鑽石舞台

Wiley科研談Vol.21

氧化氮雜環卡賓催化（oxidative NHC catalysis）在NHC催化反應體系中起着至關重要的作用，Breslow中間體在氧化劑的存在下可快速形成酰基唑鎓物種，進而實現多種化學轉化。儘管氧化NHC催化的化學反應豐富多樣，但由於適用的氧化劑類型相對較為有限，反應過程通常只涉及雙電子的轉移，使得關鍵的活性中間體往往僅限於閉殼物種。近年來，NHC有機催化的自由基反應已經成為發現具有挑戰性和創新性反應的重要平台，為有機催化的自由基合成開闢了一條全新途徑。

成都大學李俊龍教授團隊一直致力於有機催化新反應的研究，近年來利用有機小分子NHC催化的自由基反應，實現了烯烴的氟烷基酰基化反應（Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 1863-1870）；結合1,5-HAT策略，完成了酰胺遠端C-H鍵的直接酰化反應（Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202116629）；通過NHC/PC雙催化體系，可實現三氟硼酸鹽與酰基氟化物的偶聯反應（Chem. Sci. 2022, 13, 2584-2590）；通過NHC催化的三組分反應，實現了1,3-共軛烯炔的雙功能化反應（J. Org. Chem. 2022, 87, 5229-5241）等。在上述NHC自由基催化反應體系中，其底物往往需要含有一個具有一定氧化還原活性的官能團，因而在一定程度上限制了底物範圍。

高性能儲能技術的發展對解決當前能源和環境危機至關重要。水系鋅離子電池因其資源豐富、環保、安全可靠等優點備受關注。然而，容量較低的嵌入型正極材料極大地限制了其發展。基於轉換機制的高比容量硫正極正好可以彌補水系鋅離子電池能量密度不足的劣勢。因此水系鋅硫電池被認為是一種很有前景的大規模儲能技術。但在水相系統中硫陰極緩慢的反應動力學和不可逆的副反應，以及鋅陽極的析氫反應和枝晶生長，嚴重阻礙了其應用。

近日，湖南大學朱智強教授、顏子超助理教授與湘潭大學劉黎教授合作，以三氟甲基磺酸鋅為鋅鹽，四乙二醇二甲醚（G4）和水作為助溶劑，碘作為添加劑，基於助溶劑-催化劑協同效應發展了一種具有普適性的「雞尾酒優化」電解液策略以針對性的解決水系鋅硫電池所面臨的問題。

摩擦電納米發電機（TENG）作為一種可持續電源，能夠充分利用自然環境中的機械摩擦能源，如風能、波浪能等，並且持續輸出電子。通過選擇合適的摩擦電材料、電荷注入、形態控制和結構設計，可以有效地提高TENG輸出性能。其中，通過摩擦電材料的選擇可以優化其表面電荷密度，從而改善TENG的輸出性能。

共價有機框架材料（Covalent Organic Frameworks，COFs）是一類新型的由C、H、O、N等輕質元素通過共價鍵連接的晶態有機多孔聚合物。COFs具有密度小、比表面積大、化學及熱穩定性好、高度的單體可設計性、網格結構的多樣性及可調節性，這些特點為開發摩擦電材料提供廣泛的結構基礎。然而，基於聚合物和COFs複合材料作為摩擦電材料，並應用於在TENG器件的研究尚未見報道。