中国科学院福建物质结构研究所

作为一种典型的二维层状材料，MoS2凭借其储量丰富、催化活性高、稳定性好等特点在电化学析氢反应中受到关注。已有研究表明，二硫化钼的催化活性主要来自于钼截止的边缘位点。占MoS2表面绝大部分的基面原子与H原子表现出弱的结合，从而表现出催化惰性。此外，MoS2本身不良的导电性也限制了其在电化学析氢方面的应用。近年来，中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室研究员张健等人研发的兼具无机分子筛和金属有机框架(MOFs)材料共性的Mo, W基杂化沸石型咪唑框架(HZIFs)材料，在二维过渡金属硫属化合物的自组装和基面活化方面受到广泛关注。HZIFs的独特热力学和化学稳定性为合成特定结构的Mo, W基电化学功能材料带来新机遇。在前期研究基础上，张健等人和沙特阿卜杜拉国王科技大学教授张华彬合作，将HZIFs作为前驱体，通过直接硫化和酸刻蚀策略，制备出碳支撑的、基面撕裂并且垂直分布的二硫化钼纳米片(c-MoS2-C)。基于同步辐射技术和理论计算分析，MoS2基面的撕裂暴露出更多的不饱和Mo边缘位点，极大增加了MoS2基面电荷的极化，并且有利于H原子的吸附/脱附。同时，MoS2的电传导性能明显提高。该方法不仅适用于表层MoS2基面原子的激活，对内层MoS2同样适用。电化学测试表明，c-MoS2-C的析氢活性，动力学以及稳定性得到明显改善。该工作拓展了MoS2基面激活的策略，与传统的电子/等离子体辐射、化学刻蚀、电化学还原等方法相比，HZIFs辅助策略具有能耗小，效率高，安全性好等特点。相关研究成果发表在上。福建物构所在读博士研究生李扬为论文第一作者。HZIF衍生的二维材料中分子剪刀构筑单位点缺陷【来源：福建物质结构研究所】声明：转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本网联系，我们将及时更正、删除，谢谢。 邮箱地址：newmedia@xxcb.cn

偏振光电探测在医疗、环境等领域具有广泛应用，二维结构材料是实现该功能的重要物质载体之一。其中，二维有机—无机杂化铁电体不仅表现出强烈的结构各向异性，而且铁电自发极化形成的内建电场利于光生载流子分离，在偏振光电探测方面独具优势。然而，基于二维杂化光铁电半导体实现高效的日盲紫外光电探测仍然是需要解决的重要问题。中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室研究员罗军华团队利用“降维设计策略”发展了二维杂化光铁电半导体材料的新体系(A')n-1(A)2MnX3n+1。以三维钙钛矿结构骨架为模板，通过引入有机配体获得宽带隙(Eg=3.35)二维光铁电半导体化合物；有机配体与无机骨架之间交替排列，形成二维的量子阱结构，赋予化合物强烈各向异性的光学、电学及光电响应特性。与此同时，铁电极化所形成的内建电场能够促进光生载流子分离，有利于提升器件性能。基于铁电单晶所组装的器件在日盲紫外区展现出良好的偏振响应，具有较高的光暗电流比和二向色性比。该工作为后续设计宽禁带的二维光铁电半导体化合物提供了一种新合成策略，将进一步拓展该系列材料的应用范围。相关研究成果发表在《德国应用化学》上。该研究工作得到了国家杰出青年基金、中科院战略性先导科技专项等项目资助。论文链接 杂化光铁电半导体的结构设计与光电应用研究获进展【来源：福建物质结构研究所】声明：转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本网联系，我们将及时更正、删除，谢谢。 邮箱地址：newmedia@xxcb.cn

稀土掺杂近红外纳米发光材料由于深层生物组织穿透、无背景荧光干扰和对生物样本损伤小等特点在生物成像和温度传感等领域具有重要的应用前景。Nd3+离子在介质材料中的光学性能主要取决于其局域态的电子结构和激发态动力学，对Nd3+基纳米发光材料开展深入的光物理研究对其光学性能的优化及其在生物医学领域的应用至关重要。然而，由于晶格内部和表面缺陷等影响，Nd3+离子在纳米材料中通常存在多格位发光，导致其晶体场跃迁发射谱线复杂、难以区分。目前，在纳米发光材料中揭示Nd3+离子发光中心的局域电子结构仍是该领域的一个技术挑战。中国科学院福建物质结构研究所功能纳米结构与组装重点实验室陈学元团队在中科院战略性先导科技专项、创新国际团队以及郑伟和黄萍主持的国家自然科学基金面上基金、中科院青促会、海西研究院“春苗”人才专项等支持下，首次在LiLuF4纳米晶中揭示了Nd3+离子的局域电子能级结构。该团队以Eu3+为结构探针，利用低温高分辨光谱、时间分辨光谱和位置选择光谱等先进的测试手段，揭示了稀土离子在LiLuF4纳米晶中存在单一的光谱学S4位置对称性，与其结晶学位置对称性一致。通过Nd3+的低温高分辨光谱和变温光谱等测试手段，精确指认出36条源自Nd3+的4F3/2 → 4IJ（J = 9/2, 11/2, 13/2）晶体场跃迁的发射谱线，并确定了Nd3+的4F3/2和4IJ组态的全部Stark子能级位置。进一步地，该团队利用指认出的4F3/2两个Stark子能级的跃迁强度与温度的不同依赖关系，将LiLuF4:Nd3+纳米晶作为近红外纳米荧光探针用于77-275 K低温区间的高灵敏温度探测，其最高相对灵敏度达到0.62% K-1，与此前报道的Nd3+掺杂纳米荧光温度计的最高值相当。该研究对发展高效Nd3+基近红外纳米荧光探针提供了理论基础，也为稀土纳米荧光探针在低温探测领域的新应用指明了方向。相关结果3月14日在线发表于《先进科学》（Adv. Sci. 2019, 1802282. DOI: 10.1002/advs.201802282）。此前，陈学元团队在稀土掺杂纳米发光材料的发光物理和应用研究方面取得一系列进展。例如，发展高效LiLuF4:Yb,Er多层核壳结构上转换纳米晶，实现对肿瘤标志物β-hCG的高灵敏特异性检测和肿瘤细胞的靶向荧光成像（Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 1252-1257; Sci. China Mater. 2015, 58, 156-177; Mater. Today Nano 2019, 5, 100031）；设计合成NaCeF4:Er近红外二区纳米荧光探针，实现对人体血清中尿酸的高灵敏检测及对小鼠深层组织高分辨成像（Chem. Sci. 2018, 9, 4682-4688）。图1. 基于LiLuF4:Nd3+近红外纳米荧光探针的温度传感图2. LiLuF4:Nd3+近红外纳米发光材料局域电子能级结构

非线性光学（NLO）晶体是全固态激光器的核心部件之一。探索兼具大的倍频效应和短的相位匹配截止波长的短波紫外非线性光学晶体，是一项较有挑战性的课题。中国科学院福建物质结构研究所光电材料化学与物理重点实验室叶宁课题组基于功能基元替换的思想，以平面三角形基团[CO3]2-和四面体基团ZnO2(OH)2分别替换KBBF结构中的[BO3]3-和BeO3F基团，首次在碳酸盐体系中构筑一例具备KBBF结构特征的新型羟基碳酸盐紫外非线性光学晶体——NaZnCO3(OH)。与KBBF结构中的[BO3]3-基团一样，该晶体中的[CO3]2-基团保持平行共面一致排列。同时，该晶体中ZnO2(OH)2四面体基团实现了上下功能层之间的完全自连接，并通过适宜的排列为晶体倍频效应的提升做出贡献。这些结构特征使得该晶体的倍频效应达到5.2倍KDP，双折射率达到0.114（@1064nm），通过理论计算得到的最短相位匹配波长可达201nm，说明该晶体是一例较好的短波紫外非线性光学晶体备选材料。该晶体独特的结构构型也将为新型紫外甚至深紫外非线性光学晶体的设计提供新思路。相关研究成果发表在《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）上，福建物构所副研究员彭广为论文第一作者，研究员叶宁为论文通讯作者。研究工作得到中科院战略性先导科技专项、国家自然科学基金等项目的资助。此前，研究团队已在紫外NLO材料的设计、合成、晶体生长和非线性性能研究方面取得系列研究成果（Journal of the American Chemical Society, 2019, 141, 8, 3390-3394；Journal of the American Chemical Society, 2018, 140, 22, 6814-6817；Journal of the American Chemical Society, 2018, 140, 11, 3884-3887；Angewandte Chemie International Edition, 2020, 59, 15978-15981；Angewandte Chemie International Edition, 2018, 57, 8968-8972；Chemistry of Materials, 2019, 31, 1, 52-56；Chemistry of Materials, 2017, 2, 896-903；Chemistry of Materials, 2016, 28, 2301-2307；Chemical Communications, 2018, 54, 1445-1448；Chemical Communications, 2017, 53, 9398-9401；Journal of Materials Chemistry C, 2018, 6, 6526-6533；Journal of Materials Chemistry C, 2017, 5, 8758-8764）。论文链接福建物构所短波紫外非线性光学晶体研究获进展【来源：福建物质结构研究所】声明：转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本网联系，我们将及时更正、删除，谢谢。 邮箱地址：newmedia@xxcb.cn

非线性光学（NLO）材料是重要的无机光电信息功能材料之一。早期阴离子基团理论曾引领了NLO领域的发展，面对新材料、新体系和新问题，亟需在此基础上，突破原有理论框架，从基本原理出发，研究NLO效应的起源。中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室邓水全课题组，利用前期提出的NLO原子响应理论方法，开展了NLO材料原子尺度构效关系方面的研究。针对系列经典硼酸盐NLO化合物，研究了金属阳离子对倍频系数的重要贡献，并指出其贡献大小会受到可极化能力及周围阴离子分布的影响。研究还表明，共价键的形成会削弱阴离子（如O2-）对倍频效应的贡献。此外，通过考虑结构因素，将不同大小的晶胞归一化，基于系列化合物的数据分析提出了适用于不同晶体结构的半经验规律deff vs. αsum/(NEg)。该规律能够很好地描述不同结构硼酸盐NLO化合物有效倍频系数与体系可极化性和带隙的关系，有助于寻找新的NLO材料。该工作发表于ACS Appl.Mater.Interfaces上。在另一项工作中，研究人员针对长期以来在NLO领域将静态偶极矩作为寻找新型NLO材料的策略，通过对顺电相与铁电相KH2PO4（KDP）倍频效应起源的原子尺度研究，明确揭示了静态偶极矩与二阶非线性光学响应大小的无关性，并在现有理论框架下给出了解析证明。研究还指出了低对称性化合物中的Kleinman对称性破缺现象。该工作发表于RSC Advances上。在材料基因组计划的框架下及NLO材料功能基元理论研究方面，目前广泛采用的是按化学稳定性所划分出的基团。但理论上，针对不同物理性质，基团划分并不一定相同。由于缺乏按照物理性质的结构划分方案，无法对各种不同组合的基元进行比较，难以准确获得材料的功能基元。通过分析中子衍射微分截面和X射线散射现象，研究人员首次提出了一般性的按物理性能为标准的基团划分理论，并基于拓扑方案对边界原子的贡献进行了划分。该理论可以针对特定物理性质计算基团贡献大小，为功能基元的划分提供有效的定量标准。以KBBF为例，研究详细阐述了该理论方法的应用，并发现二阶倍频效应的来源主要是离子键金属中心基团2×[BeO3/3F1/4]（50.0%）与[KF6/4]（31.6%）。该工作发表于Phys. Chem. Chem. Phys.上。该项工作获得中科院战略性先导科技专项、科技部973计划、国家自然科学基金和中科院青年创新促进会等资助。论文链接：1、2 图1BBO中原子配位情况与单原子贡献大小图2 KBBF中倍频效应基团的划分【来源：福建物质结构研究所】声明：转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本网联系，我们将及时更正、删除，谢谢。 邮箱地址：newmedia@xxcb.cn

无机沸石分子筛材料因特有的吸附/分离和催化等功能在工业界和人们的日常生活中均有着广泛应用。通过模拟其独特的TO4四面体框架结构，设计合成的系列金属有机分子筛材料（MOZs）不仅具有更高的比表面积和优良的孔结构调控性，并且在气体存储、二氧化碳捕获和催化等研究领域显示出优越的性能和潜在的应用前景。近年来，中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室研究员张健领导的无机合成化学团队在国家基金委“无机-有机杂化功能材料”创新群体、国家杰出青年基金和中科院战略性先导科技专项（B类）资助下，在金属有机分子筛材料的设计合成及性能研究方面取得了系列进展：成功将MoO4(WO4)催化作用位点引入到金属咪唑类分子筛结构骨架（Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 450）；以具有优异荧光发射性能的四面体Cu4I4簇为基本构筑单元成功合成具有MTN拓扑的簇基金属有机分子筛（J. Am. Chem. Soc. 2012, 134,17881)；引入修饰基团作为活性位点增强主客体相互作用，发展了系列具高效捕获二氧化碳功能的类分子筛材料（Chem. Commun. 2011, 47, 5828；2012, 48, 4842；2014, 50, 12065; 2016, 52, 5625；J. Mater. Chem. 2012, 22, 19732)等。最近，基于在该领域取得的系列重要进展，该团队受邀在英国皇家化学会的综述期刊《化学会评论》上发表了题为Design and Synthesis of Multifunctional Metal-Organic Zeolites 的综述论文(Chem. Soc. Rev. 2018, 47, 2130–2144. DOI: 10.1039/C7CS00782E)。该论文系统综述了金属有机分子筛（MOZs）材料的最近研究进展，强调了设计合成MOZs的基本原则和合成策略。在电荷匹配原则指导下，实现了+1/+2，+1/+3，+2/+3等不同价态的四面体中心的协同组装；从功能应用的角度出发，把氨基以及不饱和配位的氮原子等功能基团引入配体实现新材料合成的同时，赋予材料更优的气体吸附/分离性能；把手性中心引入配体实现单一手性材料的合成，并将该类材料的性能拓展到手性识别和拆分领域；把催化活性基团直接结合在框架上拓宽了材料在催化方面的应用，以及利用发光的四面体簇单元作为节点实现荧光型材料的合成。在此基础上提出了新的研究观点和对未来发展趋势的展望，对发展新型MOZs材料的设计及合成具有重要的参考价值。

7月22日，福州市公共资源和交易中心发布《中国科学院大学福建学院学生公寓楼和专家楼项目（工程总承包）中标候选人公示》，第一中标候选人为福建建工集团有限责任公司。中科院大学福建学院学生公寓楼和专家楼项目2018年由福建省发改委批准实施，建设单位为中国科学院福建物质结构研究所，建设资金来自财政拨款。该项目建设地点位于福州市杨桥西路155号福建物质结构研究所大院内，总建筑面积55428m，其中地上建筑面积47628m，将建设学生公寓楼26100m，专家楼21528m，地下室建筑面积7800m。中国科学院大学福建学院为中科院大学的直属二级学院。2017年12月20日，福建省政府、福州市政府与中科院在福州签署共建协议，福建学院建成后将每年输送应届研究生500-700人。中国科学院大学福建学院首期将在福州建设物理科学学院、化学学院、材料学院，在厦门建设资源与环境学院，未来根据需求新建其他学院。根据协议，至2020年，中科大福建学院在学研究生将达1200人，岗位教师达200人；至2025年，在学研究生将达2000人，岗位教师达400人；至2030年，在学各类学生将达3000人，岗位教师达600人。

红外非线性光学晶体能够通过频率转换作用，产生中红外可调谐激光。目前，红外非线性光学晶体的应用主要有硫镓银、硒镓银和磷锗锌，但是由于其存在的缺陷，已不能满足运用需要。因此，急需探索性能更优异的中红外非线性光学材料。磷属化合物非线性光学材料通常展现出较大倍频系数及较高热导率，因此，磷属化合物是合适的红外非线性光学材料的候选体系。磷属化合物自身带隙较小、合成难度大，这导致长期以来，磷属化合物新晶体探索研究进展缓慢。中国科学院福建物质结构研究所中科院光电材料化学与物理重点实验室叶宁研究团队为攻克磷属化合物自身带隙小缺点，以闪锌矿和纤锌矿结构为模板，采用异价阴离子取代策略，将强电负性的重卤素“I”引入磷属化合物中，获得四例碘代磷属化合物非线性光学晶体，即MII3PnI3 （MII=Zn，Cd；Pn=P，As），其具有缺陷型金刚石结构，结构内[MIIPnI3]混合阴离子基团具有一致排列。研究表明，其带隙（2.38-2.85 eV）得到提升，具有较强倍频效应（2.7-5.1倍的硫镓银）和宽红外透过范围，实现带隙、倍频效应和红外透过范围间的平衡。相关研究成果以Anionic Aliovalent Substitution from Structure Models of ZnS：Novel Defect Diamondlike Halopnictide Infrared Nonlinear Optical Materials with Wide Band Gaps and Large SHG Effects为题，发表在《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed. 10.1002/anie.202010319）上。福建物构所博士陈金东为论文第一作者。研究工作得到中科院战略性先导科技专项（B类）“结构与功能导向的新物质创制”、国家自然科学基金等的支持。此外，研究团队于近期在中红外非线性光学材料的设计、合成、晶体生长和非线性性能研究中获得系列进展（Chem. Mater.2020，32，18，7958–7964；Chem. Mater.2020，32，2615–2620，Chem. Mater.2019，31，10170-10177）。论文链接福建物构所磷属红外非线性光学晶体研究获进展【来源：福建物质结构研究所】声明：转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本网联系，我们将及时更正、删除，谢谢。 邮箱地址：newmedia@xxcb.cn

e公司讯，中国科学院福建物质结构研究所、中科院功能纳米结构设计与组装重点实验室吴立新团队在科技部国家重点研发计划重点专项和海西研究院“一三五”重点培育项目的支持下，首次报道具有永久形状可重构性的4D打印形状记忆聚合物。4D打印技术是将3D打印技术与智能材料结构结合起来发展出的新技术，4D打印技术可改变传统的“机械传动+电机驱动”的模式，使物体在地下管道、航天器、人体器官等难以接触到的地方进行自我组装。来源: 证券时报e公司