大气污染是城市环境质量改善面临的重大挑战。城市化过程既是造成城市大气高度复合污染的重要原因，也为城市自净化大气污染物提供了可人为强化的条件。“环境催化城市”是指将城市中的建筑物内外、硬化地面等表面涂覆催化材料，在自然界的光、热等条件下实现环境中低浓度气态污染物自发催化净化的城市。构建“环境催化城市”对低碳控制大气复合污染，持续改善室内外环境空气质量，规划建设“自净城市”意义重大。本文提出了“环境催化城市”概念，并对如何完善和发展“环境催化城市”理论和实践进行了展望。

燃料的理论设计一直是推进技术领域的研究重点，可以有效避免复杂的实验和潜在的危险，指导燃料合成并与实验结果相互验证，对新一代燃料开发至关重要。然而，基团贡献法和量子化学方法等传统的计算方法存在准确性差和效率低的缺陷。机器学习的快速发展，为设计和开发潜在高能燃料开辟了新的途径，在性质预测和分子设计两个关键环节均展现了强大的能力。本综述首先介绍了几种用于机器学习的燃料分子描述方式，分别对用于燃料性质预测和分子设计的不同机器学习模型进行简要介绍。进一步对机器学习辅助燃料性质预测和新型燃料分子设计的研究现状进行了归纳总结。最后，探讨了机器学习在燃料应用领域所面临的挑战及后续发展方向。

为了缓解石油基塑料带来的环境污染和能源危机，生物可降解塑料正逐步成为塑料行业发展的热点和重点。植物资源中包括多种可利用的组分，如木质素、纤维素、植物油、萜类等，这些天然高分子或小分子均可用于制备生物塑料，具有可再生、无毒和完全可降解等优点。本文以直接和间接利用（涵盖化学改性、生物化学改性和微生物发酵）二大类不同的应用方式为主线，重点介绍了8种植物组分（纤维素、木质素、半纤维素、淀粉、植物蛋白、植物油、萜类、单宁）在生物塑料领域的研究现状，并对不同类型的天然植物组分的应用特点进行了详细论述，最后对未来的发展趋势进行了展望。

生物催化因其反应条件温和、高效、特异性高和价格低廉等优点，已成为生物合成领域的一种重要技术。生物合成体系内存在一系列高度集成的代谢网络，多酶催化系统的研究在生物合成领域中已成为一个必然趋势，故基于已知产物探索其未知的多酶催化逆合成路径具有极大的意义。本综述首先介绍了多酶体系以及逆合成流程的概念，并举例说明了逆合成路径构建工具的设计方法及其优缺点。然后将其主要分为基于宿主的和无宿主的工具，对于这两种类型各列举了部分代表性逆合成工具，用以说明各自的设计流程以及差异。随后进一步讨论了人工智能助力多酶体系的可能性且对多酶路径构建工具的优化及发展进行了展望。

随着能源需求不断增加，太阳能成为具有发展潜力的清洁能源，长久有效使用太阳能成为迫切需要解决的问题。金属-有机框架（MOFs）衍生金属硫化物由于具有母体MOFs优异的原始结构特征、更窄的带隙、促进电荷载流子分离的多孔结构等优点，在光催化领域受到越来越多的关注。尽管该领域目前处于起步阶段，但目前所报道的研究结果表明MOFs衍生硫化物光催化剂具有很高的实际应用潜力。本文主要综述了近5年国内外MOFs衍生金属硫化物及其复合材料的制备方法及其在光催化领域应用的最新研究进展，并对此类光催化剂未来的发展与挑战进行了展望，为新型高效复合光催化材料的合成及应用提供了新思路。

沸石分子筛作为一种重要的多孔材料，由于其特殊的孔道结构、适宜的酸性以及较高的水热稳定性，在吸附、离子交换和催化等领域具有广泛的应用。沸石的经典水热合成路线存在沸石产率低、合成成本高、污染严重等问题。将各种经典沸石合成路线与近年来发展的非常规合成路线有机结合起来则是解决上述问题及实现合成沸石技术创新的一条重要途径。为此，本文首先介绍了近年来开发的一系列非常规沸石合成路线的原理及特点，其次简要介绍了沸石分子筛合成路线耦合的概念，然后重点阐述了微波合成、无溶剂合成、晶种导向法与其他路线耦合制备沸石分子筛的最新进展，最后对利用这些耦合路线合成沸石分子筛过程中存在的问题进行了分析与展望。

低对称性二维材料是一类晶格对称操作少，纵向仅有原子级厚度的新型纳米材料。在二维过渡金属硫族化合物(Transition metal dichalcogenides，TMDs)体系中，1T'-MoTe₂、1T'-WTe₂、1T'-ReS₂和1T'-ReSe₂是典型低对称性成员。独特的晶格对称性为它们带来了丰富的各向异性理化性质，因而在微纳光子学、触觉传感器、各向异性逻辑器件等领域具有特殊应用前景。低对称性二维TMDs材料的基础研究和应用开发依赖于对这类材料的高质量、大尺寸、稳定制备。本文以这4类材料为典型，首先按金属前驱体进行分类，综述了近年来有关低对称性二维TMDs材料的化学气相沉积(Chemical vapor deposition, CVD)制备方法;其次，针对制备过程中1T'-MoTe₂容易发生相转变，1T'-ReS₂、1T'-ReSe₂与基底间相互作用力弱等特点，介绍了1T'-MoTe₂制备过程中的相调控机制，以及1T'-ReS₂、1T'-ReSe₂制备过程中的基底工程研究;最后，本文对低对称性二维TMDs材料未来的挑战与机遇进行了展望。

随着无线电波和电子信息技术飞速发展，电磁辐射污染问题日益突出，在全球范围内引起广泛关注。为了解决电磁污染问题，人们致力于研究与开发质量轻、厚度薄、频带宽和吸收强的电磁波吸收材料。与传统吸波材料相比，碳基复合吸波材料具有优异的介电性能、特殊的微观结构、良好的阻抗匹配以及高效的吸波性能，且可有效降低复合材料质量，在吸波材料领域拥有巨大的发展潜力，已逐渐成为研究热点。本文从阻抗匹配、损耗机制等方面概述了电磁波基本吸收原理，综述了碳-碳、碳-金属/金属氧化物、碳-陶瓷等不同种类碳基复合吸波材料的研究进展。同时，综述了上述碳基复合吸波材料的合成方法、吸波性能和衰减机制。最后，论述了碳基复合吸波材料在电磁波吸收方面存在的不足并提出了可能的解决方案，展望了碳基复合吸波材料未来的发展方向。

化石燃料的大量消耗造成大气中二氧化碳浓度持续增加，导致温室效应、海平面上升等严重气候与环境问题，利用太阳光催化将CO₂还原为具有附加值的碳氢燃料被视为最有潜力的解决方法之一。研究者已经开发出了多种光催化剂，其中碳点是一种尺寸小于10 nm的新型碳纳米材料，具有独特的上转换发光性质，可促进电子转移，合成方法友好且安全，广泛地应用在光催化还原CO₂领域。本文从光催化还原CO₂机理着手，在光吸收效率、载流子分离效率、CO₂吸附能力和多重作用四个方面，详细综述了碳点及碳点复合材料在光催化还原CO₂中的作用机制及性能评价，归纳了碳点在光催化还原CO₂领域的优势，分析了其中存在的挑战和解决问题的可能途径，展望了未来发展前景，为促进碳点基光催化剂的发展提供新思路。

木质纤维素气凝胶具有密度低、孔隙率高、导热系数低等优异性能，被广泛应用于保温隔热、吸附、催化、电磁屏蔽和生物医学等领域。同时木质纤维素也是一种生物基材料，具有绿色、无污染、可再生和可持续的特点。本文首先综述了木材基纤维素和农作物废弃物基纤维素气凝胶的最新研究进展，然后综述了冷冻干燥、超临界干燥和常压干燥制备木质纤维素气凝胶的研究现状。其次，针对木质纤维素气凝胶普遍存在的易燃问题，详述了提高木质纤维素气凝胶阻燃性能的常用方法。最后，提出了木质纤维素气凝胶制备及性能方面存在的主要问题，并对该领域未来的发展方向进行了展望。

近年来，呼出气检测在糖尿病领域的研究引起了广泛关注。糖尿病作为一种代谢性疾病，利用现代检测分析方法，如气相色谱、质谱、光谱和传感器检测等，实现了对糖尿病患者呼出气体的检测和监测。本综述概述了糖尿病患者呼出气体中一些挥发性有机化合物的成分及其来源，并评估了以机器学习为基础的算法在支持糖尿病及其并发症风险预测模型方面的应用。此外，对国内外糖尿病呼出气检测的发展与应用进行了探讨，并对其局限性和未来潜在应用进行了评价。