现代社会中，化学和相关工业的快速发展导致水环境污染问题日益严重，这对水质检测以及水资源的处理技术提出了更高的要求，然而目前尚难以快速、高效地实现对低浓度、痕量的污染物的检测和处理。为此，科学家们设计出一类新型的智能材料——微纳米机器人。基于微纳米机器人的可控运动性能、精准识别能力、高效吸附效果和原位降解能力，可以对痕量污染物建立高灵敏度的响应，从而实现水中污染物的有效检测与处理。为了能够让广大读者深入理解微纳米机器人在水污染检测和处理领域的发展前沿和未来研究趋势，本文以微纳米机器人组织“污染刺客联盟”为背景，简单有趣地介绍了微纳米机器人在水环境检测、监测和处理方面的应用及其科学机理。

20世纪初，在汽车刹车材料的启发下，航空刹车材料应运而生。它凭借自己优异的稳定性、良好的耐磨性和能在复杂环境下工作等优势，成功地在材料界站稳脚跟。近几年，我国科技发展势头良好，特别是在民用和军用航空航天研发领域，我国的科学技术水平已经迈入世界前列，航空刹车材料也再一次迎来了属于自己的高光时刻。本文采用拟人化的手法，以家庭年夜饭为题来介绍航空刹车材料的发展历程、化学工艺等相关知识。

为适应现代教育理念及国家对创新型人才的需求，改革传统实验教学模式并激发学生的自主创新意识，在传统仪器分析实验教学基础上探索和构建以学生为主体、以创新能力培养为中心的自主设计实验教学模式。课程在夯实基础和拔高创新方面取得了平衡，同时拓展了课程思政的范畴，如以学生为中心的自主设计实验模式提升了学生学习主动性，课程高阶性、创新性显著提高，授课教师在更多方面以身作则，示范了严谨的科学态度，并倡导了积极的科学探索态度。通过自主设计实验的开展，学生的基础知识、学习兴趣、实验技能、创新能力等都得到了显著提升，建立了有效的仪器分析学习模式。

Different solvothermal reactions of ZnC₂O₄ with oxalic acid (H₂ox) and 1, 2, 4-triazole (Htrz) successfully gave a new quaternary (NJTU-Bai83, NJTU-Bai=Nanjing Tech University Bai's group) and a new quinary (NJTU- Bai84) anionic metal-organic frameworks (MOFs), where NJTU-Bai83=(Me₂NH₂)₂[Zn₃(trz)₂(ox)₃]·2H₂O and NJTU-Bai84=(Me₂NH₂)[Zn₃(trz)₃(ox)₂]·H₂O, respectively. With the [Zn₂(ox)₄(trz)₂] secondary building unit (SBU) in NJTU- Bai83 replaced by the [Zn₃(ox)₂(trz)₆] and planar [Zn(ox)₂(trz)₂] ones in NJTU-Bai84, 2D supramolecular building layers (SBLs) are changed from the A-layer and B-layer to another A-layer, while pillars are transformed from the tetrahedral [Zn(ox)₂(trz)₂] SBU to the irregular tetrahedral [Zn(ox)₂(trz)₂] and planar [Zn(ox)₂(trz)₂] SBUs. Thus, cdq-topological quaternary NJTU-Bai83 is tuned to (4, 4, 8)-c new topological quinary NJTU-Bai84. Two MOFs were well characterized by powder X-ray diffraction, thermogravimetric analysis, elemental analysis, etc.

针对荧光分子检测普遍灵敏度低和检测范围窄的问题，制备了具有等离子激元共振特性的重掺杂半导体纳米结构Cu_2-xS和典型的稀土掺杂上转换发光纳米颗粒NaYF₄∶Yb，Er，通过三相界面自组装方法获得了Cu_2-xS/NaYF₄∶Yb，Er薄膜基底。结合有限元模拟，计算了不同摆放情况下Cu_2-xS周围的局域电场分布，研究了在实际薄膜中Cu_2-xS纳米盘之间产生的等离激元耦合对上转换发光性能以及对拉曼信号增强的影响。结果表明，Cu_2-xS等离激元层与NaYF₄∶Yb，Er发光层的耦合，不仅得到了上转换3个数量级的提高，还实现了分子检测10^-7 mol·L^-1的检测极限，并且获得了10^-3~10^-7 mol·L^-1的宽线性响应，从而达到高灵敏度的定性和定量双功能的精确检测。

进一步提高锂离子电池的能量密度、循环寿命和安全性对电动汽车的普及至关重要。三元层状正极材料因其高比容量、低温性能良好、成本较低等优势，近年来在动力电池领域备受关注。高镍化和高电压化被认为是提高三元材料能量密度的有效途径。然而，基于传统多晶三元正极的高镍化和高压化可能会显著降低材料的循环稳定性和热安全性，设计单晶三元正极材料被认为可以有效缓解高压多晶三元正极稳定性问题的可行途径。但是，单晶三元正极仍然面临着离子传输动力学受阻、非均匀荷电状态、晶格参数各向异性变化、阳离子混排、化学机械降解等挑战。因此，本文从三元正极材料的本质结构演化角度系统地分析和总结了多晶与单晶结构失效的共性问题。此外，还归纳了单晶高镍三元材料的合成工艺调控、元素掺杂、表界面改性等策略，梳理了结构设计与电化学性能之间的构效关系，并对单晶高镍三元正极材料的未来发展方向进行了展望，能够为高比能三元正极材料的开发提供理论指导。

多主元合金凭借组分间的协同作用，展现出卓越的物理化学性质，成为极具潜力的析氢反应(HER)电催化剂候选材料。然而，多主元组分结构的复杂性及系统性机器学习(ML)筛选方法的缺乏，使得电催化剂组分的最佳配比无法确定，这制约了多主元合金电催化剂的合理设计与开发。本研究通过Light Gradient Boosting模型从601种候选合金中筛选出了NbZnCo₂多主元合金作为最优候选材料，与Pt/C相比，其成本缩减了约34倍，同时HER活性更优。结合密度泛函理论(DFT)计算与实验验证，证实了ML模型的可靠性。微米级NbZnCo₂催化剂在10 mA cm⁻²电流密度下仅需20 mV超低过电位，并保持60 h的稳定运行。此外，纳米级NbZnCo₂颗粒仍保持了优异HER性能，验证了NbZnCo₂合金作为HER电催化剂的普适性。本研究构建了"机器学习-密度泛函理论-实验"框架，筛选出高性能HER电催化剂，该方法可扩展至其他电催化反应，为可持续能源转换技术提供了更广阔的应用前景。

基于氢键驱动自组装作用，以米托蒽醌(MIT)和阿霉素(DOX)为抗肿瘤药物模型，通过醋酸钠(NaAc)调控，借助纳米共沉淀法得到了无载体高负载纳米药物(MIT-DOX/NaAc，MIDA)。该MIDA中的MIT和DOX负载率均高达95%，且具有良好的稳定性和pH响应药物释放特性。细胞毒性和划痕迁移抑制实验表明，MIDA可借助高通透性滞留效应(EPR)靶向到肿瘤组织，进而抑制人乳腺癌细胞(MCF-7)的迁移增殖，且药效高于DOX、MIT和DOX/NaAc。利用流式细胞术和荧光显微镜探究了细胞摄取行为和凋亡情况。结果表明，MCF-7摄取MIDA具有时间依赖性，通过小窝蛋白和网格蛋白介导的共同作用机制，经内吞作用进入肿瘤细胞质。随后，MIT和DOX解离进入细胞核，诱导MCF-7发生晚期凋亡。

本实验以“无机化学实验”钴离子配位反应为基础，面向大学二年级化学专业学生，开展热力学综合实验进阶应用。通过数字化手段改良热力学参数测定，探究温度、浓度对反应平衡及热力学参数的影响，为实验教学提供新思路。传统方法为使用分光光度计且学生手动代入公式计算，本实验采用数字图像技术(DIB)法引入尖端智能视觉机器人监测系统，实现信息的无缝捕捉与数据的连续记录，进而对RGB色彩模型数据进行高效提取。在数字显示和图像处理中，RGB颜色模式是一种基础且广泛使用的颜色系统，通过调整红、绿、蓝三原色强度生成可见光谱。在热力学参数测定的处理阶段，引入高级编程技术(如Python)替代传统手动计算。本实验共计四学时，通过构建以分析、建模、评价和创新能力为核心的高阶思维导向型一站式虚拟仿真实验平台，课中推进数字化实验，并共享创新成果于云端。通过15次实验检验，发现DIB方法与传统方法相比，具有较好的稳定性，从而证明智能视觉机器人结合DIB法测定热力学参数方法的可行性。

三元复合驱采出水(ASP-PW)处理的油水分离问题已经成为了三元复合驱技术推广的技术瓶颈。本文采用超声波强化聚合氯化铝(PAC)协同处理ASP-PW的方法，大大提高了油水分离效果。通过实验研究发现，在超声频率40 kHz、超声时长为60 min时，乳化油滴粒径由349 nm增大到3639 nm，表明了超声对乳化油滴起到了一定的凝聚作用；当超声与PAC协同处理ASP-PW时，在超声时长为60 min、加药量为850 mg∙L⁻¹，并于40 °C恒温水浴中沉降30 min，其除油率高达95.82%，远高于相同条件下单独使用超声的除油率(86.12%)和PAC的除油率(90.87%)，协同作用效果显著。实验内容接地气，是科教融合的重要体现，实验方法遵循绿色可持续发展的理念，实验过程锻炼了学生自主探究能力。该实验从问题调研、方案设计到结果的获取均凸显出团队协作的关键作用，本实验也为ASP-PW的处理提供新的方向。