聚氨酯材料是由多元醇与异氰酸酯经过聚加成反应得到的一种多功能性的高分子材料，在涂料、弹性体、胶黏剂、泡沫等领域具有非常广泛的应用。但是多元醇与异氰酸酯都来源于石油，随着石油资源的消耗以及环境问题的加剧，寻求可再生原料成为研究热点。目前对于生物基聚氨酯的报道，大多都是针对多元醇的生物质替代，其中利用最多的是植物油和木质素。木质素作为储量丰富的天然有机碳资源，当前利用效率极低，大多被作为燃料而浪费。与植物油相比，在合成聚氨酯方面木质素不存在"与人争粮"问题并且相关产品性能优越，但是木质素的利用仍存在一定缺陷，如分离困难、均一性差、易聚集、位阻大和活性低等，这让木质素的直接利用或改性利用成为关键。本文主要介绍了木质素在生物基聚氨酯合成中的发展现状和最新研究进展。最后，在此基础上展望了木质素基聚氨酯材料在不同领域的发展前景。

液相色谱-质谱联用(简称液质联用，LC-MS)将色谱的高分离效能与质谱强大的结构测定功能结合，不仅实现了对复杂混合物更准确的定性定量分析，而且简化了样品的前处理过程，使样品分析更简便，在药物分析、食品与环境分析以及生物样品检测等众多领域得到了广泛的应用。作为LC-MS的核心组成部分，液质接口的作用是将LC的液体引入，发生电离，并将生成的离子传输进MS。因此，接口离子化技术的改进直接影响了LC-MS的发展和应用。为了获得更高的灵敏度和更广泛的适用性，研究人员一直致力于离子化技术的研究，以促进分析物的解吸，提高其电离和传输效率，减少基质效应的干扰。本文针对近年来LC-MS接口离子化技术的改进和发展，从离子化原理出发，对接口离子源的构造、影响电离的因素、以及相关的应用进行综述，探讨其优缺点，并对LC-MS接口离子化技术的发展趋势进行了展望。

生物素是一种水溶性维生素，在人体中作为一种重要的羧酸酶辅酶起作用，近年来受到化学家和生物学家的广泛青睐。此外，其在各种生理和病理过程中表现出低毒性，可以被设计成具有靶向选择性的药物载体，能将抗癌药物有效地传递给肿瘤细胞。如今含生物素的小分子已发展成一类具有显著应用价值的生物功能分子。该类化合物具有合成简便、易功能化和特异性强等优点。本文综述了生物素及其衍生物在生物传感、药物释放和其他领域的研究进展，并对其发展趋势做出了展望。

数字PCR(Digital PCR， dPCR)是继实时荧光定量PCR(Real-time quantitative PCR， qPCR)之后发展的高灵敏核酸绝对定量分析技术，通过把反应体系均分到大量独立的微反应单元中进行PCR扩增，并根据泊松分布和阳性比例来计算核酸拷贝数实现定量分析。与传统PCR技术相比，数字PCR技术不依赖于标准曲线，具有更高灵敏度、准确度及高耐受性，可实现对样品的绝对定量分析。近年来，随着微流控技术日臻成熟，基于微流控技术的数字PCR技术得到了快速的发展，在基因突变检测、拷贝数变异检测、病毒微生物检测、转基因食品检测以及测序等方面均得到广泛的应用。本文对数字PCR的原理、技术发展和应用进行了概述。

纳米孔单分子检测技术是一种集操作简单、灵敏度高、检测速度快、无需标记等优点的传感检测技术，广泛应用于蛋白质检测、基因测序和标志物检测等领域。基因测序的费用、灵敏度和精度是该检测技术的发展中亟待解决的主要问题，而开发新型的纳米孔材料则是解决这些问题的关键手段。本文从纳米孔材料的选择和设计角度出发，综述了三种不同的纳米孔，即蛋白质等生物纳米孔、固态纳米孔和新型二维材料纳米孔在生物分子检测方面的应用现状，并比较了生物纳米孔与固态纳米孔的差别。本文也重点阐述了二维材料纳米孔在生物分子检测中的实验和模拟研究进展。最后，对纳米孔检测技术的发展前景进行了展望。

荧光碳点由于其具有无毒、制备成本低以及独特的光致发光性能而引起人们极大的研究兴趣，但是通常碳点的制备和使用均是在溶液中，而且随着碳点浓度的增加其荧光强度可能会降低甚至猝灭，通过简单干燥后得到的固态粉末则常常缺少荧光性质。因此，固态荧光碳点制备及其相关应用的研究相对较少。本文综述了固态荧光碳点的制备方法，包括后处理法(基质分散法、表面工程法)和前驱体直接合成法；对比了各种调控手段处理前后碳点荧光性能的变化情况，总结了各种固态碳点在制备过程中和使用过程中存在的主要问题。最后，针对固态发光碳点的制备方法、性能调控及发展方向进行了展望。开发具有聚集诱导发射增强的碳点是至关重要的，也为固态碳点的发展提供了新思路。

氢气储存仍是制约氢经济推行的关键问题，开发一种高效、安全的储氢技术仍面临着巨大挑战。近年来，利用固态氢化物的化学吸附储氢技术由于可靠、结构紧密和高储氢容量的特点，被视为最有潜力的储氢手段之一。在众多固态氢化物储氢材料中，金属硼氢化物由于其极高的重量和体积储氢密度而备受关注。然而，金属硼氢化物热力学稳定，动力学缓慢，导致其吸/放氢温度高、速率慢、可逆性及循环稳定性差。本文从替代、复合、掺杂、纳米结构限域及相应的反应机理等角度总结了金属硼氢化物储氢材料的最新改性研究和应用，并提出了其中存在的问题和相应对策，同时指出了未来的研究方向。

沸石咪唑酯骨架材料(Zeolitic Imidazolate Framework-8， ZIF-8)是由锌离子与2-甲基咪唑配位自组装成的多孔结晶材料，其比表面积大、孔隙率高、合成便捷、尺寸可控，在功能物质的包封与输运中具有突出的优势。与此同时，这类材料更具备优异的生物相容性，且其结构在生理条件下具有良好的稳定性，而在酸性条件下解体，对于与恶性肿瘤等多种疾病相关的弱酸性环境具有响应性，是控制药物运输与释放的理想载体，因而在生物医学上有很大的应用潜力。事实上，ZIF-8不但能高效负载阿霉素、5-氟尿嘧啶等小分子化疗药物，而且可以充当抗体、核酸等生物大分子的保护层。ZIF-8的粒径等性能对于相应的生物医学应用非常关键，而如何实现ZIF-8功能性的精准调控将是实现其生物医学应用的重要挑战，基于此，本文就ZIF-8的制备机理、性能调控及其生物医学应用进行综述和展望。

纳米材料和纳米技术的快速发展为水处理及资源化技术的开发带来了全新的发展机遇，作为一种典型的类石墨烯结构的二硫化钼以其层状结构和独特的物理化学性能在众多纳米材料中受到重点关注。本文梳理和归纳了二维二硫化钼纳米材料及其复合物在水处理中吸附、膜分离、催化、抗菌和检测等方面的应用，重点介绍了其在吸附和膜分离方面的研究进展，以实现对水中各种离子、染料、抗生素、致病菌等多种环境污染物的高效去除。最后，对二硫化钼及其复合物在水处理中的应用作出了评价，探讨其未来发展方向以及面临的挑战，以期为解决水环境污染和水资源紧缺等问题提供一种新型的材料和技术手段。

大气颗粒物中棕色碳(BrC)在近紫外波段具有强吸光性，并因其显著的气候效应被广泛关注。BrC组成、来源、演变和光学性质的不确定性是造成气候模型估算气溶胶辐射强迫不确定性的重要因素。本文综述了大气颗粒物中BrC的化学组成、来源和生成机制，聚焦分子水平上BrC组成、二次生成机制和吸光间的关联。大气颗粒物中BrC的主要类别包括有机溶剂(甲醇)提取的碳质组分、水溶性有机碳及类腐殖质；分子水平上，硝基芳香烃和含氮杂环有机物是BrC的主要发色团。BrC的来源包括生物质等不完全燃烧一次排放和挥发性有机物氧化二次生成；二次生成途径主要包括人为源芳香烃氧化生成硝基芳香烃等含氮组分、羰基化合物与铵/胺反应生成含氮杂环组分或低聚物。前体物和反应条件影响二次生成BrC的组成和吸光性质； BrC在大气传输过程中还会发生"光漂白"现象。在分子水平上识别和阐明BrC的发色团、二次生成机制及其演变过程是未来该领域的重点研究方向。

聚氨酯材料是由多元醇与异氰酸酯经过聚加成反应得到的一种多功能性的高分子材料，在涂料、弹性体、胶黏剂、泡沫等领域具有非常广泛的应用。但是多元醇与异氰酸酯都来源于石油，随着石油资源的消耗以及环境问题的加剧，寻求可再生原料成为研究热点。目前对于生物基聚氨酯的报道，大多都是针对多元醇的生物质替代，其中利用最多的是植物油和木质素。木质素作为储量丰富的天然有机碳资源，当前利用效率极低，大多被作为燃料而浪费。与植物油相比，在合成聚氨酯方面木质素不存在"与人争粮"问题并且相关产品性能优越，但是木质素的利用仍存在一定缺陷，如分离困难、均一性差、易聚集、位阻大和活性低等，这让木质素的直接利用或改性利用成为关键。本文主要介绍了木质素在生物基聚氨酯合成中的发展现状和最新研究进展。最后，在此基础上展望了木质素基聚氨酯材料在不同领域的发展前景。

钛(Ti)及其合金凭借优异的机械性能和良好的生物相容性，一直是骨和牙种植体的主要临床应用材料。由于钛及其合金自身的生物惰性，不易与周围骨组织进行快速的骨整合，因此其表面的生物活性有待进一步提高。羟基磷灰石(HA)是人体骨和牙齿的主要无机成分，具有良好的生物活性和生物相容性，受其力学性能的制约，常被作为涂层材料覆盖在钛基体表面，用以提高植入体的生物活性。但一直存在涂层与基体界面结合强度低和涂层力学稳定性差的问题，成为限制其临床广泛应用的主要因素。本文从涂层结构设计、成分设计及制备方法等方面，就国内外改善钛基底与HA涂层界面结合性能的研究现状和发展动态作一综述，为高性能钛植入体的制备和应用提供参考。

多酶级联反应在生命活动过程中发挥着重要作用。固定化多酶级联反应器是将不同功能的酶通过物理化学或生物手段固定于特定载体上，以之模拟生物体内多种酶协同作用方式促使底物发生降解和转化等反应的新型仿生催化技术。该技术具有固定化酶的稳定性、可重复利用以及酶级联的高效协同催化等优点，近年来在生物传感、模拟生物学以及生物转化等领域得到越来越多的关注。本文从多酶级联反应原理、反应器制备、级联反应的影响因素及应用等方面对近年来固定化多酶级联反应器的进展进行详细评述，并展望其发展前景。

手性碳量子点(CQDs)因兼具优异的荧光性质、良好的生物相容性、较低的毒性、易于功能化以及手性特征等，在催化、检测和生物医学等领域具有广阔的应用潜力。目前，通过一步法或两步法制备的手性CQDs，已应用于手性催化、手性检测、高尔基体靶向成像、选择性调控酶和蛋白活性、选择性调控细胞能量代谢和促进植物生长等领域。然而，手性CQDs的发展初露头角，需进一步完善可控合成工艺，制备高荧光量子产率的长波长手性CQDs，使其在生物医学等领域绽放异彩。

光热治疗是近年来兴起的一种治疗方法，具有靶向性强、适应性广的特点。在光热治疗中，通过光热剂对光的吸收将光能转化为热能，从而实现治疗作用，因而光热剂的光热转化性能直接决定了光热治疗的效果。光热剂的种类丰富，涵盖由无机到有机等组成和性能各异的多种材料。其中，聚吡咯具备良好的生物相容性、优异的光稳定性以及光热转化性能，在光热治疗领域受到广泛关注，是一种拥有巨大应用潜力的光热剂，然而其在光热治疗领域的发展趋势及前景却鲜有报道。本文综述了聚吡咯及其纳米复合材料的制备方法，详述了聚吡咯及其纳米复合材料在光热治疗领域中的应用情况，包括聚吡咯基纳米材料的自身性能和实际光热治疗的效果，指出以聚吡咯为基体或修饰材料来制备具有CT、磁共振、光声显影及光热治疗性能的聚吡咯基复合材料已成为发展趋势。在此基础上，本文还总结了聚吡咯基纳米复合材料在制备和应用中存在的问题，并分析了其在发展过程中遇到的挑战以及在生物医学应用中的前景。

金属卤化物钙钛矿纳米材料因其丰富的化学结构和优异的光电性能，已成为一种极具应用前景的半导体材料。在钙钛矿无机框架中引入有机手性分子后，能够比较容易地得到手性钙钛矿纳米材料，从而可以极大地推动智能光电材料和自旋电子器件的快速发展。本文将综述手性钙钛矿纳米材料的构筑与手性产生机理的最新研究进展，包括一维手性钙钛矿纳米线、二维及准二维手性有机-无机杂化钙钛矿纳米片、三维手性钙钛矿纳米晶、超分子组装体系中诱导的手性钙钛矿纳米晶等。值得注意的是，不同种类的手性钙钛矿纳米材料在圆二色性、圆偏振发光、铁电性、自旋电子学等方面展现出优异的光电性能及巨大的应用前景。但是，有关手性钙钛矿纳米材料的研究目前还处于初级阶段，其中很多机理还存在争议，许多基础性和应用型的工作也有待开展。

Pickering乳液以胶体尺寸的固体粒子代替传统表面活性剂作为稳定剂，具有超稳定，生物相容性好以及对环境友好等优点。开关型Pickering乳液可随pH值、CO2/N2浓度、温度、磁场强度及光强度等条件的变化而改变固体乳化剂的表面润湿性，实现在"乳化"与"破乳"之间的快速转换，在非均相催化、乳液聚合等诸多领域有广泛的应用前景。本文全面总结了近年来开关型Pickering乳液的研究进展及其在界面催化系统、液膜处理有机废水、药物的包封与释放等方面的应用。

高安全高电压电解液的开发是锂离子电池电解液发展的重要方向。有机硅化合物由于具有独特的理化性能，使其成为锂离子电池电解液领域的研究热点之一。本文综述了有机硅电解液的研究进展，重点从功能分子设计的角度介绍含碳酸酯基、氨基甲酸酯基、腈基、离子液体、含氟类的有机硅功能电解液溶剂制备及电池性能表现；详细阐述具有结构多样性的有机硅化合物用作高电压添加剂、高安全添加剂、高/低温添加剂、储存/耐自放电添加剂、吸酸吸水添加剂及其在不同电池材料体系中的应用。最后，对有机硅电解液的研究趋势和应用前景进行了展望。

随着低比容量硅碳复合材料(<500 mAh/g)在锂离子电池中的商业化应用，硅基负极材料也从实验室研究走向了产业化发展。近年来的研究工作中，许多方法被用来解决硅在循环过程中体积变化(>300%)所带来的一系列问题。在材料结构方面，从最初的硅材料纳米化、硅与其他材料复合等技术手段转变到了硅碳复合材料二次颗粒的结构设计、表面包覆层设计等方法；在应用性能方面，除了早期文献报道的材料比容量、循环性能等参数外，还增加了材料比表面积、振实密度、首次及循环库仑效率等更符合电池实际应用要求的性能参数研究，从而极大地推动了硅基负极材料的商业化应用进程。本文首先综述了近年来硅碳复合材料组成、结构设计的发展脉络，进一步分析了由石墨、软碳、硬碳、碳纤维和石墨烯等碳源合成的硅碳复合材料的结构特点，并对其电化学性能进行分析对比，总结了碳在硅碳复合材料结构及其性能上发挥的作用。最后，对硅碳复合材料制备过程中的结构设计要求和碳材料的选择进行了分析和展望。

SSZ-13分子筛具有CHA构型和3维八元环孔道结构，窗口尺寸约0.38 nm×0.38 nm。相比CH4和N2，SSZ-13分子筛对CO2具有优先吸附选择性，适用于CO2/CH4、CO2/N2等体系的气体分离。SSZ-13分子筛膜的制备方法主要有原位晶化法、二次生长法、微波合成和分子筛转晶法等。高硅SSZ-13分子筛膜的疏水性随着硅铝比的增加而增加，膜层变得更加致密，缺陷减少，气体分离选择性增加。本文梳理了高硅SSZ-13分子筛膜的制备方法和气体分离的机理，分析了支撑体、合成条件、Si/Al比、测试条件和分离体系等因素对高硅SSZ-13分子筛膜气体分离的影响，展望了高硅SSZ-13分子筛膜今后的发展方向。