以一流科研强力支撑一流化学学科建设

——化学科学与工程学院2019年度科研亮点工作

        2019年，在创建一流化学学科目标引领下，化学科学与工程学院师生团结奋斗，积极谋划，申报科研项目，开展科学研究，总结科研成果，形成学术论文，在国家自然科学基金项目立项、高水平学术论文发表、ESI高被引论文增长和ESI国际排名提升方面取得了重要进展，凸显众多亮点。

一、科研水平上台阶，高水平论文量质双丰收

        2019年，我院师生以同济大学为第一作者单位在Angewandte Chemie International Edition,Advanced Materials,Nature子刊等国际化学知名期刊发表论文10余篇。

        陈涛团队在可拉伸、可修复储能器件领域取得重要进展，相关成果发表在Nature Communications(2019, 10, 536)上，论文题目：Ultrastretchable and superior healable supercapacitors based on a double cross-linked hydrogel electrolyte。

        费泓涵团队设计N -杂环卡宾功能化MOF材料实现CO₂的高效、高选择催化还原，韦广丰老师是共同通讯作者，为该研究项目提供了理论计算支持，相关成果发表在Angewandte Chemie International Edition(2019, 58, 2844)上，论文题目为：In Situ Generation of an N-Heterocyclic Carbene Functionalized Metal–Organic Framework by Postsynthetic Ligand Exchange: Efficient and Selective Hydrosilylation of CO₂。该团队还结合了当前钙钛矿和MOF两大热门晶格材料的优点，创制了一类以高度不对称且易晶格形变的金属卤族链接为次级结构单元的本征宽谱白光发射MOF材料，相关成果发表在Angewandte Chemie International Edition(2019, 58, 7818)上，论文题目为：Intrinsic White-Light-Emitting Metal-Organic Frameworks with Structurally Deformable Secondary Building Units。

        石硕团队跨学科合作研究在乳腺癌治疗方面取得重要进展，相关成果发表在Advanced Materials(2019, 31, 1904997)上，论文题目为：Tumor‐Targeted Drug and CpG Delivery System for Phototherapy and Docetaxel‐Enhanced Immunotherapy with Polarization toward M1‐Type Macrophages on Triple Negative Breast Cancers。

        王启刚团队开发新材料模拟中性粒细胞溶酶体可以治疗癌症，相关成果发表在Nature Communications(2019, 10, 240)上，论文题目为：Cascade enzymes within self-assembled hybrid nanogel mimicked neutrophil lysosomes for singlet oxygen elevated cancer therapy。该团队首创结晶型凝胶电解质赋予储能器件优异的机械安全性和热安全性，相关成果发表在Advanced Materials(2019, 31, 1900248)上，论文题目为：Dissolution-Crystallization Transition within a Polymer Hydrogel for a Processable Ultratough Electrolyte。该团队还成功设计了载酶磁性纳米凝胶实现对癌症的磁热-酶串联治疗，相关成果发表在Angewandte Chemie International Edition(2019, DOI: 10.1002/anie.201915118)上，论文题目为：Neutrophils‐Inspired Supramolecular Nanogel for Magnetocaloric‐Enzymatic Tandem Therapy。

        杨金虎团队在二维层状材料插层方法学方面取得突破，发展了高分子直接插层二硫化钼的新方法，该高分子/二硫化钼插层复合物在原位碳化后可以形成稳定的石墨烯单层插层二硫化钼层间的复合气凝胶，作为电极材料展现出了超高的赝电容值，相关成果发表在Nature Communications(2019, 10, 1372)上，论文题目为：A polymer-direct-intercalation strategy for MoS₂/carbon-derived heteroaerogels with ultrahigh pseudocapacitance。该团队在锂离子电池高性能硅/碳复合负极材料方面取得新进展，设计了一种基于原子簇限域催化的共热解反应，一步法获得了硅纳米点均匀嵌在碳骨架中的复合材料，给当前硅碳负极材料商业化中面临的合成过程复杂、反应条件苛刻的问题提供了新的解决思路，相关成果发表在Angewandte Chemie International Edition(2019, DOI: 10.1002/anie.201915502)上，论文题目为：A Space-Confined Atom-Cluster Catalytic Strategy for Direct Superassembly of Silicon Nanodots⊂Carbon Frameworks for Lithium-ion Batteries。该团队还在抑制锂硫电池多硫化锂穿梭效应方面取得进展，通过一种新颖的准拓扑转换反应设计得到了二氧化钛混晶（金红石/锐钛矿）纳米点均匀嵌在有序COF框架中的复合结构，实验和计算发现二氧化钛混晶纳米点对不同链长的硫化锂有着互补的吸附锚定作用，解决了一般宿主材料只对部分多硫化物作用的问题，并赋予电池优异的电化学性能，张弛教授作为共同通讯作者参与该研究指导工作，相关成果发表在ACS Central Science（2019, 5, 1876）上，论文题目为：Hybrid Anatase/Rutile Nanodots-Embedded Covalent Organic Frameworks with Complementary Polysulfide Adsorption for High-Performance Lithium–Sulfur Batteries。

        赵国华团队为同步综合治理水污染和温室气体CO₂提供了新策略，相关成果发表在Advanced Energy Materials(Cover Picture, 2019, 9, 1900364)上，并被选为当期封面论文，论文题目为：Electrochemical CO₂Reduction Using Electrons Generated from Photoelectrocatalytic Phenol Oxidation。

        此外，2019年我院多位教师作为共同通讯作者与国内外知名科研院所合作发表高水平论文近10篇。车顺爱教授在Angewandte Chemie International Edition(2019, DOI: 10.1002/anie.201903364)上发表了题为π–π Interactions Between Aromatic Groups in Amphiphilic Molecules: Directing Hierarchical Growth of Porous Zeolites 的Minireviews，课题组聚焦微孔沸石分子筛被广泛应用在分离吸附、离子交换、工业催化等领域，目前过小的微孔孔径限制了对直径较大有机物分子的催化与分离，如何通过两亲性模板自组装一步合成有序的多级孔沸石分子筛是该领域面临的重要挑战。文章综述了课题组最近通过多功能模板剂导向法合成多级孔沸石分子筛方面的工作，研究人员在模板分子疏水端引入芳基，利用其π-π相互作用组装形成胶束，并借助亲水端的季铵盐导向作用匹配分子筛晶体结构的几何构型合成沸石骨架，得到了一些列多级孔沸石分子筛结构。韩璐教授与与华东师范大学吴鹏教授及北京大学孙俊良教授团队展开合作，在沸石分子筛结构调控和解析方面取得进展。CIT-13分子筛（14×10元环孔道）经碱处理后，可以脱除cfi层板双四元环得到10元环孔道的ECNU-21。电子显微学研究发现，样品中存在一种以前假想存在的由cfi层板通过单四元环连接的分子筛结构，且以此为目标得到了纯相该分子筛结构ECNU-23，相关成果发表在Angewandte Chemie International Edition(2019, DOI: 10.1002/anie.201912488)上，论文题目为：3D Electron Diffraction Unravels the New Zeolite ECNU-23 from the "Pure" Powder Sample of ECNU-21。柳华杰教授与上海交大、中科院应用物理研究所等机构合作在单分子拉曼研究方面取得重要进展，相关成果发表在Science Advances(2019, 5, eaau4506)上，论文题目为：Quantizing single-molecule surface-enhanced Raman scattering with DNA origami metamolecules。该团队在DNA信息加密方面取得新进展，相关成果发表在Nature Communications(2019, 10, 5469)上，论文题目为：DNA origami cryptography for secure communication。该团队在纳米印刷电路方面取得重要进展，相关成果发表在Nature Communications(2019, 10, 5597)上，论文题目为：Programming DNA origami patterning with non-canonical DNA-based metallization reactions。该团队还在单分子DNA机器方面取得重要进展，相关成果发表在Nature Materials(2019, 18, 273)上，论文题目为：Solving mazes with single-molecule DNA navigators。罗宇老师与南洋理工大学团队合作，基于有机半导体分子设计研发了近红外光激活肿瘤免疫治疗药物，在癌症免疫治疗方面取得重要进展，相关成果发表在Angewandte Chemie International Edition(2019, 58, 12680)上，论文题目为：Organic Semiconducting Pro-nanostimulants for Near-Infrared Photoactivatable Cancer Immunotherapy。韦广丰老师与复旦大学团队合作，基于理性设计开发了高本征活性Pd-B析氢反应催化剂，相关成果发表在Energy & Environmental Science(2019, 12, 3099)上，论文题目为：Metal Boride Better Than Pt: HCP Pd₂B as Superactive Hydrogen Evolution Reaction Catalyst。

二、ESI国际排名逐步提升，首次进入全球2‰

        我院ESI高被引论文产出效率位居学校前列。经查询，同济大学作为第一单位高被引论文共计196篇，其中我院35篇，占比17.85%。科睿唯安发布的最新数据显示，同济大学化学学科2019年11月ESI国际排名251位，首次进入全球2‰，相较于2018年11月第273位提升20多位。

三、夯实基础，凝练特色，基金项目数量稳定增长

        2019年学院获批国家自然科学基金13项，其中重点项目1项、优青1项、面上项目10项、青年科学基金1项。

        目前我院在研及获批国家自然科学基金重点项目4项，分别是：（张弛）无机-有机杂化近红外非线性光学功能材料创制与性能研究；（赵国华）环境内分泌干扰物的选择性去除和机制研究；（路庆华）面向柔性OLED显示基板用聚酰亚胺的分子设计与性能调控；（车顺爱）手性介观结构无机材料的自组及其手性光响应性。