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具有超弹性和抗疲劳性的轻质可压缩材料，尤其是其中适应广阔温度范围的材料，是航空航天、机械缓冲、能量阻尼和软机器人等领域的理想材料。许多低密度的聚合物泡沫是高度可压缩的，但它们在重复使用时往往易疲劳，并在聚合物玻璃化转变和熔融温度附近发生超弹性退化。尽管研究者已经开发出各种热稳定的轻质金属和陶瓷泡沫材料，但它们通常都只具有最小的可逆压缩性，并且在循环变形下表现出疲劳。碳纳米管和石墨烯因其具有固有的超弹性和热机械稳定性，近年来被用作制备轻量超弹性材料的基本材料。虽然已有相关文献报道了这类材料的优异性能，但这些
自新型冠状病毒感染的肺炎 (COVID-19) 疫情发生以来，抗病毒药物的筛选与规模级制备已成为疫情防控的关键性工作之一。国家卫健委2月5日公布的新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案 (试行第五版) 指出，目前没有确认有效的抗病毒药物治疗方法。当前，抗HIV药物克力芝，瑞德西韦，中医药复方以及其它辅助疗法表现出较好的抗新冠病毒潜力，部分药物治疗方案正处于临床试验阶段。2019新冠病毒与严重急性呼吸系统综合症(SARS) 和中东呼吸系统综合症 (MERS) 病毒类似，三种病毒都编码非结构蛋白、结构蛋白和辅助蛋白。
手性材料在推动生物标记、手性分析和检测、对映异构体选择性分离、偏振相关光子学和光电子学应用等领域的发展具有重要意义。目前，传统手性纳米材料主要是通过引入手性配体或构造螺旋结构等电偶极矩调控方式构筑，但这类手性材料在环境稳定性和导电性方面通常存在局限性，极大地限制了其实际应用。探索新的调控机制并构筑新型手性纳米功能材料是突破这一科学瓶颈的新途径。
近100年来，水热合成法得到了广泛的应用和发展，已成为合成单晶、金属氧化物、陶瓷、沸石和纳米复合材料等多种材料的常用方法。然而，水热合成中所能获得的信息仅限于输入原料、输出产物及反应条件，人们对密闭体系反应中的过程是如何发生的尚不清楚。为了有效地控制水热合成产物的质量，对其中传热传质过程的认识和理解就显得尤为重要。因密封的水热反应釜以及高温高压条件，难以实现原位观察。因此，如何打开这个“黑匣子”已成为水热合成研究领域所面临的挑战。
细菌抗药性的出现与扩散严重威胁全球公共卫生安全。应对这一挑战亟需开发新型抗菌物和抗菌疗法。窄谱抗菌物/疗法可特异性地识别并清除目标病菌，从而减少对宿主共生菌群的脱靶干扰、并降低对细菌的抗药性进化压力。但是，由于区分病菌与益生菌的固有难度、以及制药公司对窄谱抗菌缺乏投资热情（出于成本—收益平衡考虑，他们自然地希望能开发一个可以杀灭所有细菌的抗菌物），窄谱抗菌物/疗法的发展一直处于极度迟滞状态。针对这一问题，中国科学技术大学阳丽华副教授课题组提出赋予现有的广谱抗菌物/疗法以辨别目标细菌的能力，从而将其转变成一
随着经济的快速发展和化石燃料的大量使用，大气中的二氧化碳（CO2）浓度逐年升高。CO2转化技术不仅能够降低大气中的CO2浓度，同时还可以得到诸多高附加值的碳基燃料。在目前现有的各种CO2转化技术中，电催化CO2还原技术具有可在常温常压下进行，能够实现人为闭合碳循环等优点，为当前可再生能源的利用和化学燃料合成提供了一种具有应用前景的方法。当前，通过更高效催化剂的理性设计与可控合成，并结合催化机制理解，从而实现CO2电还原技术走向工业化应用成为研究重点与难点。
离子迁移是一种化学反应过程，即阳离子通过阴离子晶格或金属氧化物晶格的输运过程，深入研究离子迁移机制对开发高性能器件具有重要意义。目前，离子迁移通常伴随着电荷和质量转移，非常类似于生物突触系统中的Ca2+的输运，在很多器件中发挥重要作用，如锂离子电池、钙钛矿太阳能电池、电致变色器件和忆阻器件等。理解离子迁移机制并合理控制离子传输过程将改善提高器件的性能。然而固相离子迁移过程复杂且较难追踪，发展新表征方法实现在原子尺度上原位研究具有纳米间隙的组装体结构之间的离子迁移仍然是未知的挑战。化学透射电子显微镜（Che
设计新型半导体纳米材料以捕获太阳能并实现高效光化学转化是解决当前全球能源与环境危机的一种理想途径之一。铜基多元硫化物（Cu-Zn-In-S（CZIS）和Cu-Zn-Ga-S（CZGS））具有良好的可见光吸收性能，因而被作为一种重要的光催化剂材料。然而，其低的电导率和高的光生载流子复合速率阻碍了铜基四元硫化物在光催化领域的应用。目前，如何制备高效的铜基四元硫化物光催化剂仍然面临挑战
2020年10月23日，国际著名学术期刊《Science Advances》在线发表了中国科学技术大学化学与材料科学学院梁高林教授课题组的研究成果，文章标题为《Directly observing intracellular nanoparticle formation with nanocomputed tomography》。该文章报道了一种含碘小分子在细胞内自组装成富碘纳米粒子的“智能”策略，并用纳米计算机断层扫描（Nano-CT）直接观察到细胞内纳米粒子的形成（Sci Adv, 2020,6, e
11月11日, 国际著名学术期刊《德国应用化学》以“Selective Synthesis of Conjugated Chiral Macrocycles as Sidewall Segments of (-)/(+)-(12,4) Carbon Nanotube with Strong Circularly Polarized Luminescence”为题在线报道了中国科学技术大学杜平武教授课题组关于合成螺旋手性(-)/(+)-(12,4)碳纳米管片段及其强圆偏振发光性质的最新研究成果(Angew.