本报讯 近日， 化学学院有 3项研究取得重要进展， 相关论文均发表于高水平国际期刊。 其中， 2篇发表于《德国应用化学》 ， 1篇发表在《自然 -通讯》上。
刘洪来教授课题组在基于柔性冠醚构筑共价有机框架研究方面取得最新进展， 相关成果发表于《德国应用化学》 。共价有机框架（COFs ）是一类具有结晶性的有机多孔材料，通过设计孔道结构、 表面功能性， 该类材料可以应用于吸附和催化等领域。在 COFs合成过程中，单体通常具有刚性结构， 合成具有柔性骨架的 COFs一直是研究难点。 研究人员通过利用新的含冠醚单元合成了腔体大小可控的 COFs，通过粉末 X 射线衍射、高分辨率透射电镜和氮气吸脱附曲线测试表明，材料具有高结晶度、永久的多孔性和高比表面积。此外， 两种冠醚 COFs优异的酸碱和化学稳定性， 也为水处理应用奠定了良好的基础， 吸附实验表明材料具有优异的碱金属离子吸附分离性能。在该项工作中， 研究人员基于柔性冠醚分子精准构筑了两种具有高结晶度的多孔共价有机框架， 实现了高效的碱金属离子吸附分离性能， 因而为编织具有特异性吸附行为的多孔框架材料提供新思路。 化学学院博士后安书浩为第一作者，刘洪来教授为通讯作者， 共同通讯作者是上海高等研究院徐庆副研究员和中原工学院青年教师翟黎鹏。
赵春常教授课题组与樊春海院士研究组的李江教授在实时、 动态监测细胞内 NO 和 H2S的交互关系研究中取得重要进展， 研究成果发表于 《德国应用化学》 。目前， 已知的荧光探针以 HNO 作为识别目标。但HNO 不能准确呈现 NO 和H2S在生物体内的复杂相互作用，进而无法实现实时、 动态监测细胞内 NO 和 H2S在信号转导过程中交互关系。为了直接探究其交互作用， 研究人员充分利用近红外二区荧光的优越性，构建了一种原位、实时检测细胞内研究活细胞中 NO和 H2S动态变化的双通道探针。该新型荧光探针对 NO、 H2S都能呈现Tur n-on式响应，并能利用迅速且可重复循环的 S- 亚硝基化和去亚硝基化反应， 使生物体系内的 NO、H2S交替动态变化过程可视化。该工作首次实现了用单一荧光探针监测生物体系内 NO 和 H2S的交替存在， 为研究细胞内 NO-H2S相互作用及相关细胞效应， 提供了一种实时、 直观且高效的新方法。博士生朱天立、 任宁为第一作者， 赵春常教授和李江教授为通讯作者， 工作得到了田禾院士的悉心指导。
绘制能量—结构—性能图是一种预测多孔分子晶体材料的方法。该方法利用理论计算寻找可能的低能量、 高性能晶体排列方式来实现新材料的探索和发现。近日，费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心的安迪 · 库伯教授团队在数字化导航能量—结构—性能图研究方面取得新进展。该成果以华东理工大学为第一单位， 发表于 《自然-通讯》 。相关研究工作主要由我校赵成蹊博士在安迪 · 库伯教授和陈林江研究员及南安普顿大学格雷姆 · 戴教授的指导下以 CSC 资助交流博士生身份完成。基于前期研究， 针对传统晶体预测结果给出数以万计的可能结构致使三者关系难以解读， 以及所预测结果无法跨分子进行比较的问题， 团队成员在本工作中进一步延伸拓展了绘制能量—结构—性能图进行晶体结构预测的方法。以氢键有机框架结构为例， 新方法首先对一系列的能量—结构—性能图进行了更加详尽的剖析， 找出最有潜力的分子及类型并分析原因， 同时结合机器学习的方法， 对ESF 图中的高维数据进行了无监督学习型分类与降维可视化。 这种更加通用、 便捷的工作流程可以系统性地从高维数据中直接筛选出代表性结构，从而使研究人员可以直接在极其复杂的 ESF图上进行导航搜索，发现能量有利或性能优异的分子晶体结构，并可视化地预测、揭示复杂的结构—性能相关性。 同时， 本研究开发了一种开源的交互式可视化工具，为检索与分析晶体结构提供了有力保障， 团队成员也在研究中成功预测了一种超低物理密度的分子晶体。该工作为计算机探索、研发功能性分子晶体材料提供了新方法和新方向， 同时为推进该领域未来的全自动化提供了新的思路。
（花雪苑）