有机电子材料因兼具柔性、轻量、可溶液加工、以及可通过分子设计/凝聚态结构优化而调控性能等优势，在柔性显示、可穿戴设备、物联网电子和生物电子等领域具有广阔应用前景。其中，共轭聚合物半导体被认为是最具潜力的材料体系之一。然而，在溶液加工过程中，聚合物分子从溶液态到固态薄膜的多尺度结构演化难以精准调控，容易导致形貌缺陷和长程有序度不足，进而限制载流子传输效率。如何实现从分子、介观到宏观尺度的协同有序，是聚合物半导体迈向高性能器件的关键挑战。近日，复旦大学智能材料与未来能源创新学院刘云圻院士/赵岩教授团队提出了一种自模板梯度组装策略（Self-Templated Gradient Assembly, STGA），实现了聚合物半导体多尺度结构的理性调控，并成功制备出类单晶聚合物晶体。相关成果以“Single-crystal-like polymer semiconductors via self-templated gradient assembly for ultrahigh charge carrier mobility”为题，于北京时间7月3日晚间在《自然·材料》（Nature M

从脑机接口的高精度交互到神经解码的前沿探索，人类对大脑信号的解读与干预正不断迈向更深层次。神经系统依赖动作电位编码并传递感觉、运动及认知信息，传统调控方法主要集中于分子层面的离子通道修饰、药理学干预，或依赖电刺激、光遗传学等外部手段。然而，作为神经信号传递的“物理载体”，细胞膜本身的结构与电学特性如何直接影响神经编码，尚未得到系统性揭示与利用。在当前脑机接口与神经调控技术面临信号特异性、稳定性及长期生物相容性等多重挑战的背景下，探索细胞膜结构的可编辑性，成为突破现有干预模式的重要方向。自然界中，髓鞘通过多层高度有序的绝缘层显著提升神经传导效率，这为研究人员带来重要启示：能否为神经元构建一类“智能材料界面”，通过直接调控细胞膜的拓扑结构，实现神经信号编码规则的“物理重塑”？近日，复旦大学智能材料与未来能源创新学院/聚合物分子工程全国重点实验室步文博教授、刘艳颜青年研究员与宁波东方理工大学金大勇院士、海军军医大学附属长征医院许国华教授等团队合作，突破传统思路，创新性地提出“细胞膜界面拓扑工程”新策略，成功实现对神经信号的“物理重编码”。研究成果以“Topology of the Cell

在锂离子电池中，电极与电解质界面形成的SEI被称为“关键而神秘的膜”。它像一层“盔甲”，既能缓解电解液的持续分解，又能促进离子的快速传输，直接影响电池的能量密度、循环寿命和安全稳定。然而，受限于SEI膜自身的低结晶性和高敏感性，以及对SEI膜中轻质元素（Li、H）表征手段的局限性，至今未能揭开SEI膜的组分结构这层神秘的面纱。图1. Nature官方网站刊登的研究内容 近日，复旦大学智能材料与未来能源创新学院孙大林、宋云教授团队与西湖大学向宇轩教授、朱一舟教授团队合作，通过固态核磁共振（NMR）、同步辐射X射线衍射（SR-XRD）、冷冻电子显微镜（cryo-EM）技术首次确定了SEI中存在LiF-LiH固溶相。这一发现打破了学术界长期所认为的SEI膜中各组分是单一相的传统经验认知，为高性能二次电池中快速离子传输机制提供了新的解释。对SEI组分异质性的重新认识，将逐渐掀开SEI膜的神秘面纱，并为电极-电解质界面设计提供新思路。图2. SEI的固态核磁特征氟谱团队通过固态NMR技术对Cu||LiFePO4电池负极的SEI进行表征，首次发现传统意义上归属于LiF*的信号由两个亚峰组成：F1（

在可持续能源储存技术的探索中，钠离子电池因钠资源丰富、成本低廉而被认为是锂离子电池的有力替代者。然而，现有钠离子电池普遍面临能量密度低和硬碳负极成本高的问题，导致其单位能量成本仍高于锂离子电池，限制了其大规模应用前景。无负极钠电池被认为是一种提升能量密度、降低成本的理想方案，但其长期稳定性受限于钠在循环过程中不均匀的成核与沉积行为，易导致枝晶生长、“死钠”堆积以及钠的不可逆损耗。尽管已有研究尝试通过电解液优化和界面调控来缓解上述问题，但多数策略并未从成核源头出发系统性调控钠沉积行为，更缺乏对集流体与电解液界面之间相互作用机制的深入理解。因此，开发一种能在原位调控钠成核与剥离行为的界面工程策略，是实现高能量密度、长寿命、低成本无负极钠电池的关键所在。近日，复旦大学智能材料与未来能源创新学院王飞教授等人提出了一种集流体界面工程策略，通过构建低介电常数、强钠亲和性以及弱钠–钠相互作用的界面层，有效调控钠的成核、沉积与剥离行为，成功构建出了少副反应、高能量密度和长寿命的少负极钠电池。研究中，作者系统评估了不同界面层材料的物理化学性质对钠沉积行为的影响，并量化分析了不可逆钠损耗机制。基于最优设计

自然界长期以来为材料设计提供灵感，其中，多段结构往往可在质量传输、空间利用等方面实现“1+12”的效果。受此启发，多段结构在纳米尺度上也展现出提升单一单元性能的潜力。在绝热领域，构建多段结构能有效利用不同物质之间的导热差异从而实现性能优化。介孔二氧化硅（mSiO2）具有丰富的孔道结构，同时其孔径小于空气分子平均自由程，不仅可增强Knudsen效应，抑制热传导，同时也可以限制气体对流。然而，目前mSiO2的构筑主要依赖单一表面活性剂的一步连续自组装，不仅难以形成具有明确分段的单元型结构，也缺乏有序连接多个单元的能力。另一方面，适用于纳米粒子的组装方法又往往依赖外场作用或修饰处理，并不适用于胶束的组装，影响了其可控性与可拓展性。利用软凝聚态物质如胶束来构建分段结构不仅需要精确设计单元与单元之间的锚定点，还需要稳定的外围交联结构以抵消段-段组装过程中非平衡状态所带来的能量成本。实现这一目标需要对分子到介观层次组装过程的精确控制，仍然是一个重大挑战。近日，复旦大学智能材料与未来能源创新学院赵东元、赵天聪课题组通过逐步自组装策略，实现了具有多段结构的层状mSiO2纳米竹的构建。其中，纳米竹的段数

全固态锂金属电池因其高安全性和高能量密度，被认为是下一代储能设备的有力竞争者。然而，锂枝晶的生长及电解质/电极界面机械相容性差等问题严重制约了固态电池的长期循环稳定性。作为固态电池的核心部件，固态电解质材料的刚度和阻尼在力学性能上呈现出此消彼长的制约关系：以无机陶瓷为代表的刚性电解质虽具备高杨氏模量，但其阻尼（粘弹性）不足，导致电极/电解质界面机械相容性差；而聚合物基电解质虽表现出良好的界面相容性，却因模量过低难以有效抑制锂枝晶的生长。这一刚度-阻尼的倒置关系成为制约固态电解质发展的关键科学问题。 近日，复旦大学材料科学系赵婕课题组和化学系李伟课题组在Angewandte Chemie期刊上合作发表了题为“Multiscale Engineered Bionic Solid-State Electrolytes Breaking the Stiffness-Damping Trade-Off”的研究论文。研究团队受牙釉质超结构的启发，设计并开发出一种由非晶TiO2纳米管阵列与聚合物电解质PEO交织而成的仿生复合固态电解质，实现了高刚度（杨氏模量达15 GPa，硬度为0.13

虽然目前锂离子电池因其高能量密度和长循环寿命而在电池领域占据主导地位，但锂资源稀缺催生新型电池体系发展。目前亟需一类资源丰富、来源广泛的新型储能器件。可充电镁电池（RMBs）以丰富的镁储量、低廉的原镁价格以及优越的安全性和高容量等优势而备受关注。然而高性能的储镁正极材料的缺乏很大程度上限制了RMBs的发展。 由于Mg离子的二价性质，且离子半径小，导致其在固相中扩散缓慢，缓慢的扩散导致了RMBs中较大的极化和电压滞后。这种缓慢的储镁动力学不仅限制了电池的充放电倍率，而且加速了电池的容量衰减。虽然目前许多方法已被用于改善储镁动力学，包括减小颗粒尺寸、扩大离子扩散通道和优化溶剂化结构等策略。但上述方法主要关注正极材料的结构对其电化学性能的影响，但正极-电解质界面对储镁动力学的贡献通常被忽视，调控RMBs界面动力学的潜在机制能不明确。目前有关界面问题的机理和策略亟待研究。因此，探索提高金属硫族化合物转化型储镁正极的界面动力学和反应动力学的有效方法是实现高性能RMBs的必要条件。 近日，我系孙大林、王飞、刘洋团队提出原位电化学活化（ISEA）策略，显著提高了CuSe正极材料的储镁动

电解水析氢作为一种高效清洁的制氢方式，具有制氢纯度高、与可再生能源适配性好等优点。在电解析氢过程中，催化剂发挥着举足轻重的作用，它能够降低电解反应的活化能，进而提高析氢反应的速率和效率。通常而言，Pt和Ir等铂系金属是最有效的析氢反应催化剂，然而其高昂的成本和较低的储量，极大地限制了它们的广泛应用。与铂系金属相比，铜（Cu）具有低成本、高储量和优异的导电性，是一种潜在的理想析氢催化剂。但遗憾的是，Cu对析氢反应的氢中间体吸附过弱，导致其析氢催化活性极差，一般被用作集流体而不是催化剂。理论计算结果表明，引入拉伸应变和降低配位数可以有效地增强Cu对氢中间体的吸附作用。因此，如何通过局域结构调控，在降低配位数的同时引入强且稳定的拉伸应变，成为激活纯Cu析氢催化活性的核心难点。 近日，复旦大学材料科学系的方方、孙大林团队受到电化学充放氢反应中大反应驱动力的启发，与北京工业大学、北京大学和天津大学研究团队合作，创新地提出了激光烧蚀和电化学还原耦合的两步法合成策略，首次制备出富含畸变纳米孪晶的纯Cu析氢催化剂（DNTs-Cu）。在酸性条件下，DNTs-Cu展现出优于商用Pt/C催化剂的催