晶体工程学是在超分子自组装基础上发展起来的，跨越晶体学、材料科学、合成化学的交叉学科。超分子手性晶体工程属于晶体工程学的一大分支，运用晶体工程学原理和方法设计手性超分子合成子，构筑出手性超分子晶体材料，并进一步探讨对映体选择性识别分离和催化方面的应用前景。

采用种子生长法制备金纳米棒(AuNRs)以构建光学传感器，用于Fe³⁺和Cu²⁺的高选择性快速可视化检测。在酸性环境中，Fe³⁺和Cu²⁺通过与KI溶液反应，将I^-氧化成I₂。I₂刻蚀AuNRs，导致其纵向表面等离子体共振(LSPR)吸收峰蓝移，从而实现对Fe³⁺和Cu²⁺的检测。结果表明，反应温度为50 ℃时，添加0.8 mL 0.1 mol·L^-1 HCl、2 mL AuNRs生长液和20 mmol·L^-1 KI溶液，与2 mL 500 μmol·L^-1 Fe³⁺或30 μmol·L^-1 Cu²⁺反应25或90 min，可将AuNRs刻蚀至LSPR吸收峰消失。该方法对Fe³⁺和Cu²⁺检测具有高选择性和准确性，对于Fe³⁺、Cu²⁺共存体系的检测，可通过加入适量F^-与Fe³⁺生成配合物[FeF₆]^3-完成对Fe³⁺的化学掩蔽，消除Fe³⁺的干扰，实现共存体系中Cu²⁺的准确检测。

试纸——通常指的是经过化学处理以后可对特定对象产生颜色变化的一类纸基产品，是人们进行快速检测分析的好帮手。本实验在玻璃纤维滤纸表面改性的基础上，设计了一种基于稀土配合物荧光传感特性的重金属离子检测试纸，充分展示了其在检测水中是否含有重金属离子方面的有效性与便捷性。创新设计的验“金”试纸在检测水源重金属离子污染方面大有用途，充分凸显了化学在促进生态文明建设方面大有可为。试纸的制作过程简单、安全与环保，所得验“金”试纸实用、易用与好用，实验过程既能科普试纸的一般制作与检验原理，又能激发学生进行科学探索与应用实践的兴趣，并在试纸使用的过程中传播生态文明的理念。本实验简单、易重复、门槛低、绿色环保且安全，实验过程具有独特的色彩美学，令人印象深刻，既适合在公众场所开展科普实验，又适合在小学高年级、中学和各本专科院校的实验教学中开展和普及。

近年来，金纳米粒子被发现具有纳米酶特性，可以模拟天然过氧化物酶催化过氧化氢分解。本实验选用明胶还原制备金纳米粒子，通过紫外-可见分光光度法测定金纳米粒子催化过氧化氢分解反应的米氏常数。将科学前沿概念“纳米酶”设计成适合本科生的物理化学动力学实验，既可锻炼学生的综合能力，又能激发学生对化学实验的兴趣与民族自豪感。

智能致动器具有将外界刺激转化为机械运动的能力，在软体机器人、人造肌肉、传感器、智能皮肤等领域具有广阔的应用前景。本新创实验通过在聚酰亚胺高分子膜表面涂覆聚二甲基硅氧烷预聚体，并喷涂石墨烯乙醇分散液，制备出一种可以利用高分子材料的热膨胀系数差异对光、电、热等刺激产生响应的超疏水智能材料。从中国传统剪纸艺术和仿生结构获得灵感，将所得超疏水材料加工成爪形构造和可变形集水装置，利用材料的超疏水性质实现其在强酸，强碱等复杂应用环境下的稳定运行。此外，通过调整刺激电流大小实现了材料致动能力的智能化编程，进一步提升了新创实验的可控性和应用性。本新创实验融汇无机化学、高分子化学、仪器分析和材料化学等多个化学学科，实现理论与应用的巧妙衔接。所选用的实验原料无毒且易得，符合绿色化学的要求，体现了实验的可持续性。通过开发新型材料的制备技术，有效提升了材料的致动性能，极大地拓展了材料的应用场景。该新创实验现象明显，操作过程趣味性强，有助于激发学生的科研兴趣，提高学生的知识应用水平，培养学生的创新意识，同时提升学生的综合素质。该实验对学生的学习和成长具有积极的促进作用。

超分子化学领域的多种常用模块均具有氧化还原活性，它们参与的非共价相互作用对于电子得失较为敏感。电化学技术一方面可以通过电子转移产生活性物种，从而调节非共价相互作用，另一方面也可以提供其他表征手段无法获得的能量和动力学信息，因此成为超分子化学研究领域的主要工具之一。本文通过对典型案例的分析，简要总结了电化学技术在超分子化学研究工作中发挥的具体作用。

化学“101计划”物理化学教材的目标是建立超多分子系统的理论框架，从对分子的认识(主要是各量子自由度的量子化能级)出发构建化学家的分子物质观。教材分为三篇，上篇是理论基础，中篇是分子物质观框架内的宏观物质结构，下篇是演化规律。本文通过介绍课程框架，期待为推进国内物理化学课程建设、培养中国下一代化学家提供思路。

仿生超疏水功能材料属于新兴的跨学科交叉研究领域，涉及化学、材料科学、物理学等多个学科的原理和技术，在自清洁、防腐蚀、防污减阻等领域展现出独特的应用潜力。该研究领域发展迅速，但传统实验教材内容相对滞后，不能及时反映该领域最新的科学进展和理论。本实验课程依托教育部化学“101计划”合成化学实验课程，以仿生超疏水功能材料的合成与性能研究教学实验为例，介绍仿生超疏水功能材料前沿研究，凝练适合拔尖创新人才培养的实验课程，为该领域的教学实践提供理论和实证支持，提升基础学科人才培养质量。

以前驱簇[Et₄N][Tp*WS₃(CuCl)₃]与三氟甲烷磺酸银(AgOTf)及3个有机桥联配体2，5-二(吡啶-4-基)噻吩(L₁)、5，5'-双(4-吡啶基)-2, 2'-双噻吩(L₂)和2，7-双(4-吡啶基)芘(L₃)分别反应，得到了3个阳离子型W/Cu/S簇基超分子大环化合物[(Tp*WS₃Cu₃)₂(μ-Cl)₂(μ₄-Cl)(L₁)]₂(OTf)₂(1)、[(Tp*WS₃Cu₃)₂(μ-Cl)₂(μ₄-Cl)(L₂)]₂(OTf)₂·2CHCl₃(2·2CHCl₃)和[(Tp*WS₃Cu₃)₂(μ-Cl)₂(μ₄-Cl)(L₃)]₂(OTf)₂·2DMF (3·2DMF)，其中Tp*=hydridotris (3，5-dimethylpyrazol-1-yl) borate。对3个化合物分别进行了单晶X射线衍射、核磁、质谱、红外光谱、紫外可见光谱和元素分析等结构表征。单晶X射线衍射结果表明，3个大环的主体均是由2个L₁、L₂和L₃配体和3个氯桥连接的[(Tp*WS₃Cu₃)₂(μ-Cl)₂(μ₄-Cl)]²⁺阳离子簇核组成。3个大环通过不同方式堆叠形成三维结构。核磁氢谱(¹H NMR)和电喷雾飞行质谱(ESI-TOF MS)结果表明这些化合物在溶液中有较好的稳定性。Z扫描测试结果表明，3个化合物的溶液有一定的三阶非线性光学响应。

为全面推进科教融合，推进化学实验教学的改革，本文以金纳米粒子实验为例，在综合化学实验中引入“科学、技术、社会(STS)理念”，通过“课题”形式开展本科实验教学。将科研方法和科学技术融入本科教学，让学生掌握科学研究方法和最新的科学技术，培养学生科研实践探索能力，实现科学与技术在社会中得到应用的获得感。