<正>南通大学化学化工学院“零碳能源研发团队”由5名教授（含特聘）、5名副教授组成。团队在国家特支计划青年拔尖人才、江苏省杰出青年基金获得者——钱涛教授的带领下，立足国家“双碳”重大战略，聚焦氢/氨绿色能源存储、固态储能电池、氢/氨燃料电池三大方向，致力于突破关键“卡脖子”技术。通过坚持不懈的奋斗，攻克了高效、低成本能源转化与存储核心技术，开发了机器学习指导的宽温域电解质高通量设计与筛选方法，实现宽温域电池产业化关键技术突破；提出基于分子精准识别的功能基元调控策略，显著提升氢/氨合成产率及燃料电池转化效率；发展能源材料表界面原位增强表征技术，揭示多组分界面结构与电化学性能之间的构效关系，成绩显著。
<正>南通大学化学化工学院“超分子功能纳米材料研究团队”由3名教授、2名副教授和数十名研究生组成。团队在江苏特聘教授、江苏省六大人才高峰高层次人才——姚勇教授的带领下，紧紧围绕国家大健康产业，聚焦超分子化学与生物纳米材料交叉研究。团队以“精准设计—智能组装—临床转化”为明确研究主线，系统构建了从新型大环分子合成、纳米材料超分子自组装研发到生物活性物质检测及药物靶向递送和肿瘤治疗的完整创新链条。
针对水位变动区水下桩基混凝土因氯离子侵蚀致耐久性劣化的寿命预测问题，传统基于Fick定律的方法因假设理想化、难以涵盖复杂因素而存在局限性。本文提出采用支持向量回归（support vector regression,SVR）与樽海鞘算法（salp swarm algorithm,SSA）结合的SVR-SSA组合模型，实现氯盐环境下该场景混凝土寿命精准预测。以南通市滨江临海水域实测样本数据为基础，构建模型并开展训练与预测实验，并将本文模型与单一SVR模型、SVR和飞蛾扑火算法组合模型对比。结果表明，SVR-SSA模型预测精度显著更优，平均均方误差低至0.145，精度较其他模型最少提升95.87%，标准偏差为0.056。均方误差与标准偏差的综合表现，证实该方法在水位变动区小样本场景下，可为水下桩基混凝土耐久性研究提供有效支撑。
环对苯撑（cycloparaphenylenes,CPPs）及其衍生物是一类新型的有机分子大环材料，其具有富电子的刚性环状空腔、径向共轭π电子体系和独特的光电物理性质。本综述先介绍了常见的CPPs合成方法，并总结了不同合成方法的特点；而后，阐述了不同种类的CPPs及其衍生物的结构特点，并详细介绍了这些材料所具备的特殊的光物理性质和超分子性质；然后，深入探讨了CPPs及其衍生物在主客体相互作用、荧光检测、载流子输送、机械互锁架构和超分子自组装晶体工程方面的应用；最后，对CPPs作为多功能化平台及其在材料科学领域的应用前景进行了展望。
质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cell,PEMFC）因高能量密度和低排放，在“双碳”战略下具有广阔应用前景。然而，其商业化进程仍受制于成本及耐久性，主要瓶颈在于阴极氧还原反应（oxygen reduction reaction,ORR）动力学迟滞，需依赖高载量铂基催化剂。尽管降低铂载量可控制成本，但常导致活性位点减少与传质阻力增加，引发性能下降。此外，铂催化剂的碳载体易发生腐蚀，造成结构坍塌，影响寿命。本文基于PEMFC反应机理，系统综述阴极电催化剂研究进展。针对铂基材料，重点分析单原子催化剂的量子尺寸效应、合金催化剂的配位调控、低载量下的纳米结构设计，以及通过密度泛函理论（density functional theory,DFT）揭示的电子结构与活性关系。研究结果表明，调控催化剂形貌（如分支结构、晶面取向）、电子特性（d带中心、氧结合能）及载体相互作用，可优化ORR路径，突破传统活性限制。在制备方面，湿化学法、电化学沉积和气相沉积等技术显著影响粒径、缺陷、应变及金属-载体结合。单原子催化剂需精确控制前驱体配位以实现原子级分散；多元合金则依赖程序升温还原调控相分离，形成有序结构。未来发展方向包括：构建三维纳米框架提升比活性，利用强金属-载体作用抑制团聚，结合机器学习加速筛选。同时，开发非碳载体（如氧化物、氮化物）和单原子-团簇复合结构，有望突破耐久性瓶颈。这些研究将为PEMFC在交通与分布式发电领域的规模化应用提供支撑。
活性氧（reactive oxygen species,ROS）是细胞代谢过程中普遍存在的关键分子，广泛参与多种生理功能的调控过程。作为重要的信号分子，ROS不仅介导生物体的生长发育调控，还与机体健康状态及衰老进程密切相关，是维持生命活动正常运转不可或缺的生化基础要素，同时，这也是ROS调节应用在临床医学上的重要基础。纳米技术领域的突破性进展催生了一系列具备精准ROS调控功能的纳米材料的开发。这些材料能够定向调控生物微环境中的ROS动态平衡，为基于ROS浓度调控的新型治疗范式奠定了物质基础。这种治疗策略的核心在于：通过纳米材料介导的ROS水平时空控制，实现了“纳米调节—ROS响应—治疗输出”的三元级联协同。ROS调控被认为是一种具有化学机制、生物效应和纳米治疗应用相互交叉的新兴学科。本综述详细总结了基于ROS调控的纳米疗法的最新研究进展，重点介绍了纳米材料的潜在化学成分，这些化学成分通过产生或清除作用，提升或降低ROS水平以改善治疗效果，旨在帮助广大研究者解锁更多基于ROS的纳米材料应用手段和治疗方法。
氨(NH3)不仅是氮肥的主要成分，还可作为高能量密度无碳储氢介质，是现代工业中一种重要的化学物质。目前，工业化合成NH3仍以传统的Haber-Bosch工艺为主导。该工艺在高温高压的条件下运行，消耗大量的化石燃料，释放大量的二氧化碳(CO2)。近年来，越来越多的科研工作者开始关注由可再生能源驱动的电化学氮还原反应(nitrogen reduction reaction,NRR)合成NH3技术。然而，由于N≡N键的高解离能和N2的低溶解度，导致电化学NRR的产率和法拉第效率较低。硝酸盐(NO3~-)是常见的含氮污染物，因NO3~-具有较高的溶解度且N=O键具有较低的解离能，故可作为生产NH3的理想原料。本综述从电催化硝酸根还原反应(nitrate reduction reaction,NO_3RR)的机理出发，结合目前对NO_3RR电催化剂的研究现状进行系统介绍，并讨论了开发硝酸根还原催化剂的多种策略。最后，总结了电催化NO3~-还原技术面临的挑战和前景，以促进未来绿色可持续的大规模NH3合成。
针对复杂环境下的多无人机（unmanned aerial vehicle,UAV）自主避碰问题，采用近端策略优化（proximal policy optimization,PPO）算法对多无人机协同避碰策略展开研究。首先，为解决多无人机避碰过程中协同性差问题，通过引入长短期记忆网络（long short-term memory,LSTM）构建记忆功能，设计了带有卷积神经网络（convolutional neural network,CNN）和LSTM网络的CNN-LSTM融合网络。该融合网络充分利用了CNN网络在特征提取方面的能力和LSTM网络在处理序列数据方面的优势，提高了无人机决策的稳健性。其次，基于人工势场奖励塑形技术设计了新颖的奖励函数。通过设计一个主线奖励与若干辅助奖励，有效避免了奖励稀疏化。主线奖励用于引导无人机朝着预定目标运动；辅助奖励鼓励无人机采取更加灵活和稳健的动作，从而在复杂环境中实现更有效的自主避碰。最后，通过开展多组对比实验与高密度无人机环境下鲁棒性测试，结果表明所提算法在奖励回报和避碰成功率方面均展现出显著优势，具备良好的环境适应性。
尿素作为重要氮肥，广泛应用于农业和化工，但传统工业合成能耗高、碳排放量大，对环境压力显著。为实现低能耗、环保的尿素合成，电催化碳氮偶联反应成为研究热点。然而，该过程面临反应物吸附缓慢、竞争副反应显著、多步路径复杂等挑战，导致尿素产率和选择性受限。高效催化剂的开发是突破关键：催化剂的结构和成分直接影响反应物的吸附、活化及转化效率，同时决定反应体系的稳定性和能耗。本文从碳氮偶联机理出发，概述基于不同碳源和氮源的反应机制，重点探讨杂原子掺杂、空位工程、晶面调控、原子尺度调控、合金化及异质结构构建等催化剂优化策略，并总结最新研究进展，为提升电催化性能提供技术参考。此外，本文分析了电催化剂工业化应用的挑战，包括催化剂稳定性、反应条件优化及成本控制，提出未来研究方向，以支持清洁尿素生产，助力碳中和与人工氮循环目标的实现。