“荧光海”是指在夜晚或黑暗环境中，海水表面发蓝光的景象，又称“蓝眼泪”。本科普实验着眼于引导人们了解该有趣自然现象，探究背后的科学原理，以智能缓释材料海藻多糖水凝胶包埋发光原料，根据化学发光能量转移原理制备可持续发光的多彩藻胶球，并基于此推出一种便携科普实验盒，可随时随地重现属于自己的澎湃“蓝眼泪”。本科普实验将糖化学、光化学和材料化学知识应用于自然现象的解读与应用，向公众充分展现浪漫美妙的化学科学。

漆在中国数千年的使用沉淀出独特的漆艺文化。这里的“漆”是指大漆，从漆树中采集，主要成分漆酚通过化学反应形成漆膜，漆膜具有防潮、耐高温、耐酸碱等优良性质。大漆与色粉混合可以调制出光彩照人的色漆，被广泛地应用于髹饰、设备防腐和文物修复等。将科学与文化相结合，普漆中化学，传漆艺非遗，本文从化学的视角出发，介绍大漆中的化学成分和性质，从漆酚到漆膜发生的化学反应，设计一系列科普实验验证什么是大漆及其优良性质，让科普对象深切体会化学无处不在、化学的重要应用；介绍漆的发展历程，增加中小学生动手参与漆器制作和漆画绘制等梯度科普环节，锻炼青少年的动手能力，传递漆文化与漆艺人的工匠精神。通过糅合漆艺和化学，使科普对象领略到漆艺之美，认识到化学在漆中的重要作用，激发对化学的兴趣，从而达到弘扬漆艺非遗文化和传播化学科学知识的目的。

通过微波加热方式，快速合成了3个葡萄糖修饰的双席夫碱。通过比浊度分析、HRP/Amplex Red实验、DCFH-DA荧光探针实验、NBT分析法以及MTT实验检测它们抑制金属离子诱导的Aβ聚集、减少活性氧(ROS)生成及抑制Aβ聚集产生的细胞毒性。发现葡萄糖修饰的双席夫碱都能有效抑制金属离子(Zn²⁺、Cu²⁺)诱导的Aβ_1~40的聚集，降低Cu²⁺-Aβ加合物催化产生ROS水平、提高Cu²⁺-Aβ作用的细胞内超氧化物歧化酶的活力，有效抑制Zn²⁺或Cu²⁺诱导Aβ聚集而产生的神经细胞毒性并大幅提高细胞存活率。作为对比，我们也检测了相同条件下的氯碘羟喹(cliquinol, CQ)和没有葡萄糖修饰的同类双席夫碱的活性，发现葡萄糖修饰的双席夫碱各方面活性均好于CQ；葡萄糖修饰的双席夫碱自身毒性小、抗氧化和提高Aβ与金属离子共同处理的细胞的存活率方面均优于未葡萄糖官能化的同类双席夫碱。

石墨作为锂离子电池的商业负极材料，由于其高丰度、低成本和低电位的优势，在钾离子电池中也显示出了巨大的潜力。然而，钾离子半径(0.138 nm)远大于锂离子半径(0.076 nm)，充放电过程中钾离子的插层易使石墨结构破坏，导致明显的容量衰减和不稳定的循环寿命。在这里，我们用简单有效的微波方法高效还原石墨烯，设计了石墨负极的稳定界面。微波还原可以在10 s内有效地去除氧化石墨烯的氧基，这一点得到了X射线光电子能谱(XPS)的证实。石墨烯不仅可以缓冲石墨的体积膨胀以抑制结构崩塌，还可以加速电子传输以提高倍率性能。石墨烯包覆石墨的复合负极(GCG)表现出超长的循环稳定性，在3000次循环后容量依然262 mAh∙g⁻¹。与石墨相比，GCG的倍率性能也更加优异(500 mA∙g⁻¹的电流密度下容量为161.2 mAh∙g⁻¹)。在相同的电流密度下，石墨在150次循环后容量低于150 mAh∙g⁻¹。进一步的电化学阻抗(EIS)和恒电流间歇滴定(GITT)测试表明，与石墨相比，GCG表现出更快的电导率和离子扩散速率。循环后的拉曼光谱、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)图像验证了石墨烯作为缓冲界面有利于电极结构的完整性和固体电解质膜(SEI)的稳定性。这项工作为钾离子电池的大规模应用提供了新的希望。

A 3D nitrogen-doped graphene/multi-walled carbon nanotube (CS-GO-NCNT) crosslinked network material was successfully synthesized utilizing chitosan and melamine as carbon and nitrogen sources, concomitant with the incorporation of multi-wall carbon nanotubes and employing freeze drying technology. The material amalgamates the merits of 1D/2D hybrid carbon materials, wherein 1D carbon nanotubes confer robustness and expedited electron transport pathways, while 2D graphene sheets facilitate rapid ion migration. Furthermore, the introduction of nitrogen heteroatoms serves to furnish additional active sites for lithium storage. When served as an anode material for lithium-ion batteries, the CS-GO-NCNT electrode delivered a reversible capacity surpassing 500 mAh·g^-1, markedly outperforming commercial graphite anodes. Even after 300 cycles at a high current density of 1 A·g^-1, it remained a reversible capacity of up to 268 mAh·g^-1.

通过将纳米Bi颗粒与三维多孔碳(3DPC)材料复合制备得到Bi/3DPC复合材料，有效提高了Bi的电化学性能。3DPC作为碳框架能缓冲充放电过程中Bi的体积膨胀以及提升材料导电性，且其微孔和介孔能够增加材料的比表面积，为吸附钠离子提供活性位点。Bi和3DPC发挥协同效应，在钠离子电池中展现出良好的倍率性能和长期循环稳定性。在5 A·g^-1的电流密度下，Bi/3DPC在循环1 000圈后仍保持268.52 mAh·g^-1的比容量。

明胶是动物结缔组织中的胶原蛋白经过适度水解得到的高分子材料，其具有溶胶-凝胶可逆性。本实验借助明胶的溶胶-凝胶可逆性以及果汁中富含的金属离子，制备了明胶果冻电解质材料和系列电解反应的科普简易装置。通过趣味性教学展示和适宜于大众直接参与动手的简易实验，使大众深入了解水果电池的根本原理以及金属离子在明胶内部被固化溶液环境中的运动转移特性，进而认识普通电池工作的内在机制。本科普实验不但将凝胶电解质材料在能量储存和转化方面的巨大优势充分展现在大众面前，促进公众对天然大分子和电解质科学的了解、提高科技创新认知以及激发他们的科学兴趣，具有极高的社会价值。本科普实验所用材料价廉易得且绿色环保，实验过程没有安全隐患，达到用大众熟悉的材料创新性地实现普及科学知识之目的。

本文研究了杂多酸对储氢材料的催化效应，通过机械球磨法制备MgH₂-xH₃PW₁₂O₄₀ (x = 7%、10%、13%，质量分数)复合物样品，与纯的球磨MgH₂对比，展示了杂多酸H₃PW₁₂O₄₀对MgH₂储氢动力学的提升作用。其中，MgH₂-10H₃PW₁₂O₄₀的放氢活化能比纯MgH₂降低了46.23 kJ∙mol⁻¹，可在250 ℃、1 min内吸收6.25%的氢，在300 ℃、15 min内释放6.54%的氢气，而同等温度下MgH₂在30 min内仅释放1.2%氢。即使是在较低的温度100 ℃，MgH₂-10H₃PW₁₂O₄₀也可在1 h内吸收5%的氢，而MgH₂只能吸收0.9%的氢。结构表征结果表明H₃PW₁₂O₄₀分子在球磨和储氢过程中被转变为WO₃和W簇，其作用一方面是催化Mg―H键、H―H键的断裂，另一方面是促进MgH₂颗粒在球磨过程中细化并抑制其团聚长大。该研究开创了多酸分子在储氢领域的催化应用。

有机电极材料因其成本低、资源丰富、环境友好、可设计性等优势，成为具有发展潜力的二次电池候选电极材料。目前，种类丰富的有机电极材料已应用在各种金属离子电池体系，然而有机电极材料的商业化应用仍面临着诸多挑战，如本征电导率低、在有机电解液中溶解度大、放电电位低等。针对有机电极材料的技术瓶颈，大量研究聚焦在有机电极材料结构、工艺、尺度等改性优化方面。本文回顾有机电极材料的发展历程和应用，并总结其分类、反应机理及主要问题和挑战，进而详细综述有机电极材料已报道的改性策略，包括分子结构修饰、复合导电碳、纳米尺寸优化、电极-电解液耦合与制备工艺优化等方法，分析各改性方法优势和局限性，最后对未来有机电极材料改性研究方向进行展望，为今后有机电极材料的设计与研究提供参考。

高能量密度、高功率密度的“双高”锂离子电池(LIBs)的实现依赖于创新突破高容量、高倍率及长循环寿命电极材料。插入型负极，以d⁰过渡金属氧化物为代表，含有强金属-氧键，表现出高循环稳定性和高倍率性能。然而，由于金属离子变价较少，其比容量相对较低。转化-合金型负极，以p区金属氧化物为代表，具备高理论比容量，但嵌锂过程中的相团聚和体积膨胀易导致容量快速衰减和倍率性能不佳。通过引入插入型或转化型功能基元构建双金属氧化物负极，可以优化电极中的电子/离子传导，从而改善循环性能和倍率性能，有望实现负极材料高容量、高倍率及长循环的统一。本文通过对各类金属氧化物中的化学键及电子结构特征进行分析，并提出一种新的图示表达方式，将负极锂离子插脱嵌的电化学反应储能过程表达为态密度(DOS)图示。文章阐述了双金属氧化物负极的多步储锂机制，并结合近期相关研究进展，为发展高容量、高倍率及高稳定的双金属化合物负极提供理论参考和实践依据。