01 东南大学分子铁电科研团队首次提出“铁电化学”

近期，在“东南大学十大科学与技术问题”启动培育基金的资助下，东南大学化学化工学院国际分子铁电科学与应用研究院暨江苏省“分子铁电科学与应用”重点实验室在分子铁电领域取得重大进展。

该科研团队尝试从化学的角度来理解铁电性，经过不懈努力，将铁电体的发现从盲目的寻找转变为靶向的化学设计，并首次提出“铁电化学”的概念。

相关研究成果以“Molecular Design Principles for Ferroelectrics: Ferroelectrochemistry”（铁电体的分子设计原理：铁电化学）为题，以Perspective（展望）的形式发表于化学领域国际顶级期刊Journal of the American Chemical Society（《美国化学会会志》）。

此外，H/F取代策略，与H/D同位素效应类似，即F原子的引入通常使得在极性基团保持不变的同时引起轻微的结构破坏，从而显著提高材料的居里温度和自发极化。F原子的引入也会使材料的疏水性和脂溶性等物理性能得到提高，有助于其在生物学及医学上的潜在应用。

基于上述分子设计原理并加以融会贯通，熊仁根教授团队系统地设计合成了各种类型的多功能铁电体，将铁电体的发现从沙里淘金般的尝试与摸索转变为合理的定向设计与合成，并初步建立起有效的理论体系来设计、控制和优化分子系统中的铁电性和压电性，提出“铁电化学”的概念，旨在从化学的角度来理解铁电性，为探索高性能分子铁电体提供有效的方法学指导。

“铁电化学”的诞生，将有望开创一个新的学科体系，推动铁电及相关领域的发展进入一个新的阶段，为材料、物理及化学界带来崭新的天地。

东南大学化学化工学院张含悦博士作为论文第一通讯作者在该研究工作中做出了突出的贡献，东南大学为第一通讯单位和完成单位。

文章链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c07055

02 东南大学科研团队在Research上发表综述论文并组织专刊

近日，东南大学十大科学与技术问题之“二维材料的精准构筑”研究团队孙立涛教授和倪振华教授在国际化高水平综合性期刊Research上发表题为“Defect Engineering in 2D Materials: Precise Manipulation and Improved Functionalities”的综述并被选为“Nanofabrication of 1-2D Materials & Devices”专刊的封面论文。

论文回顾了近年来在二维材料缺陷工程领域的进展，介绍了如何利用电子束、等离子体和化学反应等一系列方法调控二维材料的性能并应用于各种电子及光电器件。同时利用高分辨电子显微镜，可以原位观察缺陷的形成、修复以及整体结构的变化，从而建立起缺陷和材料性能之间的桥梁。

在半导体材料中存在各种各样的缺陷，这些缺陷会极大程度地影响材料性能。缺陷工程，即通过改变材料中的缺陷来调控其性能，有望助力高性能半导体器件的发展。虽然近些年来在二维缺陷工程领域已经有了长足的发展，但还是有许多挑战亟待解决。

该文提出了主要的挑战和解决的思路，例如原子尺度的缺陷虽然可以通过透射电子显微镜（TEM）或者扫描隧道显微镜（STM）等手段直接观测，但将其与二维材料的宏观性能直接联系仍显不足。通过可控引入均匀分布的缺陷、研究缺陷辅助的超快载流子动力学过程都会有助于两者建立更好的联系，也将对高性能二维半导体器件的发展起到重要作用。

专刊由东南大学十大科学与技术问题“二维材料的精准构筑”团队的材料科学与工程学院陶立教授和美国得克萨斯大学大学奥斯汀Deji Akinewande教授担任嘉宾编辑，邀请到来自中国、美国、德国和意大利的国内外知名专家（其中院士及杰青5名，全球高被引专家6名）投稿，涵盖二维材料的制备、电子器件、传感器等当今的前沿研究热点。

Research由中国科学技术协会(CAST)与美国科学促进会(AAAS)于2018年共同创办，在Science平台上运作，为其1880年创刊以来的第一本合作期刊，是向世界展示中国科学技术发展成果、促进中外高水平科学家交流与合作的重要平台。东南大学信息科学与工程学院崔铁军院士和陶立教授担任该期刊的编委及副编辑。

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数万年的自然演化赋予了天然酶高活性、高底物选择性的精巧结构，然而其分离/纯化成本高昂，极端条件下易失活。为此，纳米酶作为一类既有纳米材料理化特性，又蕴含酶学催化功能的新一代人工模拟酶应运而生。

自2007年纳米氧化铁被首次发现具有类酶活性以来，越来越多的纳米酶被应用于生物传感、肿瘤治疗等重要领域。如同汽车的刹车和油门，如何模拟天然酶的抑制效应，发展纳米酶更高级的生物功能，与传统研究中提高纳米酶活性一样，意义重大。然而，由于常见纳米酶缺乏天然酶类似的分子活性中心，使得该项研究充满挑战。

针对这一问题，该课题组提出通过赋予纳米酶Fe-Nx活性分子中心的策略模拟天然酶更高级的生物功能，发现低温碳化的Fe-N-C呈现出极具竞争力的类P450酶催化反应活性，其Fe-Nx活性位点的含量和构型共同主导了类P450酶催化过程，并且与其常见的电化学催化过程中具有不同的电子传递途径。

鉴于P450酶参与了人体约50%的内源性及外源性药物代谢，并且多种药物同时服用可能会影响P450酶代谢，引起不良药物反应，甚至致亡，该研究进一步利用Fe-N-C模拟了P450酶对二氢吡啶降压药（1,4-DHP）的代谢。在常见抗菌药、抗生素或西柚汁的共同作用下，Fe-N-C表现出与P450酶类似的抑制行为，机理研究表明Fe-Nx活性中心对氧分子的活化及其与这些药物/食品不同的作用方式起到了关键作用。

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该研究为探索纳米酶更高级的生物功能提供了一个新思路，同时也揭示了Fe-N-C在一定程度上可替代昂贵的P450酶在药物代谢体外初筛、用药剂量指导等药物-药物相互作用研究中具有广阔的应用前景。

本文的第一作者是东南大学硕士生许嫄，张袁健教授为论文唯一通讯作者。该工作得到国家自然科学基金委、江苏省双创团队、江苏省科技厅等项目资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1002/anie.202003949

06 东南大学沈艳飞教授课题组在电化学发光临床诊断方面取得重要进展

近日，东南大学医学院的沈艳飞教授课题组在电化学发光临床诊断方面取得重要进展，其研究成果以“Facile Preparation of WO3-x Dots with Remarkably Low Toxicity and Uncompromised Activity as Coreactants for Clinic Electrochemiluminescent Diagnosis”为题在化学领域顶级期刊Angew. Chem. Int. Ed.（《德国应用化学》）在线发表。