尽管非共价键相互作用普遍存在,但化学工程中对其进行了深入研究和应用的主要是那些可进行光谱分析的相互作用。需要新的原理和技术来表征非共价相互作用,以深入了解其详细性质并探索其潜在应用。
近日,清华大学张强教授、美国西北大学J. Fraser Stoddart教授将介绍用于探测此类相互作用的分析性非共价电化学实践。非共价相互作用的强度可以通过电化学方法比依靠光谱测量更准确地确定。具体来说,电化学分析能够记录/识别微小信号,从而发现意想不到的2:1主-客体复合物。此外,所提出的技术还能探测多种特性,有助于设计和筛选作为催化剂的活性复合物。基于此,作者展示了在可充电池中实现495 Wh kg -1的高能量密度。该分析方法为超分子科学提供了一个新的视角,并使非共价化学更接近实际应用。
1.这项工作提出了一种研究非共价相互作用的电化学分析方法。与传统表征方法相比,该电化学方法突破了结构依赖性和浓度线性相关性的限制,在通用性、准确性和高效性方面具有不可替代的优势。
2. 利用这一策略,作者发现了一种2:1的主客体复合物,测量了各种复合物的K a值和其他多样化特性,并筛选出一种高性能超分子均相催化剂,实现了电池能量密度的突破。
3. 这些案例充分展示了超分子化学与分析电化学之间的学科交叉潜力。作者相信,随着研究工作的不断深入,分析非共价电化学将为人类在仪器分析、生物工程和能源技术领域的新兴应用提供动力。