在“双碳”政策的大背景下，热固性高分子材料的降解回收是当今高分子科学领域热点话题之一。开展可解聚的热固性高分子材料制备的综合实验非常符合当今社会发展，有利于促进学生对一线科研的了解。本实验利用迈克尔(Michael)加成反应制备可解聚的热固性高分子材料。迈克尔加成反应生成的β-氨基酯结构可在酸性条件下解离，从而使得所制备的热固性聚合物可以快速地解聚合。通过本实验的实践，学生可以掌握当前制备可解聚热固性高分子材料的最新方法，了解当前高分子材料的发展方向。本综合实验将先进的科研成果与一线课堂教学结合，为学生的创新能力和综合运用专业知识能力的培养奠定基础。

在全球可持续发展与能源环境危机日益加剧的背景下，催化剂的创新正面临关键转折点。电子自旋调控作为一种新兴理念，有望在量子层面重构反应路径，打破传统电子结构与几何构型的限制。本综述阐述了自旋活性中心如何通过调控轨道对称匹配、自旋极化电子转移和过渡态能垒来调节催化反应活性、选择性和效率。涵盖金属氧化物(如Co₃O₄、Y₂Ru₂O₇)、硫化物、合金及配位化合物(如MOF-Co/Cu/Ni)等多种催化材料，我们阐明了如何通过配位工程(掺杂/缺陷引入、配体调控)、价态调制、尺寸控制(量子限域)和外场刺激(磁耦合)等策略实现自旋态调控，实现动态调整d轨道占据数以优化中间体吸附，突破热力学的限制。特定的自旋构型能够加速电荷转移动力学，从而加快决速步的速率并提升整体催化性能。通过将先进的自旋表征与理论计算相结合，本综述总结了在反应中如何通过精准调控的高/低自旋态来实现性能提升，这些反应包括氧还原、二氧化碳(CO₂)还原、析氢、尿素合成及电池相关的反应；并提出了非平衡自旋调控与自旋相关催化将有望成为下一代可持续能源技术的先驱。

电子信息和新能源汽车等产业的迅速发展导致锂离子电池(LIBs)的需求量激增，随之引发了其报废潮。可持续的回收技术对于以环保的方式解决大量退役锂离子电池(EOL LIBs)至关重要。本文全面综述了基于湿法冶金的LIBs正极废料中有价金属的提取技术，从环境、技术和工业化可行性的角度出发，对无机酸、有机酸和低共熔溶剂(DESs)等方法进行了详细的讨论和分析，以期优化技术并降低对环境的影响。此外，本文也详细探讨了绿色的生物质废料等还原剂和高效环保的EOL LIBs内循环机械活化技术等在强化LIBs正极废料有价金属溶浸中的应用，并由此提出了EOL LIBs回收过程中可能存在的研究机会和挑战。

基于碳纳米点(CNDs)的磷光油墨为持久可视化和延时信息读取提供了一种环保且低成本的解决方案。然而，当前依赖基质的磷光碳纳米点存在加工性能差和基底兼容性有限的问题，阻碍了其在可扩展、高分辨率隐形印刷中的应用。本文报道了一种可实现高分辨率、环境稳定且隐形印刷的水溶性磷光CNDs油墨。通过印刷过程中的空间限域效应，稳定CNDs中的三重态激子，从而产生明亮且长寿命的磷光。该磷光CNDs油墨能以微米级分辨率(2480 × 3508 dpi，约100 μm特征尺寸)实现复杂文本图案的隐形高保真印刷，在五类纸质基底上支持最小5 pt字号与0.05 pt的细线宽度。印刷图案在约870万像素中显示出超过98.7%的准确度，展现出卓越的保真性。基于优异的隐形印刷特性，研究团队成功制作了采用磷光CNDs油墨的200页无字书。这项工作为磷光油墨印刷提供了可扩展、低成本且高分辨率的平台，标志着隐形印刷技术的重大突破。

关注牛奶安全这一国计民生问题，将分子印迹前沿技术引入本科实验课堂，设计了一个综合实验。融合分子印迹、蛋白质排阻、磁性分离等技术制备得到磁性分子印迹聚合物，考察其性能，并以其作为固相萃取吸附剂，结合高效液相色谱，建立直接选择性检测牛奶样品中痕量四环素的新方法。本实验涉及材料化学、分析化学、仪器分析、食品化学等多学科知识，培养学生的科学素养、综合解决复杂问题的能力和创新性思维。印迹材料的设计和磁性分离过程富有创新性和趣味性，整个实验过程成本低廉、易操作、安全性高。通过本实验，学生能够了解分子印迹前沿技术，学习新检测方法的建立，巩固实验基础操作，提高数据采集和分析能力，加深对组分-性能-应用关系的理解。

为进一步让学生理解“双碳”战略，本实验教学设计从可重复加工橡胶材料出发。首先，用1,4-苯二硼和(3-巯丙基)三乙氧基硅烷反应得到了一种新型交联剂(B-KH580)；其次，将B-KH580与丁苯橡胶(SBR)共混；最后，160 °C热压成型得到硼酸酯键交联的SBR。由于该橡胶材料中含有大量的可发生可逆易位反应的可逆动态共价键硼氧键(—B—O—)，从而使其表现出良好的可重复加工性能，橡胶经过重复加工后拉伸强度可以恢复到95%以上，断裂伸长率可以恢复到84%以上，杨氏模量可以恢复到87%以上。通过该实验教学，不仅可以将最新的科研进展引入到课堂实验教学中，同时可以让学生更加直观地明晰“双碳”战略。

以玉米酒糟为原料制备的硬碳(HC)是一种可持续、低成本钠离子电池(SIBs)负极候选材料，但其实际应用一直受限于其不足的可逆容量。本研究报道一种温度梯度处理法，该方法可精确调控玉米酒糟衍生硬碳的层间距、孔隙率和石墨化程度，从而获得卓越的电化学性能。优化后的材料具有0.378 nm层间距和1.68 nm主孔径，展现出优异的高倍率性能：在1.0和2.0 A g^-1电流密度下分别实现289与198 mAh g^-1的比容量，且在2.0 A g^-1下循环700次后容量保持率达83%。通过原位X射线衍射与非原位拉曼光谱联用，揭示出“吸附-插层协同孔隙填充”的独特储钠机制，该机制有助于解释其快速动力学特性和长循环稳定性。这些结果表明，通过精准调控生物质衍生硬碳的结构策略，可实现实用化SIB负极所需的容量、倍率性能和循环寿命——使这种储量丰富、源自废弃物的材料大幅迈向商业化。