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2026, 42(6):
Abstract:
2026, 42(6): 100257
doi: 10.1016/j.actphy.2026.100257
Abstract:
2026, 42(6): 100279
doi: 10.1016/j.actphy.2026.100279
Abstract:
无线局域网(WLAN)和第五代移动通信(5G)的快速发展，使得高效电磁防护(EMP)材料的研究备受关注。然而，早期EMP材料往往优先考虑电磁衰减效率而忽略了机械柔性，这限制了其在可穿戴电子产品、软体机器人和智能传感系统等新兴领域的应用。因此，柔性EMP材料的开发势在必行。本文将柔性EMP材料系统地分为柔性电磁干扰(EMI)屏蔽材料和柔性电磁波吸收(EWA)材料，并根据不同的材料体系和设计策略进一步细分。基于导电聚合物、碳基纳米材料、MXene和金属复合材料等不同基底的柔性EMI屏蔽材料，因其高屏蔽效能(SE)和高柔性而备受关注。薄膜结构已被广泛应用于EMI屏蔽和电磁波吸收系统，本文也对其作用进行了介绍。随后，人们系统地介绍了具有多种结构设计的柔性电磁屏蔽材料，包括聚合物基复合材料、海绵、泡沫和气凝胶。本文全面阐述了柔性电磁屏蔽材料和电磁屏蔽材料，解释了近期研究成果的机理和材料分类，并探讨了其设计思路对下一代柔性电磁屏蔽材料的意义。
无线局域网(WLAN)和第五代移动通信(5G)的快速发展，使得高效电磁防护(EMP)材料的研究备受关注。然而，早期EMP材料往往优先考虑电磁衰减效率而忽略了机械柔性，这限制了其在可穿戴电子产品、软体机器人和智能传感系统等新兴领域的应用。因此，柔性EMP材料的开发势在必行。本文将柔性EMP材料系统地分为柔性电磁干扰(EMI)屏蔽材料和柔性电磁波吸收(EWA)材料，并根据不同的材料体系和设计策略进一步细分。基于导电聚合物、碳基纳米材料、MXene和金属复合材料等不同基底的柔性EMI屏蔽材料，因其高屏蔽效能(SE)和高柔性而备受关注。薄膜结构已被广泛应用于EMI屏蔽和电磁波吸收系统，本文也对其作用进行了介绍。随后，人们系统地介绍了具有多种结构设计的柔性电磁屏蔽材料，包括聚合物基复合材料、海绵、泡沫和气凝胶。本文全面阐述了柔性电磁屏蔽材料和电磁屏蔽材料，解释了近期研究成果的机理和材料分类，并探讨了其设计思路对下一代柔性电磁屏蔽材料的意义。
2026, 42(6): 100193
doi: 10.1016/j.actphy.2025.100193
Abstract:
将等离子体金属纳米晶与半导体光催化材料复合是一种提升其光催化性能的有效策略。然而，由于局域表面等离子体共振(LSPR)效应复杂的物理化学行为，其活性增强机制仍不明确。本研究通过原位生长策略精确合成了具有强局域电场(LEF)的金纳米双锥体(NBs)，并将其封装在TpBD-COF中。实验表明，优化后的AuNBs/TpBD-COF复合材料表现出良好的光催化产氢性能，420 nm波长下的表观量子效率(AQE)达到0.58%。电磁场模拟和飞秒瞬态吸收光谱证实，强的局域电场有效促进了电荷分离激子的形成，从而为TpBD-COF产氢过程提供更多热载流子(高能电子/空穴对)。本研究工作为探究LSPR效应提升COF基光催化性能提供了深入见解。
将等离子体金属纳米晶与半导体光催化材料复合是一种提升其光催化性能的有效策略。然而，由于局域表面等离子体共振(LSPR)效应复杂的物理化学行为，其活性增强机制仍不明确。本研究通过原位生长策略精确合成了具有强局域电场(LEF)的金纳米双锥体(NBs)，并将其封装在TpBD-COF中。实验表明，优化后的AuNBs/TpBD-COF复合材料表现出良好的光催化产氢性能，420 nm波长下的表观量子效率(AQE)达到0.58%。电磁场模拟和飞秒瞬态吸收光谱证实，强的局域电场有效促进了电荷分离激子的形成，从而为TpBD-COF产氢过程提供更多热载流子(高能电子/空穴对)。本研究工作为探究LSPR效应提升COF基光催化性能提供了深入见解。
2026, 42(6): 100203
doi: 10.1016/j.actphy.2025.100203
Abstract:
免疫治疗已成癌症治疗的研究热点，癌症纳米疫苗作为该领域的代表性治疗方式取得了显著进展。然而，免疫原性低、抗原递送效率不足、免疫应答效果差等问题限制了免疫治疗的发展。为解决这些局限性，本研究通过绿色水热法合成枸杞衍生碳点(Lyc-CDs)，并基于此开发了一种pH响应性纳米疫苗(Lyc-OVA)。由于保留了枸杞多糖(LBP，总含糖量18.43%)，Lyc-CDs对卵清蛋白(OVA)表现出优异的负载效率(48.40%)和pH响应释放特性(在pH 5.4条件下，OVA在24 h内的释放率为80%)。分子对接模拟表明，LBP单糖(鼠李糖/半乳糖)与OVA之间存在氢键和π-阳离子相互作用。Lyc-OVA可促进树突状细胞成熟(CD80⁺CD86⁺占比32.87%，与脂多糖(LPS)相当)并诱导细胞因子分泌(肿瘤坏死因子-α (TNF-α)：13.10 pg mL−1；干扰素-γ (IFN-γ)：17.78 pg mL−1；白细胞介素-6 (IL-6)：3.74 pg mL−1)。在双侧B16-OVA黑色素瘤模型中，Lyc-OVA通过激活CD4+CD8+T细胞、减少免疫抑制性调节性T细胞(Treg)/髓系来源抑制细胞(MDSC)群体及重塑肿瘤免疫微环境，抑制原发/远端肿瘤生长(抑制率分别为80.36%/82.16%)。本研究揭示了天然多糖在纳米疫苗中的多功能作用，为肿瘤免疫治疗提供了有效策略。
免疫治疗已成癌症治疗的研究热点，癌症纳米疫苗作为该领域的代表性治疗方式取得了显著进展。然而，免疫原性低、抗原递送效率不足、免疫应答效果差等问题限制了免疫治疗的发展。为解决这些局限性，本研究通过绿色水热法合成枸杞衍生碳点(Lyc-CDs)，并基于此开发了一种pH响应性纳米疫苗(Lyc-OVA)。由于保留了枸杞多糖(LBP，总含糖量18.43%)，Lyc-CDs对卵清蛋白(OVA)表现出优异的负载效率(48.40%)和pH响应释放特性(在pH 5.4条件下，OVA在24 h内的释放率为80%)。分子对接模拟表明，LBP单糖(鼠李糖/半乳糖)与OVA之间存在氢键和π-阳离子相互作用。Lyc-OVA可促进树突状细胞成熟(CD80⁺CD86⁺占比32.87%，与脂多糖(LPS)相当)并诱导细胞因子分泌(肿瘤坏死因子-α (TNF-α)：13.10 pg mL−1；干扰素-γ (IFN-γ)：17.78 pg mL−1；白细胞介素-6 (IL-6)：3.74 pg mL−1)。在双侧B16-OVA黑色素瘤模型中，Lyc-OVA通过激活CD4+CD8+T细胞、减少免疫抑制性调节性T细胞(Treg)/髓系来源抑制细胞(MDSC)群体及重塑肿瘤免疫微环境，抑制原发/远端肿瘤生长(抑制率分别为80.36%/82.16%)。本研究揭示了天然多糖在纳米疫苗中的多功能作用，为肿瘤免疫治疗提供了有效策略。
2026, 42(6): 100210
doi: 10.1016/j.actphy.2025.100210
Abstract:
过氧化氢(H2O2)被认为是一种具有广泛应用价值的生态可持续氧化剂。光催化纯水和氧气合成H2O2技术为传统工艺提供了一种绿色且节能的替代方案。本研究采用简单浸渍法将单原子镨(Pr)锚定在管状多孔石墨相氮化碳(Pr-TCN)上，通过可见光诱导(λ ≥ 420 nm)合成H2O2。孤立的Pr位点通过为光生电子建立平滑的传输路径，加速面内电荷转移，并促进*OOH中间体形成，从而增强H2O2生成效率。优化后的5% Pr-TCN实现了227.37 μmol g−1 h−1的H2O2生成速率，是纯TCN的1.8倍。这项工作展示了一种可扩展的单原子工程策略，用于开发高效光催化剂以实现可持续H2O2生产。
过氧化氢(H2O2)被认为是一种具有广泛应用价值的生态可持续氧化剂。光催化纯水和氧气合成H2O2技术为传统工艺提供了一种绿色且节能的替代方案。本研究采用简单浸渍法将单原子镨(Pr)锚定在管状多孔石墨相氮化碳(Pr-TCN)上，通过可见光诱导(λ ≥ 420 nm)合成H2O2。孤立的Pr位点通过为光生电子建立平滑的传输路径，加速面内电荷转移，并促进*OOH中间体形成，从而增强H2O2生成效率。优化后的5% Pr-TCN实现了227.37 μmol g−1 h−1的H2O2生成速率，是纯TCN的1.8倍。这项工作展示了一种可扩展的单原子工程策略，用于开发高效光催化剂以实现可持续H2O2生产。
2026, 42(6): 100235
doi: 10.1016/j.actphy.2025.100235
Abstract:
原子模拟正成为现代科学的重要工具，架起了理论与实验之间的桥梁。自20世纪50年代诞生以来，精度与速度的平衡始终是原子模拟的核心命题。近年来，基于机器学习势函数的方法崭露头角，成为探索复杂势能面(PES)时密度泛函理论计算的有力替代方案。本文报道了我们开发的LASPAI平台(www.laspai.com)，这是一个面向未来原子模拟的云端平台。该平台采用LASP软件中实现的广义全局神经网络势函数进行快速PES评估，同时整合了一系列通用扩散生成模型、随机表面行走(SSW)全局优化算法及其他PES探索工具。LASPAI平台通过任务导向、用户友好的网页图形界面(GUI)，能大幅简化和加速从分子材料结构预测到气-固、液-固界面识别、固-固界面判定及反应路径模拟等广泛科学领域的原子模拟工作，旨在为科学家设计新材料和反应提供快速的化学知识支持。
原子模拟正成为现代科学的重要工具，架起了理论与实验之间的桥梁。自20世纪50年代诞生以来，精度与速度的平衡始终是原子模拟的核心命题。近年来，基于机器学习势函数的方法崭露头角，成为探索复杂势能面(PES)时密度泛函理论计算的有力替代方案。本文报道了我们开发的LASPAI平台(www.laspai.com)，这是一个面向未来原子模拟的云端平台。该平台采用LASP软件中实现的广义全局神经网络势函数进行快速PES评估，同时整合了一系列通用扩散生成模型、随机表面行走(SSW)全局优化算法及其他PES探索工具。LASPAI平台通过任务导向、用户友好的网页图形界面(GUI)，能大幅简化和加速从分子材料结构预测到气-固、液-固界面识别、固-固界面判定及反应路径模拟等广泛科学领域的原子模拟工作，旨在为科学家设计新材料和反应提供快速的化学知识支持。
2026, 42(6): 100244
doi: 10.1016/j.actphy.2026.100244
Abstract:
设计高效S型光催化剂以实现同步产氢与有机物氧化，对于可持续能源转化具有重要意义。本文构建了一种负载过渡金属单原子(TM = Pt、Pd、Au)的新型SnS2/CdS S型异质结。通过系统的密度泛函理论(DFT)计算，研究了其几何结构、电子性质以及表面氢吸附与乳酸(LA)氧化反应机制。结果表明，在异质结中电子通过界面Cd–S键从CdS向SnS2转移，形成稳定的复合结构，而TM单原子通过与表面S原子形成TM–S键得以稳定。TM原子的引入增强了界面电子转移。值得注意的是，锚定在CdS表面的TM原子可有效调控相邻S原子的p带中心，从而弱化S–H键并优化氢吸附-脱附平衡；同时，SnS2表面的TM原子能增强LA吸附能，降低脱氢氧化过程中决速步骤的能垒。该工作证明，在S型异质结的不同组分上策略性排布单原子可协同增强还原与氧化半反应，为合理设计高性能单原子负载S型光催化体系以实现协同产氢与高值化学品合成提供了深刻见解。
设计高效S型光催化剂以实现同步产氢与有机物氧化，对于可持续能源转化具有重要意义。本文构建了一种负载过渡金属单原子(TM = Pt、Pd、Au)的新型SnS2/CdS S型异质结。通过系统的密度泛函理论(DFT)计算，研究了其几何结构、电子性质以及表面氢吸附与乳酸(LA)氧化反应机制。结果表明，在异质结中电子通过界面Cd–S键从CdS向SnS2转移，形成稳定的复合结构，而TM单原子通过与表面S原子形成TM–S键得以稳定。TM原子的引入增强了界面电子转移。值得注意的是，锚定在CdS表面的TM原子可有效调控相邻S原子的p带中心，从而弱化S–H键并优化氢吸附-脱附平衡；同时，SnS2表面的TM原子能增强LA吸附能，降低脱氢氧化过程中决速步骤的能垒。该工作证明，在S型异质结的不同组分上策略性排布单原子可协同增强还原与氧化半反应，为合理设计高性能单原子负载S型光催化体系以实现协同产氢与高值化学品合成提供了深刻见解。
2026, 42(6): 100269
doi: 10.1016/j.actphy.2026.100269
Abstract:
在中低频段(2.0–8.0 GHz)实现薄涂层条件下的高效电磁(EM)波吸收仍然是一项重要挑战。本文系统研究了实现中低频电磁波吸收所需的电磁参数，并利用CST Microwave Studio软件对目标参数如何通过微观结构设计实现进行了建模与模拟。结果表明，提高相对介电常数实部(εr′)和相对磁导率实部(μr′)有助于在减小涂层厚度的同时实现中低频电磁波吸收。此外，CST模拟结果显示，在相同材料体系及相同体积分数条件下，增大吸波材料的比表面积能够有效提升εr′。在上述理论指导下，成功制备了具有可控比表面积和高磁导率的FeCo立方体、FeCo颗粒及FeCo泡沫。实验结果表明，比表面积的增加可显著提高εr′，从而促进低至中频电磁波吸收性能的提升。最终，FeCo泡沫在C波段实现了3.2 GHz (4.8–8.0 GHz)的有效吸收带宽(EAB)，对应涂层厚度为2.0 mm；在S波段实现了1.5 GHz (2.1–3.6 GHz)的有效吸收带宽，涂层厚度为4.0 mm。本研究为先进中低频电磁波吸收材料的理性设计提供了重要理论依据与设计思路。
在中低频段(2.0–8.0 GHz)实现薄涂层条件下的高效电磁(EM)波吸收仍然是一项重要挑战。本文系统研究了实现中低频电磁波吸收所需的电磁参数，并利用CST Microwave Studio软件对目标参数如何通过微观结构设计实现进行了建模与模拟。结果表明，提高相对介电常数实部(εr′)和相对磁导率实部(μr′)有助于在减小涂层厚度的同时实现中低频电磁波吸收。此外，CST模拟结果显示，在相同材料体系及相同体积分数条件下，增大吸波材料的比表面积能够有效提升εr′。在上述理论指导下，成功制备了具有可控比表面积和高磁导率的FeCo立方体、FeCo颗粒及FeCo泡沫。实验结果表明，比表面积的增加可显著提高εr′，从而促进低至中频电磁波吸收性能的提升。最终，FeCo泡沫在C波段实现了3.2 GHz (4.8–8.0 GHz)的有效吸收带宽(EAB)，对应涂层厚度为2.0 mm；在S波段实现了1.5 GHz (2.1–3.6 GHz)的有效吸收带宽，涂层厚度为4.0 mm。本研究为先进中低频电磁波吸收材料的理性设计提供了重要理论依据与设计思路。
2026, 42(6): 100271
doi: 10.1016/j.actphy.2026.100271
Abstract:
由于异质材料的结构较为复杂，通过调控其极化效应来优化介电性能仍具有挑战性。本研究通过分子接枝诱导偶极子重新取向，实现了对界面极化强度的精准调控。实验证明，这些偶极子的取向可以有效调节界面极化：–CF3基团增强了电荷转移和极化损耗，而–NH2基团则抑制这些效应。经–CF3修饰优化的MXene/ZnO复合材料最小反射损耗达到−66.7 dB，有效吸收带宽为5.05 GHz，表现出了卓越的电磁波吸收性能。该工作通过界面偶极子工程展示了一种精确调控电磁参数的新策略，为先进吸波材料的设计提供了新思路。
由于异质材料的结构较为复杂，通过调控其极化效应来优化介电性能仍具有挑战性。本研究通过分子接枝诱导偶极子重新取向，实现了对界面极化强度的精准调控。实验证明，这些偶极子的取向可以有效调节界面极化：–CF3基团增强了电荷转移和极化损耗，而–NH2基团则抑制这些效应。经–CF3修饰优化的MXene/ZnO复合材料最小反射损耗达到−66.7 dB，有效吸收带宽为5.05 GHz，表现出了卓越的电磁波吸收性能。该工作通过界面偶极子工程展示了一种精确调控电磁参数的新策略，为先进吸波材料的设计提供了新思路。
2026, 42(6): 100276
doi: 10.1016/j.actphy.2026.100276
Abstract:
在现代雷达隐身和电磁兼容领域，实现兼具宽频带、强吸收、轻质和薄型特征的高性能微波吸收材料仍然是一项重大挑战。本研究提出一种简易经济的策略，利用双金属沸石咪唑酯骨架(ZIFs)衍生物制备轻质高效微波吸收剂。通过连续湿化学法合成了一系列掺有多壁碳纳米管(MWCNTs)的ZIF-8@ZIF-67前驱体，经后续热解转化为多孔双金属MOF衍生CoZn-C/MWCNTs复合材料。通过改变前驱体中Co/Zn的摩尔比，可以精确调控热解产物的成分、微观结构和电磁特性。得益于磁损耗与介电损耗的协同作用，Co/Zn比为3 : 1的复合材料在所有样品中表现出最优的衰减常数与阻抗匹配。填料负载量仅为20 wt.%，该优化复合材料在1.9 mm厚度时实现5.29 GHz的有效吸收带宽，2.0 mm厚度时最小反射损耗达−23.78 dB。雷达散射截面模拟进一步验证了其增强的散射抑制性能。本研究为宽带电磁波吸收性能的轻质MOF基复合材料设计提供了新视角。
在现代雷达隐身和电磁兼容领域，实现兼具宽频带、强吸收、轻质和薄型特征的高性能微波吸收材料仍然是一项重大挑战。本研究提出一种简易经济的策略，利用双金属沸石咪唑酯骨架(ZIFs)衍生物制备轻质高效微波吸收剂。通过连续湿化学法合成了一系列掺有多壁碳纳米管(MWCNTs)的ZIF-8@ZIF-67前驱体，经后续热解转化为多孔双金属MOF衍生CoZn-C/MWCNTs复合材料。通过改变前驱体中Co/Zn的摩尔比，可以精确调控热解产物的成分、微观结构和电磁特性。得益于磁损耗与介电损耗的协同作用，Co/Zn比为3 : 1的复合材料在所有样品中表现出最优的衰减常数与阻抗匹配。填料负载量仅为20 wt.%，该优化复合材料在1.9 mm厚度时实现5.29 GHz的有效吸收带宽，2.0 mm厚度时最小反射损耗达−23.78 dB。雷达散射截面模拟进一步验证了其增强的散射抑制性能。本研究为宽带电磁波吸收性能的轻质MOF基复合材料设计提供了新视角。
2026, 42(6): 100285
doi: 10.1016/j.actphy.2026.100285
Abstract:
本文提出了一种通过分子结构设计协同调控介电与磁损耗来制备高性能微波吸收材料的新策略。以同时含有羧基和苯并咪唑官能团的聚酰亚胺前驱体为关键组分，通过冰模板法结合原位离子交换，将Ni2+离子均匀引入聚合物骨架。经热酰亚胺化和碳化处理后，成功制备均匀负载Ni/NiO纳米颗粒的氮掺杂二维碳纳米片复合材料(BPCN@Ni/NiO)。相较于不含苯并咪唑结构的对照样品(NPCN@Ni/NiO)，该材料展现出优异的微波吸收性能：最低反射损耗(RLmin)达−69.02 dB，有效吸收带宽(EAB)为8.92 GHz (8.28–17.2 GHz)。微观结构分析证实其具有三维互联纳米片结构、高度分散的Ni/NiO组分及均匀的元素分布。吸波性能的提升归因于苯并咪唑和羧基对Ni2+的协同络合作用，实现了镍组分的高效负载与均匀分散，从而优化了阻抗匹配。此外，独特的二维导电网络、丰富的C/Ni/NiO异质界面、缺陷诱导偶极极化以及Ni与NiO间的磁耦合共同构建了协同多重损耗机制，赋予材料优异的微波衰减能力。该工作为通过精准分子工程设计轻质、宽频、高效的碳基复合吸波材料提供了新思路。
本文提出了一种通过分子结构设计协同调控介电与磁损耗来制备高性能微波吸收材料的新策略。以同时含有羧基和苯并咪唑官能团的聚酰亚胺前驱体为关键组分，通过冰模板法结合原位离子交换，将Ni2+离子均匀引入聚合物骨架。经热酰亚胺化和碳化处理后，成功制备均匀负载Ni/NiO纳米颗粒的氮掺杂二维碳纳米片复合材料(BPCN@Ni/NiO)。相较于不含苯并咪唑结构的对照样品(NPCN@Ni/NiO)，该材料展现出优异的微波吸收性能：最低反射损耗(RLmin)达−69.02 dB，有效吸收带宽(EAB)为8.92 GHz (8.28–17.2 GHz)。微观结构分析证实其具有三维互联纳米片结构、高度分散的Ni/NiO组分及均匀的元素分布。吸波性能的提升归因于苯并咪唑和羧基对Ni2+的协同络合作用，实现了镍组分的高效负载与均匀分散，从而优化了阻抗匹配。此外，独特的二维导电网络、丰富的C/Ni/NiO异质界面、缺陷诱导偶极极化以及Ni与NiO间的磁耦合共同构建了协同多重损耗机制，赋予材料优异的微波衰减能力。该工作为通过精准分子工程设计轻质、宽频、高效的碳基复合吸波材料提供了新思路。
