设计材料-微生物杂合体系，利用太阳能等可再生能源进行绿色生物合成，有望为人类社会提供解决全球能源短缺和环境危机的可行方案。将人工材料优异的物理化学特性与微生物的生物合成功能进行耦合，构建杂合体系的研究在近年来受到了广泛关注。聚合物材料因其功能多样、可设计性强、生物兼容性好等特点被广泛应用于构建材料-微生物杂合体，在生物能源领域展现出广阔的应用前景。本文从聚合物材料的功能特点出发，系统总结了不同类型的聚合物-微生物杂合体，并论述了聚合物材料通过增强光能利用、加速电子传递、稳定生物活性等机制对杂合体催化性能的强化。最后，对聚合物-微生物杂合体系面临的挑战和未来发展前景进行展望。

随着便携式电子产品、电动汽车领域的快速发展，高能量密度锂离子电池的需求度正在日益增加。镍含量在0.6（含）以上的高镍三元材料体系（如LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂，LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂和LiNi_0.9Co_0.05Mn_0.05O₂）在截止电压为4.3 V（vs Li⁺/Li）的条件下，可逆比容量超过200 mAh·g⁻¹，是高比容量正极的重要发展方向。然而，多晶三元材料的机械强度和压实密度较低，且颗粒中的一次晶粒间存在各向异性，导致在充放电过程中会在多晶颗粒内产生晶间裂纹，电解液会沿晶间裂纹向颗粒内部渗透，从而加剧电极-电解液副反应、恶化电池的循环性能和安全性能。采用无晶界的单晶结构设计可以减少晶间裂纹的形成、抑制界面副反应和提高循环稳定性。本文将对单晶高镍三元材料的优势与存在问题进行综述，并对其合成方法和改性策略进行分析，最后，对单晶高镍三元材料的应用前景与面临的挑战进行评述与展望。

血管是人体维持器官特定功能和调节体内稳态的重要生理系统。随着组织工程技术和微流控技术的不断发展，基于微流控芯片技术的体外微血管系统已经成为生物医学工程领域重要的在体外重构血管模型的手段，为基础研究和转化医学研究提供了新的工具。微流控技术弥补了传统体外血管模型存在的缺陷，具有巨大的应用潜力。本综述中，我们总结和讨论了微流控体外血管模型的主要构建方法以及各种方法的异同点，为建立更加可靠的体外血管系统模型提供参考。我们也探讨了在这些体外微血管模型的构建过程中，微流控技术所起到的决定性作用和其独特的优势。

在电子结构层面揭示纳米材料表面化学作用的物理与化学机制、共性规律与普适原理是纳米材料相关领域基础研究的科学目标，然而由于缺乏成熟的研究策略和系统性理论认知框架，相关概念与原理体系长期不完善，导致纳米化学领域的理论认识远落后于实验探索。本文基于作者近年研究成果，介绍基于表面价轨道竞争重构机制的纳米材料表面化学作用在电子结构层面的概念与理论认知体系；基于表面化学吸附电子态与纳米材料能带态间的竞争作用与相互影响模型，对纳米材料表面化学领域中的一些基本共性科学问题给出自洽解答。其一，阐明了纳米材料表面活性与稳定性的对立统一辩证关系的物理根源在于波函数的归一化原理。其二，揭示出尺寸减小普遍增强纳米材料表面化学活性的物理根源有两种机制：一是削弱对表面价原子轨道的束缚强度，二是放大缺陷等其他结构参数的影响效果。其三、建立纳米尺度协同化学吸附（NCC）模型，揭示出配体覆盖度调控纳米材料能带电子态及物理与化学性质的电子结构层面机制与共性规律。其四、揭示纳米材料尺寸（r）、比表面积（S/V）、表面配体及覆盖度（θ）在纳米表面化学作用中电子结构状态变化角度发挥作用的物理意义。

光催化甲烷(CH₄)直接转化制甲醇(CH₃OH)为化学储能和高值化学品的合成提供了一种有效途径。然而，由于CH₄分子活化困难，且CH₃OH较CH₄更活泼，更容易发生过氧化反应，导致CH₄的转化率较低，CH₃OH的选择性也较低。因此，选择性光催化CH₄直接转化制CH₃OH仍面临巨大挑战。本文综述了近年来在光催化CH₄直接转化制CH₃OH研究中提高CH₄转化率和CH₃OH选择性的研究思路，以及相应的催化剂设计策略。在提高CH₄转化率方面，主要是通过改善活性氧自由基活化或催化活化路径有效活化CH₄。在提高CH₃OH选择性方面，主要为抑制CH₃OH的过氧化或实现CH₃OH再生。为了提高CH₄的转化率和CH₃OH的选择性，催化设计策略主要为负载助催化剂、调控催化材料的尺寸和构造氧空位等。最后，本综述对光催化CH₄直接转化制CH₃OH的未来研究方向提出了 展望。

聚合物微胶囊具有密度低、比表面积大、渗透性好和负载量高等诸多特性，并且其组成、尺寸和表面性质具有丰富的可调性，因而广泛应用于生物医学、催化、光学及环境保护等领域。其中，聚多巴胺微胶囊具有优异的生物相容性、荧光淬灭性、强黏附性、高反应性和独特的光热转换能力，而且可以通过一步法组装策略方便地制备获得，因而受到研究人员的广泛关注。本文综述了聚多巴胺微胶囊的构建及其应用的最新研究进展。首先介绍了聚多巴胺微胶囊的常见制备方法，包括硬模板法、软模板法以及功能化微胶囊的构建策略。之后详细综述了聚多巴胺微胶囊在药物递送、癌症治疗、催化、抗菌及农药控释领域的应用。最后，本文提出了推进聚多巴胺微胶囊领域发展的研究方向。

光电化学传感分析是近年来迅速发展的一种新型分析技术，光电化学传感界面中的光电活性材料是光电化学传感检测的关键。金属有机框架（MOFs）及其衍生物可能是分散光电活性物质构建光电化学传感界面的理想载体。因MOFs材料中有机配体的“天线效应”，金属簇可看作被活化的分立的半导体量子点，使其具有与半导体类似的光电特性。对MOFs材料进行碳基化合物、有机聚合物、贵金属纳米粒子、无机氧化物、量子点修饰，构建MOFs基光电化学传感界面，可以提高MOFs的导电性，促进光生电子-空穴的分离，从而提高光电转换效率。利用MOFs基光电化学传感界面对光电化学传感产生信号放大的作用，可实现对目标物的超灵敏检测。基于此，本文对MOFs基材料光电活性机理、合成方法及光电活性界面构建策略进行了介绍，综述了近年来MOFs基材料在小分子化合物、免疫分析、酶活性及环境分析等光电化学传感检测中的应用，并对其发展前景进行了展望。

近年来，生态污染和能源稀缺问题影响着人类的生活，绿色、低碳的光、电催化技术引起了人们的广泛关注。基于半导体的光、电催化技术在合成氨应用上极具前景，而由于单一半导体存在载流子分离效率低、容易复合等缺点，因此寻找能够提升固氮催化剂性能的助催化剂成为关键。二维过渡金属碳化物/氮化物/碳氮化物MXene，在光、电催化合成氨领域具有广阔的应用前景。MXene具有良好的亲水性、大的比表面积、优异的导电性和丰富的高效催化N₂还原的活性位点，是光、电催化固氮材料的理想选择。本文主要综述了MXene及复合材料的制备及其在光电催化合成氨领域的进展。首先，简要总结了MXene的结构特点和MXene及其复合物的制备策略。其次，重点介绍了MXene基复合催化剂在光、电催化合成氨方面的性能研究。最后对MXene基复合材料的发展方向进行探讨与展望。

水凝胶材料因优异的亲水、生物相容性及可调节的仿生特性等备受关注，但其固有的非均匀微观结构和低密度分子链使得其力学性能较差，限制了其实际应用，制备出机械强度高又有韧性的水凝胶材料一直是本领域研究的难点。由于复合材料不断向功能化和智能化的方向发展，将高分子水凝胶引入纺织领域制备凝胶基纺织复合材料不仅能改善凝胶材料的缺陷，还可提升纺织材料的性能，扩宽其潜在的应用前景。本文综述了水凝胶纺织复合材料的研究进展，重点介绍了水凝胶基纺织复合材料的设计策略及其力学性能、抗菌性能等方面的增强，讨论了复合材料在油水分离、医用敷料、可穿戴电子设备和阻燃防护等方面的应用进展，并对未来研究方向进行了展望。

多孔材料的空间限域效应可以改变表面电子分布和电子传输性能，实现微纳孔域中的局部反应，有效防止外部环境对限域空间内活性物质产生影响，并抑制活性中心的团聚，是强化催化剂脱硝性能的有效途径。本文聚焦于不同催化材料表面能、周期性边界条件和电子能级的变化，探讨了空间限域效应的形成机制；阐述了限域效应对反应过程中活性物种分散性、氧化还原能力和分子吸附强度的影响以及限域效应中尺寸效应、封装效应和分子筛效应的调控策略；并总结了限域催化剂在脱硝过程中对NH₃吸附性、反应选择性、抗毒性以及脱硝活性的强化作用，最后对限域型脱硝催化剂的发展前景做出了展望。

光催化固氮以太阳能作驱动力，常温常压下利用N₂和H₂O直接产生NH₃，工艺零碳排放，是极具前景的人工固氮方式之一，近年来受到研究者们的广泛关注。受限于N₂难活化、光生载流子利用率低及太阳光利用率低等因素制约，产氨效率依然不高，因此提升产氨效率是光催化固氮领域的研究重点。从N₂吸附活化、载流子分离与迁移、表面反应三个重要过程出发，通过对催化剂进行合理改性，在温和条件下促进N₂的活化和转化，并高效产生NH₃是极具前景的。因此本文主要从光催化剂改性方面进行研究，从N₂分子吸附和活化能力、光生电子的转移能力和光利用等性能提升方面对产氨效率的影响进行概述，对近几年在此方面的研究进行分析，最后对光催化固氮催化剂的改性策略进行总结。