动力学与传质过程难以协同优化。鉴于此，本文提出构建“金属-有机扩散层”（Metal-organic diffusion layer，MODL）结构。通过分子设计引入功能化有机组分（如亲疏水、配位、带电聚合物），利用其丰富的官能团与动态界面特性，在近场微观尺度（如电极晶态、中间体稳定性）、远场介观尺度（如界面电场、水分子网络）及宏观尺度（如界面浸润性、传质通道）上精准调控双电层内的多级凝聚态结构，从而实现电极界面的空间分区的精确调控。本文将系统解析有机组分介导的近场催化核心-远场传质环境动态耦合机制，阐明其对CO₂转化路径与界面动力学的协同调控作用，所建立的MODL多维界面模型将为深入解析电化学复杂界面结构-性能关系提供理论框架，为理性构筑高效稳定的eCO₂R催化体系奠定科学依据。

催化材料由于其在凝聚态中所具有的多层次结构特征（如缺陷类型、表面与界面构型和润湿性等），为催化反应提供了多维度的调控空间。其中，精准调控物相结构，是优化催化性能的关键策略，可有效拓展反应界面并提升效率。电催化二氧化碳还原反应（eCO₂RR）作为典型的固-液-气三相界面反应，其反应动力学与性能本质上取决于催化剂表面三相界面的空间分布与动态特性。因此，调控三相界面以最大化反应界面是提升eCO₂RR性能的有效途径。本文系统回顾了从固-液界面到固-液-气三相界面的发展历程，深入探讨了在eCO₂RR体系气体扩散电极上构建稳定三相界面面临的主要挑战，并综述了通过增强疏水性调控三相界面的最新进展。特别指出，实现疏水性与亲水性间的精细平衡（即最佳润湿性）是构建高效三相界面的关键：一方面需保持足够疏水性以抑制电解液过度浸润，另一方面又要维持适度亲水性以保障电解液中反应物/离子供给。二者的动态平衡可显著优化三相界面结构，改善反应物传质并提高催化剂活性位点的有效利用率。本研究不仅为eCO₂RR体系提供了新理论指导，也为其他涉及气体的电化学过程（如电催化水分解、氮气还原）中高效三相界面的设计提供了重要参考，有望推动可持续能源技术发展，助力碳中和目标实现。

本文综述了大分子相分离与自组装领域中凝聚态化学的研究进展，重点关注聚合物凝聚态结构与形貌调控、生物大分子凝聚体的功能机制，以及多尺度理论模拟方法的应用。研究显示，化学反应对聚合物凝聚态结构具有显著影响，其多层次结构的演化过程高度依赖于具体的凝聚态反应条件。聚合诱导的相分离与自组装是调控其结构与形貌的重要手段，而动力学因素的耦合在斑图形成中具有关键作用。在生物体系中，固有无序蛋白的液-液相分离及其凝聚体的形成对细胞功能至关重要，这些凝聚体不仅能调节细胞内部生化反应，还通过反馈机制影响自身形成，构成复杂的动态网络。上述过程对研究方法提出了更高要求。多尺度理论模拟，尤其是分子动力学与蒙特卡罗相结合的杂化方法，为揭示不同反应条件下多层次结构的演化提供了有力工具。然而该领域目前仍存在诸多挑战，包括聚合物相分离驱动力的精准调控、生物大分子凝聚体结构与功能的高精度模拟等。未来研究应聚焦于凝聚态反应对聚合物结构动态演化的影响机制，系统解析生物大分子凝聚体的结构调控规律，并进一步探索化学修饰对其多层次结构的作用模式，以期为凝聚态化学的发展提供新的理论支撑与研究方向。

凝聚态化学具有丰富的内涵概念和广泛的外延空间，能为化学学科多个领域的理解和认识提供全新的视角和思路。虽然凝聚态化学在固态和液态体系中的应用已经得到一定的阐述，但其在更多化学相关研究领域及物质状态的拓展仍有待进一步加强。凝胶作为一类介于液态和固态之间的物质，具有多层次网络结构、丰富的物理化学性质以及广泛的应用前景，是凝聚态化学研究的理想候选体系。本文从凝聚态化学角度出发，通过对凝胶体系中基本概念和研究内容展开探究，系统阐述和说明凝胶体系中的凝聚态化学问题以及二者的相互印证关系。具体内容包括凝聚态化学思想在凝胶制备策略中的灵活运用以及由此产生的结构变化、凝胶从微观的原子、分子排列，到介观的纳米尺度结构，再到宏观的材料整体构型的多层次结构及相互之间的关系、凝胶研究中的表征方法与技术及其与凝胶结构之间的关系、利用凝聚态化学的思想理解凝胶的物理化学性质及凝胶体系中化学反应的途径和机制、凝胶材料的结构与性能的关系以及复杂体系中各组分之间的相互作用、凝胶材料在组织工程、药物递送、人机接口和环境领域的典型应用。通过对以上方面内容的阐述和总结，将加深凝聚态化学在凝胶体系中应用的理解，并为高效凝胶材料的设计与优化提供理论支撑。

生物分子水溶液体系是重要的凝聚态物质，是生命物质的基础，对其结构和化学反应进行探索发现，在科学和应用中极为重要。分子动力学模拟是研究生物分子体系的重要工具，其精度取决于分子力场的准确性。传统力场以固定电荷为参数，忽略了体系的极化效应和电荷转移。近几十年，科学家努力发展极化分子力场。ABEEM极化分子力场很好地表达了分子体系的极化作用和电荷转移。本文概述了原子-键电负性均衡方法（ABEEM），详细介绍了ABEEM-7P水模型以及ABEEM极化分子力场的应用，总结了ABEEM-7P水模型和ABEEM极化分子力场在生物分子水溶液体系的分子动力学模拟方面所做的工作，并给出一些实例。