超分子化学研究获新进展

真空腔体小编讯：近日，华东理工大学化学学院曲大辉研究组在基于纳米粒子动态自组装的多稳态催化剂研究领域取得了突破性进展，相关研究成果在线发表于《先进材料》。

受生命体中刺激响应性酶催化的启发，近年来如何利用超分子化学作用力动态可控的优势构建人工有机、无机可转换催化剂受到了广泛关注。此前，研究人员已经发现了一种通过超分子主客体作用控制二氧化钛纳米粒子自组装，从而实现双稳态二氧化钛光催化剂的策略。

在这项研究中，研究人员进一步引入了醛基修饰的金纳米粒子，将其与氨基修饰的二氧化钛纳米粒子在水溶液中混合，通过在单个体系中同时引入酸碱响应的希夫碱动态共价键以及葫芦[6]脲—铵盐主客体结构，能够实现不同pH条件下两种纳米粒子的选择性自组装过程。

同时，这三种处于稳态的纳米粒子体系具有完全不同的光催化活性，其催化活性分别被动态共价键控制的金—二氧化钛肖特基能垒以及主客体非共价键控制的活性催化表面共同控制，进而能够实现体系的光催化活性在“高活性”“正常活性”以及“非活性”三个稳态的pH控制的可逆转换。

这项工作首次实现了三稳态人工可转换纳米粒子催化剂，为构建多稳态人工可转换催化剂提供了新策略，同时其独特的pH响应性、二氧化钛的光动力学治疗、金纳米粒子的光热效应等特性为这个体系在很多智能材料领域的潜在应用提供了保障。

英国《自然·通讯》期刊12月13日发表的一篇能源论文，报告了一种采用辐射冷却技术的装置，其冷却效果创下世界纪录。该技术可以将热量驱散至太空，而论文所述装置高可以将小型物体的温度降低42℃，展示了利用辐射冷却实现大幅度降温的巨大潜力。

各种物体（如计算机）的冷却会消耗大量能源，因此需要新的解决方案来减少能耗。其中一种具有潜力的方法为辐射冷却，也就是物体透过辐射散去热能的过程，理论上只要是温度不为0的物体，就会向周围的空间辐射能量。但要利用该方法实现冷却，就需要依赖所谓的“地球大气透明窗口”，特定波段的热辐射可经过该窗口发散至寒冷黑暗的太空。

此次，美国斯坦福大学研究人员范汕洄及其同事制造了一种辐射冷却装置，至少可以使物体温度比环境温度下降33℃；在阳光照射期间，高可降低42℃。而之前，辐射冷却在白天仅能使温度下降5℃左右，在夜晚使温度下降15℃至20℃左右。新装置降温幅度明显，刷新了该领域的世界纪录。