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1. Nature Communications：揭示了液體預(yù)序在過(guò)冷液體結(jié)晶中的作用

最近發(fā)現(xiàn)的非經(jīng)典晶體成核途徑，揭示了波動(dòng)在液體結(jié)構(gòu)秩序中的作用，這是經(jīng)典成核理論沒(méi)有考慮的。另一方面，經(jīng)典晶體生長(zhǎng)理論認(rèn)為，晶體生長(zhǎng)與界面能無(wú)關(guān)，但這是有問(wèn)題的。在此，為了解決這個(gè)昂貴的過(guò)程，來(lái)自日本東京大學(xué)的Hajime Tanaka等研究者，利用計(jì)算機(jī)模擬過(guò)冷液體，來(lái)闡明液體結(jié)構(gòu)有序在晶體成核和生長(zhǎng)中的作用。研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)一種新的序-抑制策略抑制過(guò)冷液體中的類晶體結(jié)構(gòu)有序，可以將結(jié)晶速率降低幾個(gè)數(shù)量級(jí)。這表明，類晶體液體的預(yù)序和相關(guān)的界面能降低，在成核和生長(zhǎng)過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用，迫使經(jīng)典晶體生長(zhǎng)理論發(fā)生臨界修正。此外，研究者還評(píng)估了這一附加因素，對(duì)不同類型液體的重要性。這些發(fā)現(xiàn)，為晶體生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)的基本理解提供了新的線索。

參考文獻(xiàn)：

Hu, YC., Tanaka, H. Revealing the role of liquid preordering in crystallisation of supercooled liquids.?Nat Commun?13,?4519 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-32241-z

原文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41467-022-32241-z

2.ACS：二維有機(jī)-無(wú)機(jī)室溫多鐵性

有機(jī)-無(wú)機(jī)多鐵性材料，有望成為下一代電子器件的重要組成部分。迄今為止，已有數(shù)十種有機(jī)-無(wú)機(jī)多鐵性材料被報(bào)道；然而，它們中的大多數(shù)表現(xiàn)出比室溫低得多的磁居里溫度，這大大阻礙了它們的應(yīng)用。在此，來(lái)自復(fù)旦大學(xué)的Shiyou Chen?&?Hongjun

Xiang等研究者，通過(guò)第一性原理計(jì)算和建立有效的哈密頓量模型，揭示了二維Cr(pyz)2?(pyz =吡嗪)中分子軌道介導(dǎo)的磁耦合機(jī)制，以及分子的價(jià)態(tài)對(duì)金屬離子間磁耦合類型的決定作用。在此基礎(chǔ)上，研究者證明了通過(guò)在Cr(pyz)2中引入鐵電性，在保持分子價(jià)態(tài)不變的情況下，可以合理地設(shè)計(jì)出一種二維有機(jī)-無(wú)機(jī)室溫多鐵化合物Cr(h-fpyz)2?(h-fpyz =半氟吡嗪)。該工作不僅揭示了二維有機(jī)-無(wú)機(jī)系統(tǒng)中磁耦合的起源，而且為合理設(shè)計(jì)室溫多鐵性材料提供了一條途徑。

參考文獻(xiàn)：

Yali Yang, Junyi Ji, Junsheng Feng, Shiyou Chen, Laurent Bellaiche, and Hongjun Xiang.?Journal of the American Chemical Society?Article ASAP DOI: 10.1021/jacs.2c06347

原文鏈接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c06347

3.JACS：{ScnGdn}異金屬環(huán):自旋波激發(fā)的可調(diào)諧環(huán)拓?fù)?/strong>

自旋電子和磁電子邏輯器件中使用自旋波的數(shù)據(jù)載體，可以在低功耗和無(wú)焦耳加熱的情況下工作，但需要小尺寸的非共線自旋結(jié)構(gòu)。異金屬環(huán)可以提供這樣的機(jī)會(huì)，因?yàn)樵谶@樣一個(gè)有限的空間內(nèi)可以控制自旋波的傳播。在此，來(lái)自西安交通大學(xué)的Yan-Zhen Zheng等研究者提出了一系列{ScnGdn} (n = 4,6,8)異金屬環(huán)，這是迄今為止第一個(gè)Sc-Ln簇，具有自旋波激發(fā)的可調(diào)諧磁相互作用。通過(guò)時(shí)間和溫度相關(guān)的自旋動(dòng)力學(xué)模擬，研究者能夠預(yù)測(cè)Sc4Gd4、Sc6Gd6和Sc8Gd8在有限溫度下的不同自旋波激發(fā)。由于反鐵磁交換、偶極子-偶極子相互作用和環(huán)拓?fù)湓诘蜏叵碌南嗷プ饔茫@種新模型以前沒(méi)有被開發(fā)，這使得后者對(duì)自旋波激發(fā)的重要性。

參考文獻(xiàn)：

Hao-Lan Zhang, Yuan-Qi Zhai, Hiroyuki Nojiri, Christian Schr?der, Hung-Kai Hsu, Yi-Tsu Chan, Zhendong Fu, and Yan-Zhen Zheng.?{ScnGdn} Heterometallic Rings: Tunable Ring Topology for Spin-Wave Excitations.?Journal of the American Chemical Society?Article ASAP DOI: 10.1021/jacs.2c05421

原文鏈接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c05421

4.JACS：鎳(II)配合物的價(jià)反轉(zhuǎn)態(tài)可促進(jìn)碳?xì)滏I活化

在此，來(lái)自中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所的Hui Chen等研究者，通過(guò)對(duì)三重態(tài)能量轉(zhuǎn)移產(chǎn)生的Ni(II)配合物激發(fā)態(tài)的高水平計(jì)算，發(fā)現(xiàn)了價(jià)-反轉(zhuǎn)反應(yīng)性(VIR)。例如，所生成的3[(Ar)(bpy)NiII(Br)]種具有價(jià)反占據(jù)，dxy1dxz1dx2-y22，其中最上面的dx2-y2軌道是金屬配體反鍵。這種狀態(tài)促進(jìn)了THF的C-H鍵激活和與芳基配體的交叉偶聯(lián)。因此，由于dx2-y2的金屬配體反鍵特性，dxy1dx2-y22亞殼層通過(guò)將雙齒聯(lián)吡啶配體轉(zhuǎn)移到單齒聯(lián)吡啶和懸蕩吡啶，打開了一個(gè)Ni配位位。三配位Ni(II)中間插入THF的C-H鍵，將一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)移到懸垂的吡啶部分，最終通過(guò)還原偶聯(lián)產(chǎn)生芳基化THF。計(jì)算得到的高動(dòng)力學(xué)同位素效應(yīng)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，均表現(xiàn)出碳?xì)浠罨奶卣?。VIR模式是新穎的，其交叉偶聯(lián)反應(yīng)是非常有用的，它通常預(yù)計(jì)會(huì)發(fā)生在其他d8復(fù)合物中。

參考文獻(xiàn)：

Shaohong Wang, Pengchen Ma, Sason Shaik, and Hui Chen.?Valence-Inverted States of Nickel(II) Complexes Perform Facile C–H Bond Activation.?Journal of the American Chemical Society?Article ASAP DOI: 10.1021/jacs.2c03835

原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c03835

5.JACS：蛋白質(zhì)G、L及其突變體折疊機(jī)理的破譯

人們對(duì)折疊機(jī)制的大部分理解，來(lái)自于對(duì)實(shí)驗(yàn)φ和ψ值分析的解釋，其中涉及到過(guò)渡態(tài)集合(TSE)和折疊態(tài)穩(wěn)定性的差異。在此，來(lái)自美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)的Alberto Perez等研究者，引入了一種結(jié)合模擬和貝葉斯推斷的統(tǒng)一方法，為蛋白質(zhì)G和L及其突變體的折疊機(jī)制提供原子細(xì)節(jié)。蛋白質(zhì)G和L雖然序列相似性低，但折疊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相似，但折疊途徑不同。蛋白質(zhì)G的快速重新折疊，NuG2，轉(zhuǎn)換折疊途徑，并通過(guò)與蛋白質(zhì)L相似的途徑進(jìn)行折疊。蛋白質(zhì)L的重新折疊也導(dǎo)致了更快的折疊，尊重原有的折疊途徑。研究者的貝葉斯推斷方法從所有系統(tǒng)的相同先驗(yàn)開始，并正確識(shí)別四個(gè)蛋白質(zhì)的折疊機(jī)制，一個(gè)成功的力場(chǎng)和采樣策略。該方法計(jì)算效率高，可正確識(shí)別TSE和中間體結(jié)構(gòu)，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合良好。研究者通過(guò)使用兩種在計(jì)算成本和可解釋性上不同的正交方法來(lái)補(bǔ)充了他們的發(fā)現(xiàn)。自適應(yīng)采樣MD結(jié)合馬爾可夫狀態(tài)模型提供了一個(gè)動(dòng)力學(xué)模型，證實(shí)了蛋白質(zhì)G及其突變體更復(fù)雜的折疊機(jī)制。最后，一種使用AlphaFold的新片段分解方法根據(jù)折疊路徑中觀察到的事件順序確定二級(jí)結(jié)構(gòu)元素組合的首選項(xiàng)。

參考文獻(xiàn)：

Liwei Chang and Alberto Perez. Deciphering the Folding Mechanism of Proteins G and L and Their Mutants.?Journal of the American Chemical Society?Article ASAP DOI: 10.1021/jacs.2c04488

原文鏈接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c04488