图案以深邃的星空为背景,交织着纳米级磷烯结构的辉光带,象征纳米黑磷在二维材料领域的突破性进展。主体部分以悬浮的六方蜂窝状黑磷单层为核心,其边缘向外延展出光子晶体与量子点的阵列,展现材料在光电响应领域的卓越性能。蜂窝结构内部跃动的蓝色电弧,隐喻其超高的电子迁移率;表面环绕的银色分子链则代表黑磷与有机溶剂的强相互作用,突显其在柔性电子器件中的适配性。
背景中渐变的紫色光晕对应黑磷在锂硫电池中的应用潜力,橙红色光斑象征其在催化领域的活性位点,而绿色光带则指向生物相容性修饰的研究方向。画面底部漂浮的元素符号「P」与原子轨道模型,揭示黑磷独特的层状剥离特性及可调控的能带结构。整体设计通过动态流线与几何对称,传递纳米黑磷在能源、信息、健康三大领域的革新力量。
2025年 37 卷 2期
2025-02-24
苏澳旗, 李欣昱, 王冉, 高丽丽, 焦体峰. 聚合物修饰黑磷及黑磷类似物纳米材料在生物医学中的应用进展[J]. 化学进展, 2025, 37(2): 133-156.
Aoqi Su, Xinyu Li, Ran Wang, Lili Gao, Tifeng Jiao. Progress in the Applications of Polymer-Decorated Black Phosphorus and Black Phosphorus Analog Nanomaterials in Biomedicine[J]. Progress in Chemistry, 2025, 37(2): 133-156.
在二维纳米材料中,黑磷(BP)被认为是弥补石墨烯和TMD缺点的有希望的候选材料,而低维黑磷是一类由层状半导体BP衍生出的纳米材料。其中BP具有结构的高度各向异性、带隙宽度可调、空穴迁移率和电子迁移率高等特点,这些特点给予BP独特的性质,如导电性、光热、光动力学、力学行为等,BP的近红外光响应使其在光热/光动力抗菌中显示出显著效果。此外,由于其独特的层状结构,BPNS具有高的表面积与体积比,这使其成为负载和递送其他抗菌纳米材料或药物的优良药物载体。本文首先讨论了低维BP的物理特性并介绍了不同的制备方法,然后系统梳理聚合物修饰黑磷纳米材料在各个领域的治疗应用进展,如癌症治疗(光疗,药物输送和协同免疫治疗)、骨再生和神经发生,最后讨论了未来临床试验面临的一些挑战和进一步研究的可能方向。
王凯冲, 汪涵, 王亚宜. 基于半导体和微生物的光驱动全细胞杂合体研究[J]. 化学进展, 2025, 37(2): 157-172.
Kaichong Wang, Han Wang, Yayi Wang. Photo-Driven Whole-Cell Biohybrids Based on Semiconductors and Microorganisms[J]. Progress in Chemistry, 2025, 37(2): 157-172.
太阳能是地球上一切生命活动的能量来源,其高效转化对解决全球能源危机和环境问题具有重要意义。受光合作用启发,研究人员近年来通过集成光敏半导体优异的光吸收特性与微生物高效的生物催化能力,研发了基于半导体和微生物的光驱动全细胞杂合体,旨在通过绿色、低碳的方式实现太阳能向化学能的高效转化。本文从全细胞杂合体的运行原理出发,对光敏半导体种类及性能进行了总结,重点阐述了全细胞杂合体的构建机制及半导体与微生物界面的电子交互机制,并综述了全细胞杂合体当前在二氧化碳高值转化、人工固氮、制氢、污染物去除及资源化方面取得的研究进展。本文对全细胞杂合体的环境影响和挑战进行了讨论,如应用场景及成本、光敏半导体的管理和回收、复杂运行条件下的运行稳定性,并对未来发展进行了展望,以期为全细胞杂合体的开发及未来实际应用提供参考。
王贵隆, 龚善和, 李梦仙, 刘军, 吕晓萌. 高效稳定金属大环分子催化剂电催化还原CO2至CO[J]. 化学进展, 2025, 37(2): 173-184.
Guilong Wang, Shanhe Gong, Mengxian Li, Jun Liu, Xiaomeng Lv. Efficient and Stable Metal Macrocyclic Molecular Catalyst for Electrocatalytic Reduction of CO2 to CO[J]. Progress in Chemistry, 2025, 37(2): 173-184.
电催化还原二氧化碳(CO2)转化成为有价值化学品是近年来研究的热点,其中一氧化碳(CO)是一种有工业应用前景的产物。在众多催化剂中,金属大环分子催化剂因具有功能结构多样性、高共轭结构、高化学稳定性以及在电化学研究中具有巨大潜能而备受关注。本文介绍了主要的金属大环分子及其电催化CO2为CO的反应机理和发展历程;针对均相金属大环分子催化剂的导电性差以及长时间电化学工作的失稳问题,重点讨论了提高多相金属大环分子体系活性和稳定性的方法。最后提出了金属大环分子催化剂电催化CO2高效、稳定转化为CO仍然存在的科学挑战以及应对策略。
黄祖熠, 谭学强, 郑积敏. 双功能小分子用于蛋白的靶向降解[J]. 化学进展, 2025, 37(2): 185-194.
Zuyi Huang, Xueqiang Tan, Jimin Zheng. Bifunctional Small Molecules for Targeted Protein Degradation[J]. Progress in Chemistry, 2025, 37(2): 185-194.
双功能小分子是一类可与多个目标发生相互作用的小分子,分为含连接子与无连接子两类。靶向蛋白降解是一种通过挟持细胞蛋白降解系统,即泛素-蛋白酶体系统和溶酶体系统,介导目的蛋白降解的新兴药物开发策略。相比传统的抑制剂型小分子药物,靶向蛋白降解通过直接清除目的蛋白实现蛋白功能的抑制,具有抑制时间长、可靶向不可成药蛋白等优点。双功能小分子的独特性质使其能够同时结合降解机制相关蛋白与目标蛋白,因而在靶向蛋白降解领域得到了广泛的应用。本文综述了双功能小分子在靶向蛋白降解领域应用的研究近况,介绍了基于含连接子双功能小分子的蛋白降解靶向嵌合体(PROTACs)、基于去唾液酸糖蛋白受体的小分子细胞外蛋白质降解剂(MoDE-As)和自噬靶向嵌合体(AUTACs),以及基于无连接子双功能小分子的分子胶降解剂(MGDs)和自噬小体绑定化合物(ATTECs),对其临床应用进行了总结。最后,本文讨论了两类双功能小分子用于靶向蛋白降解时所面临的挑战,并对它们的发展提出了相应的展望。
苗君萍, 张昭乾, 辛少鹏, 胡云霞. 蛋白分离膜的构建及研究进展[J]. 化学进展, 2025, 37(2): 195-210.
Junping Miao, Zhaoqian Zhang, Shaopeng Xin, Yunxia Hu. Development of Protein Separation Membranes and Their Progress[J]. Progress in Chemistry, 2025, 37(2): 195-210.
膜分离技术具有可常温运行、操作简便、容易集成及分离效率高等特点,广泛应用于液体与气体的分离纯化。蛋白因具有独特的结构与功能,如含有特定的水分子/离子通道、金属离子结合位点、规则纳米结构或抗菌耐污染性能等,被用于制备分离膜,赋予膜优异的渗透选择性能或独特的分离性能或抗菌耐污染等功能特性。本文简要介绍了用于制膜的关键功能蛋白的结构与性能,总结分析了几种常用的蛋白膜制备方法,详细综述了目前几种关键蛋白分离膜的研究进展,深入分析了蛋白膜研制存在的问题,最后展望了未来蛋白膜的研究方向。
张璇, 孙敏, 薛云娇, 陈玉焕, 房静, 杨芳. 伪蛋白作为药物载体的研究进展[J]. 化学进展, 2025, 37(2): 211-225.
Xuan Zhang, Min Sun, Yunjiao Xue, Yuhuan Chen, Jing Fang, Fang Yang. Research Progress of Pseudo-Proteins as Drug Carriers[J]. Progress in Chemistry, 2025, 37(2): 211-225.
伪蛋白材料具有生物相容性高、可生物降解、可调性高等优势,近年来作为药物载体在生物医药领域受到广泛关注。伪蛋白分子内含有酰胺键、酯键和其他活性基团,与蛋白质相比,不仅保留了蛋白质高组织相容性的优点,而且酯键及其他活性基团的加入克服了蛋白质结构单一,功能单一的缺点,使其具有更好的机械性能和功能性,可按照实际需求进行多样化形貌设计和表面修饰。通过自组装等多种方法构建的伪蛋白药物载体,不仅增强了药物在体内的生物利用度,还可以借助病灶处的特异性信号使伪蛋白药物载体表现出理想的靶向控释性能。本文着眼于伪蛋白药物递送材料,分类介绍了伪蛋白药物载体的构建及载药方式,并对伪蛋白药物载体的靶向释放策略进行总结,最后对伪蛋白在药物控释方向的前景进行展望,为伪蛋白药物载体的后续研究提供参考。
张浩哲, 许文龙, 孟繁升, 赵强, 乔英云, 田原宇. 基于PET废弃物化学解聚[J]. 化学进展, 2025, 37(2): 226-234.
Haozhe Zhang, Wenlong Xu, Fansheng Meng, Qiang Zhao, Yingyun Qiao, Yuanyu Tian. Chemical Depolymerization Based on PET Waste[J]. Progress in Chemistry, 2025, 37(2): 226-234.
以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为代表的塑料制品,已成为现代生活和全球经济的重要组成部分。为解决PET废弃物引起的资源浪费和环境问题,实现材料的高值化循环利用,亟需探索低成本绿色高效转化回收方法。化学解聚可处理低价值、混合、受污染的塑料,通过不同的化学反应回收聚合物单体或化学升级再造生产具有高附加值的新产品,实现塑料废弃物的闭环循环及高值化应用,是建立循环聚合物经济的关键途径。本文综述了PET废弃物化学解聚工艺的研究进展,分析了PET废弃物化学解聚技术存在的问题,并对PET废弃物化学解聚工艺的未来发展趋势进行了展望。
刘欢, 史慧敏, 李海阳, 詹传郎. 非富勒烯受体材料的硒吩工程[J]. 化学进展, 2025, 37(2): 235-254.
Huan Liu, Huimin Shi, Haiyang Li, Chuanlang Zhan. Non-Fullerene Acceptor Materials: Selenophenes Engineering[J]. Progress in Chemistry, 2025, 37(2): 235-254.
为推进高性能有机太阳能电池的发展,近年来学界对非富勒烯受体材料的设计以及其结构与性能之间的关系进行了深入研究。这些材料的分子结构性调整涉及核心结构的优化、侧链工程、共轭体系的拓展及杂原子的掺杂。硫元素因其卓越的半导体特性,以杂原子掺杂的方式在电子材料和半导体设备的制造中被普遍采用,特别是在有机太阳能电池领域。而硒,作为硫的同族元素,除了有着与硫元素相似的化学和物理性质之外,还具备自身独特的性质。例如:相比于硫原子,硒的原子半径更大,这为分子内部提供了额外空间,能够促进电荷转移和改善电子分布。此外,由于原子质量较大,硒原子的振动频率较低,这一特性增强了其在可见光谱范围内的光吸收能力。因此,硒原子的引入被视为提高有机太阳能电池效率的潜在途径。本综述聚焦于稠环电子受体(如ITIC和Y6衍生物)以及非稠环受体中硒原子的位置及含量对于其光电性能的影响。同时,探讨了硒原子取代与其他优化策略的协同作用,及其对各类有机太阳能电池(包括小分子、聚合物及全聚合物太阳能电池)性能的综合影响。
王庆, 李鹏, 吴大伟, 姜露, 方新锐, 牛海涛, 周华. 无氟抗油污表面制备方法及其研究进展[J]. 化学进展, 2025, 37(2): 255-280.
Qing Wang, Peng Li, Dawei Wu, Lu Jiang, Xinrui Fang, Haitao Niu, Hua Zhou. Research Progress for Design and Fabrication of Fluorine-Free Surfaces with Oil-Repellent Property[J]. Progress in Chemistry, 2025, 37(2): 255-280.
氟化物由于其极低的表面能因而具有卓越的防水和抗油污能力,在功能整理领域广泛应用。然而,氟的使用会对人类健康构成潜在威胁,并对环境造成不可逆转的破坏,因此正逐渐被各国限制使用,寻找无氟替代品已成为防水抗污等领域亟待解决的关键问题。为明晰无氟抗油污材料的定义并挖掘其在化学领域的应用潜力,探讨了无氟抗油污表面的研究背景,并对近期的研究成果和制备方法进行了综述和评价,对无氟抗油污材料表面的制备机理进行分析,概述了其在纺织、建筑、食品及液体处理等领域中的应用现状,剖析了现阶段无氟抗油污研究所面临的挑战,最低对绿色环保型无氟抗油污技术的未来进行了展望。
刘艳红, 张冬菊. 光驱动铜催化羧酸及其衍生物脱羧偶联反应的研究进展[J]. 化学进展, 2025, 37(2): 281-292.
Yanhong Liu, Dongju Zhang. Research Process on Photoinduced Copper-Catalyzed Decarboxylative Coupling Reactions of Carboxylic Acids and Their Derivatives[J]. Progress in Chemistry, 2025, 37(2): 281-292.
可见光驱动铜催化羧酸及其衍生物脱羧偶联反应是一种新型、高效且绿色的合成方法,可构建多种碳-碳和碳-杂原子键,用于合成具有各类高附加值化学品,因此成为现代合成化学领域的研究热点。近年来,国内外科研工作者在该领域开展了大量研究,取得了一系列创新性成果,被广泛应用于有机合成、材料科学和药物化学等领域。本文综述了可见光驱动铜催化羧酸及其衍生物脱羧偶联反应的实验和理论研究进展,重点介绍了几类典型的羧酸及其衍生物形成C—X(X=C、N、O、S)键的交叉偶联反应,并对其未来发展前景进行展望。