基于分子的电子器件以分子的本征电子结构为器件单元，在分子水平上构筑电子器件，是跨越分子电荷传递机制研究的理想实验平台，也为在微纳尺度上实现新型功能电子器件提供了新颖的策略。实现微纳电极间隙及稳定的电极-分子的连接是开发重现性高的分子器件的关键。碳材料因其化学稳定性高、表面化学丰富而在分子器件的构筑中得到了越来越广泛的应用。本文总结回顾了以碳作为电极构筑分子器件的研究状况，讨论了碳材料在分子器件构筑中稳定性高、成本低和可量产等突出优势以及在大面积分子器件和单分子器件中的应用与研究进展。展示了以碳电极构筑的分子开关、分子整流等功能分子器件以及分子-电子传输构效关系等研究方面的丰富成果。最后分析了目前基于碳基分子器件研究面临的挑战，对碳电极-分子界面的化学连接、基于碳电极的分子器件的功能化以及未来分子器件的集成化做了展望。

近年来，作为新一代人工酶的纳米酶，凭借着优于天然酶的多酶活性、高稳定性和靶向性等特点逐步进入医学领域，又因对活性氧的调控作用而被应用于多种疾病及癌症的治疗。脑类疾病作为病死率最高的疾病之一，病理环境中存在过多的活性氧，易产生复杂的炎症反应。因此，将纳米酶应用于脑部环境或成为有效的脑疾病监测和治疗手段。本文综述了纳米酶应用于脑疾病治疗的原理及近年来该领域的研究现状，包括纳米酶通过调控活性氧的水平诱导癌细胞凋亡、纳米酶辅助传统抗癌疗法、纳米酶借助膜蛋白进行脑癌监测以及在创伤性脑损伤、脑卒中、大脑退行性疾病、脑型疟疾和癫痫中的应用。最后，对其应用于临床治疗所面临的问题进行了讨论。

近年来我国环境空气质量显著改善，NO_x与SO₂等传统污染物得到有效控制，挥发性有机物（Volatile Organic Compounds, VOCs）排放控制逐渐成为进一步解决区域复合型大气污染问题的关键因素。催化氧化法因其处理效率高、能耗低及适用范围广等优势，已成为最具应用前景的VOCs减排技术之一。高性能催化剂的研发是该技术的核心，结合反应机理进行催化剂设计和结构调控是目前研究的热点和重点。本文首先对VOCs催化氧化机理进行概述；其次从单一过渡金属氧化物、混合金属氧化物、复合金属氧化物以及相界面结构调控角度综述了非贵金属催化剂结构调控的相关研究进展；聚焦贵金属分散状态，总结了贵金属催化剂中贵金属纳米颗粒/团簇催化剂尺寸效应与载体效应相关研究成果，并对目前新兴的单原子催化剂基于金属-载体相互作用的调控手段进行概括；最后对VOCs氧化催化剂的研究现状与趋势进行总结与展望。我们认为深入解析构效关系，研发简约和精细化的催化剂结构调控手段并适配实际工况和工业放大是未来研究的重点发展方向。

共价有机框架（COFs）作为一种新型有机多孔材料，具有高度结晶性、有序的多孔排列、功能可修饰性、结构可调性以及较高稳定性。COFs规整的孔道可以容纳多种质子载流子和质子供体，构建连续稳定的质子传输通道，在含水质子传导与无水质子传导中均发挥巨大的作用，将COFs应用到质子交换膜领域具有重要的研究意义和价值。本文分别从COFs作为低温燃料电池质子交换膜和高温燃料电池质子交换膜两方面，总结了COFs固态电解质膜、COFs与高分子基质复合膜、COFs自支撑膜等不同种类质子交换膜的特点以及提高COFs质子交换膜性能的改性方法，综述了近年来COFs在燃料电池质子交换膜领域的相关代表性研究。最后，对COFs质子交换膜的应用前景进行了讨论与展望。

共价有机框架（COFs）作为一类新型的结晶多孔材料，是由构筑单元通过共价键自组装而成。COFs具有孔道规整、热稳定性高、结晶度高、结构可调等特点，因此在气体存储与分离、催化、质子传导、储能材料、光电、传感以及生物医学等领域具有广泛的应用。近年来，四苯乙烯基共价有机框架（TPE-based COFs）因其聚集诱导发光效应明显、合成简单、易功能化而备受关注。本文简述了四苯乙烯基COFs的构筑单元、拓扑结构、合成策略，以及其在不同领域的应用进展。最后指出了四苯乙烯基COFs的发展前景以及可能面临的挑战。

大量挥发性有机化合物VOCs的排放对人类和环境造成了严重的影响。通过金属氧化物催化VOCs完全氧化为无毒害的二氧化碳和水是当前最有效的处理方式。为提高金属氧化物的催化性能，已开发了多种合成策略，如形貌工程、缺陷工程和掺杂工程等。然而，这些合成工艺不仅繁琐，而且催化性能有待提升。相比之下，金属有机框架（MOFs）衍生的金属氧化物由于其形貌可调、大比表面积、高缺陷浓度和良好的掺杂分散性等优点，被广泛应用于催化VOCs的完全氧化。由于目前缺乏针对MOFs衍生金属氧化物在VOCs完全氧化应用上的总结，本文从衍生金属氧化物的调控策略出发，对MOFs的合成条件、掺杂方式和热解条件进行了综述。总结了这些调控方法、衍生金属氧化物的物理化学性质与VOCs完全氧化性能的关系，并探讨了其未来的发展和挑战。

随着抗生素的普遍应用，抗生素的水体污染问题也越来越严重。目前，从水中去除抗生素污染物技术包括物理吸附、絮凝和化学氧化。然而，这些过程通常会在水中留下大量的化学试剂和难以处理的沉积物，导致后处理比较困难。光催化技术是利用光催化材料，在光照的情况下使抗生素彻底分解，最终形成无毒的CO₂和H₂O。光催化降解抗生素具有成本低、效率高、无二次污染的优点。本文综述了几种常用的降解抗生素的光催化材料的研究进展，并对其今后的研究与应用作了进一步展望。

苯硼酸作为全人工合成的新型糖类识别分子在糖类检测领域受到了广泛的关注，其具有稳定性好、识别能力强等特点，并且易于与多种检测方法耦合。本文首先介绍了苯硼酸与糖类的结合机理，然后总结了对苯硼酸进行结构修饰的策略，主要论述了在硼酸基团的邻、间、对位引入吸电子基团或供电子基团的方法，以及在降低pK_a和提高糖类检测选择性方面取得的进展；同时也总结了近年来基于这些新型苯硼酸衍生物的糖类传感器，包括电化学传感器、荧光传感器、凝胶传感器和光子晶体传感器，主要分析物为结构类似的葡萄糖、果糖等单糖，并分别论述了检测原理。最后对基于苯硼酸衍生物的糖类传感器进行比较，分析各自的优缺点，并分别从诊疗一体化和复杂化学环境糖类识别检测两个方向对未来苯硼酸衍生物的糖类检测应用进行展望。

食品安全与人们的生活质量息息相关，简便、灵敏及智能化的食品污染物检测方法是食品安全和健康管理的重要保障。传统的分析方法存在检测过程耗时长、成本较高、操作复杂等局限性。基于光与流体相互作用所构建的光纤生物传感器具有信号灵敏、检测快速、实时响应等特点，是近年来兴起的具有多样化功能和高灵敏性的先进光学传感方法，能够实现对食品中各类污染物地快速、精准检测。本文总结了各类新型光纤生物传感器的基本原理、分类及研究现状，综述了其在食品中真菌毒素、重金属离子、抗生素、农药残留物等各类污染物检测方面的应用进展，并展望了这种新型生物传感策略的发展趋势。

实现锂离子电池的快速充电是促进电动汽车普及、解决环境和能源问题的有效途径。然而，常规锂离子电池体系在快速充电条件下的缓慢动力学和安全风险的增加严重阻碍了该技术的实际应用。本文综述了快充型锂离子电池电极材料和电解液在结构调控与设计方面的研究进展。首先，详细介绍了通过电极材料的结构调控来提高锂离子在电极材料中扩散速度的方法。然后，阐述了通过对锂离子溶剂化结构的调控来提高锂离子在电解液中的传输和相界面处转移速度的方法。最后，对快充型锂离子电池所面临的关键科学问题进行了总结以及对未来的研究方向进行了展望。

研究高性能电磁波吸收材料对提升武器装备隐身性能和解决电磁污染问题具有重大意义。碳化硅（SiC）材料具有良好的耐高温、抗腐蚀和化学稳定性，在电磁波吸收领域展现出良好的应用前景，然而本征SiC材料的吸波性能较弱，如何提升其吸波性能是一个重要的研究课题。本文从SiC材料吸波机理出发，首先分析总结了不同形貌SiC基吸波材料（核壳结构、气凝胶结构、纤维结构、中空结构、MOFs结构等）的研究现状，并详细介绍了SiC与碳化硅纤维、碳材料、磁性物质等复合材料在吸波领域的研究进展，同时综述了特殊类型SiC基吸波材料（SiC基高温吸波材料、SiC基吸波超材料、SiC基多功能吸波材料）的发展现状，最后展望了其未来的发展方向。