庆祝Chem创刊五周年丨编辑部特别推荐
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物质科学
Physical science
不知不觉中，Cell Press细胞出版社旗下第一本物质科学期刊Chem已经步入了第五个年头。Chem的创立是Cell Press服务全学科科学团体的标志，旨在刊发大化学领域原创性极高的基础研究。
在过去的五年里，我们已经发表了数百篇来自全球各地的高质量研究论文，获得超过240万的下载量。我们在2018年被美国出版商联合协会授予“物质科学与数学领域PROSE大奖”。并且在刚刚过去的6月我们又收到了一份好消息——Chem的影响因子和CiteScore分别增加到19.7和23.2，在以研究论文为主的化学领域期刊里，名列前茅。创刊仅仅五年，我们为Chem迄今为止所取得的成就感到非常欣慰，更为拥有的每一份支持倍感自豪！
在这个五周年纪念日之际，我们要向始终支持Chem的广大作者、读者及审稿人表示衷心的感谢，感谢他们为Chem成长作出的贡献。
诺贝尔奖得主Sir Fraser Stoddart教授特向Chem主编Robert Eagling博士发来贺信：
I’m dropping you this line to congratulate you and your team on taking Chem in five years up to an Impact Factor of 19.7. A remarkable achievement, indeed! The fact that your IF is going up when so many in Chemistry (and the other Sciences) are going down speaks volumes for your leadership of the journal. Well done!”
Prof. Sir Fraser Stoddart
Northwestern University
Chem主编Robert Eagling博士在2020年6月刊发表了题为“Celebrating Chem’s Journey So Far”的社论，他表示：“到今年8月，距离我们在2015年美国化学会秋季年会( ACS National Meeting）上宣布推出Chem，已经有5年的时间了。”
▲主编Robert Eagling身着Chem创刊纪念T恤 （主编只有一件，别想太多
随着Chem进入第五个年头，Robert Eagling博士强调，Chem将继续严格坚持自己的标准，即只发表那些在科学概念上有显著创新的研究，并且在同行评审结束后向作者提供详细的反馈，以及在发表后尽最大努力提升研究可见度。总而言之，提供卓越的编辑服务，展示化学基础研究的重要性和潜在的影响，是Chem迄今所取得的一切成就的核心。
Chem编辑部特别为大家整理5篇观点性评述+5篇研究论文，与大家一起分享Chem创刊5周年的喜悦。
▌5篇观点性评述
（开放阅读下载至2020年9月底)
Biology-Inspired Supramolecular Peptide Systems
生物启发的超分子肽系统
以色列特拉维夫大学分子细胞生物学和生物技术学院生命科学系的Ayala Lampel博士发表观点性评述指出，超分子生物在组成和结构上非常复杂，经常远离平衡状态而存在。生物制造过程包括分隔限制，超分子模板和级联酶反应，以产生各种规模的结构，形成高度异质的环境。相比之下，实验室材料通常在同质、化学“无菌”环境中形成单一或双组分系统，因此结构相对简单。幸运的是，在过去的二十年里，超分子化学和系统化学的重大发展已经使构建类生命肽基材料越来越容易实现。目前，肽结构可以被设计成可控层次和对称性结构，如有序、无序或动态组装体，用于生成复杂的反应材料，其特性可以满足化学或物理刺激。因此本文研究了生物启发的超分子胎结构，并讨论了未来的发展方向。
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A Realistic Methodology for 30% Efficient Perovskite Solar Cells
一个实现30%效率的钙钛矿太阳能电池的现实方法
成均馆大学化学工程学院的Nam-GyuPark教授等人发表观点性评述，指出目前钙钛矿太阳能电池（PSCs）的功率转换效率（PCEs）已经超过了众所周知的薄膜太阳能电池技术的PCEs，但接近其理论PCE（超过30%）仍然具有很大的潜力，当然也存在一些挑战。本文考察了目前PCE最高纪录25.2%的相关研究，并概述了理论PCE的方向。一系列的对比表明了提高填充因子（FF）值是实现25.2%PCE的决定因素。通过比较PSCs与其他光伏技术的性能，作者阐明了PCE达到30%的参数限制。最后，结合矽与砷化镓太阳能电池经验，为提升PSCs的PCE提出相关参考建议。
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Stable Carbenes, Nitrenes, Phosphinidenes, and Borylenes: Past and Future
稳定碳烯类、氮烯类、磷胺类和硼烯类:过去和未来
加州大学圣地亚哥分校化学与生物化学系UCSD-CNRS联合实验室特聘教授Guy Bertrand与Michele Soleilhavoup博士发表观点性评述，介绍了第一个稳定代表性碳烯，并简要讨论了碳烯的不同稳定模式，稳定碳烯广泛应用于化学科学领域、医药和材料领域。由于目前对碳烯类的15族同系物（即氮烯类和磷胺类）研究较少，作者论述了碳烯类的15族同系物的应用困难，并提出了相应的解决方法。对于碳烯类13族同系物，作者主要分析了两种类型：1)最近分离出的单晶(路易斯碱)稳定硼烯; 2）目前唯一无法被合成的碳烯类化合物硼烯类。最后，作者团队描述了碳烯类未来的发展目标，如单配位氨基碳阴离子（6价碳原子）、氨基碳（5价碳原子）和氨基碳阳离子（4价碳原子）。
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High-Performance n-Type Polymer Semiconductors: Applications, Recent Development, and Challenges
高性能n型聚合物半导体：应用、最新发展和挑战
美国西北大学Antonio Facchetti教授联合南方科技大学材料科学与工程系郭旭刚教授等人发表观点性评述，总结了高性能n型聚合物半导体的应用、最新发展和挑战。高性能n型（电子传输或n沟道）聚合物半导体是实现各种有机光电器件和互补电路的关键部件，最近半导体的研究进展极大地提高了有机薄膜晶体管、全聚合物太阳能电池和有机热电器件的性能。本文着重于高性能n型聚合物结构的最新发展，尤其基于目前研究最多的新型缺电子构建块的聚合物结构，对其所能达到的性能进行总结。此外，本文提出了关于开发新型电子接受构件和聚合物设计策略的见解，并讨论了在提高n型器件性能方面的机遇和挑战。
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Developments in Photoredox/Nickel Dual-Catalyzed 1,2-Difunctionalizations
光氧化还原/镍双催化1,2-二官能化反应的研究进展
美国宾夕法尼亚大学Gary Alan Molander教授等人发表观点性评述，总结了光氧化还原/镍双催化1,2-二官能化反应的研究进展。镍/光氧化还原双催化技术的发展使得在极为温和的反应条件下，多种官能团可以构建C（sp3）杂化中心。但该技术局限性在于，只适用于一个C-C或C-杂原子键的组合，因为竞争性的双组分反应和易形成的酸酐会被烷基金属配合物消除。目前，光诱导镍催化烯烃和炔烃的1,2-二官能化反应引起广泛关注，该反应使得廉价的原料在一个反应器中可以构建两个连续化学键。因此，本文探讨了该技术的最新进展，陈述了当前研究面临的挑战，并讨论了新催化体系设计的前景。
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▌5篇研究论文
（开放阅读下载至2020年8月底）
Architectural Stabilization of a Gold(III) Catalyst in Metal-Organic Frameworks
金（III）催化剂在金属有机-骨架中的结构稳定性
加州大学伯克利分校 F. Dean Toste教授等人首次介绍了采用加入固体载体抑制单分子催化剂分解途径的方法解决过渡金属催化稳定性的问题。采用坚固金属有机骨架（IRMOF-10和bio-MOF-100）用于维持结构清晰的金（III）催化剂的结构稳定性，利用其固有刚性排除单分子分解途径-还原消除。通过该结构稳定方法，在金属有机骨架中没有观察到金（III）催化剂的分解。相反，均相类似物在溶液中容易发生分解。这种被固定的催化剂可以实现催化剂的可回收，这是生产多相催化的关键。
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Selective C-C Bond Scission of Ketones via Visible-Light-Mediated Cerium Catalysis
基于可见光的铈催化的酮选择性C-C键断裂
上海科技大学左智伟教授团队提出了一种利用配体-金属电荷转移（LMCT）激发模式实现酮选择性C–C键断裂的通用催化方法。通过Lewis酸催化和LMCT催化的协同应用，可以选择性地、有效地裂解酮的C-C键，使被裂解的C-C键的每个碳以顺序、正交的方式连接以实现不同功能。结合可见光和廉价铈盐的光催化反应可以替代NorrishⅠ型反应。通过该方法，在简单操作条件下，大范围的无环和环酮，从环丁酮到环戊酮，都可以成功地转化为通用的化学构建块。
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2D Ti2C2Tz MXene Synthesized by Water-free Etching of Ti2AlC2 in Polar Organic Solvents
一种通过在极性有机溶剂中对Ti3AlC2无水刻蚀合成二维Ti3C2Tz-MXene的方法
美国Drexel大学Michel W. Barsoum课题组提出了一种通过在极性有机溶剂中对Ti3AlC2无水刻蚀合成二维Ti3C2Tz-MXene的方法，以往研究发现的Mxene-Ti3C2Tz，是通过在浓氢氟酸溶液中腐蚀母相Ti3AlC2来合成的。此后，研究人员又开发了多种合成MXenes的方法，如各种电解质的电化学蚀刻、高温碱处理、熔盐合成等。然而，这些蚀刻方法大多以水为主要溶剂，限制了MXenes在水敏应用中的直接使用。因此，作者团队提出了在无水条件下，利用极性有机溶剂在氟化氢铵存在下蚀刻和分层Mxenes的一种方法，且该方法可获得富氟的Ti3C2Tz薄片。本文还证明，在碳酸丙烯酯中蚀刻Ti3C2Tz制成的电极产生的钠离子电池阳极的容量是在水中蚀刻的两倍。
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Accelerated Dinitrogen Electroreduction to Ammonia via Interfacial Polarization Triggered by Single-Atom Protrusions
利用界面极化策略来促进N≡N分解
氨气是制备肥料等其它化工产品的重要原料，同时凭借其无碳、能量密度高等优点可以作为潜在的新能源载体。Haber-Bosch反应是目前工业合成氨的最主要方法，但是它反应条件苛刻，需要高温高压（350-550 °C，150-250 atm），并且依赖氢气（通过消耗大量化石燃料获得）作为反应原料。电催化固氮，即电催化还原氮气，可以在常温常压、水相体系合成氨，有望成为Haber-Bosch反应的替代者。但是受制于还原氮气（N2）的高反应能垒，电催化合成氨选择性低、产氨速率小。因此，设计能够高效断裂N≡N化学键的电催化材料成为电催化固氮领域的关键科学问题。针对此难题，华中师范大学张礼知教授团队提出利用界面极化策略来促进N≡N分解。该团队通过精细控制材料合成和处理过程，把过渡金属原子沉积到单层硫化钼（MoS2）,构筑“凸起物”型单原子催化结构。此结构凭借其高曲率的凸起结构及其异质结构型，向外释放强电场，极化氮气，诱导产生界面极化场，促进单原子凸起物上的电子注入到氮气的反键轨道。通过以上设计，该研究团队实现高效的N≡N断裂，从而构筑了一个高效固氮产氨的电催化体系。查看Cell Press微信公众号详细报道。
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Tailoring Polymer Dispersity by RAFT Polymerization: A Versatile Approach
一种使用RAFT聚合法裁剪聚合物分散性的通用方法
分散性(Ɖ)能够显著影响聚合物性能，是材料设计中的关键参数。苏黎世联邦理工学院Athina Anastasaki教授联合澳大利亚莫纳什大学Tanja Junkers博士等人提出一种基于可逆加成-断裂链转移聚合（RAFT）的直接通用的分批方法，以调整各种单体的分子量分布，包括丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酸酯和苯乙烯。此外，该方法还适用于更具挑战性的单体，如甲基丙烯酸、甲基乙烯酮和醋酸乙烯酯。控制Ɖ的方法是将具有不同链转移活性的两种RAFT试剂以不同的比例混合，从而在较宽的分散范围内提供具有单峰分子量分布的聚合物（Ɖ∼1.09–2.10）。本文的实验结果与确定性动力学模型模拟结果一致，并可用于制备清晰嵌段共聚物，而不考虑初始均聚物的分散性。
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▌小编特别提示：
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