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导读
近日，国际化学顶级期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）连续报道南京理工大学化学与化工学院傅佳骏教授课题组最新研究成果。
图1.基于可逆的二茂铁/二茂铁阳离子氧化还原反应，提出了一种由溶解氧引发的死锌回收策略。
水系锌金属电池因其低成本和高安全性而成为最有前途的电网储能候选电池。然而，水系锌离子电池在实际应用中不可避免地会出现枝晶生长和锌腐蚀等问题，尤其是深循环条件下，部分枝晶可能会从电极上脱落并变成死锌，导致电池循环效率和稳定性降低。陈涛青年教授和傅佳骏教授基于可逆的二茂铁/二茂铁阳离子氧化还原反应，提出了一种由溶解氧引发的死锌回收策略。通过对二茂铁上取代基的供/吸电子性强度进行筛选，系统研究了不同取代基对这些二茂铁衍生物的电化学性能和分子稳定性的影响。同时，通过引入聚乙二醇作为助溶剂，成功实现其在水系电解液中的溶解。在该电解液中，二茂铁基团的氧化过程实现了溶解氧的去除，进而有效抑制由溶解氧引起的锌负极的腐蚀和副产物的累积。同时，生成的二茂铁阳离子能够将死锌再生为具有电活性的锌离子，从而抑制电池容量损失，显著提高了电池的循环稳定性和循环寿命。该工作以题为“Revitalizing Dead Zinc with Ferrocene/Ferrocenium Redox Chemistry for Deep-Cycle Zinc Metal Batteries.”在Angew. Chem. Int. Ed.上发表(https://doi.org/10.1002/anie.202412989)，南京理工大学博士研究生钱晓虎为文章的第一作者。
图2.在密集氢键堆积的超分子聚合物网络内植入酸-碱离子对，同时实现了机械强度和动态链自由度。这些材料可以被应用于制动器的可变刚度层，提升运动的多样性和结构刚度。
刚度可调材料因其在机械性能上的灵活性和适应性，有望应用于柔性机器人、生物支架以及智能防护等领域。以往报道的刚度可调材料的韧性较低、无法自修复且在低刚度时是液态，不利于提升驱动器的力学稳定性、负载能力以及耐用性。这主要是由于这些性质对分子间相互作用以及分子链动态性的要求不一致导致。例如，高刚度要求分子链运动受限，而自修复性需要高的分子链动态性以利于结构重组；低刚度下的保形性要求具备一定的永久交联点，但这势必会影响自修复性能。针对此，姚博文副教授和傅佳骏教授针对力学刚度可调的高分子塑料在可拉伸性、韧性以及自修复性上的不足问题，提出基于强静电相互作用与高密度氢键协同的超分子作用交联网络，制备了兼具有高模量、高韧性、高可拉伸性、刚度可调性以及较低温度下的修复性的超分子塑料，并研究了其在多模态气动柔性驱动器中的应用，探索其在生物医疗（如：功能增强假肢）和人机交互（如：多模态触觉手套）等领域的应用。该工作以题“Ultra-Tough, yet Rigid and Healable Supramolecular Polymers with Variable Stiffness for Multimodal Actuators.”在Angew. Chem. Int. Ed. 上发表（https://doi.org/10.1002/anie.202410693），南京理工大学硕士研究生荆佳杰为文章第一作者。
该系列工作受国家自然科学基金、中央高校基本科研专项资金等项目资助。
来源：南京理工大学钟声新闻网
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