本研究整合Bohrium云计算平台和国产开源软件ABACUS，构建了一种创新的混合式教学模式，并将其应用于天津大学“新能源材料与化学”课程。课程设计结合理论与实践，涵盖自洽计算、结构优化、电子态密度、能带结构和声子特征等内容。其中，云计算平台的引入显著降低了操作难度，提高了课堂互动性，同时激发了学生的自主学习与创新思维。该教学方法有效提升了教学质量，为培养具有国际视野和创新能力的化学专业人才提供了新的思路。

Bohrium科学计算云平台具有易配置计算环境、易部署安装软件、易成员协作和计算资源充沛等优势，可解决传统计算模拟课程教学中的软件安装、理论和实践割裂等问题，为材料和化学计算模拟课程教学提供极大便利，可显著提高课程教学效率。本文重点介绍Bohrium平台的特色以及教学优势，并展示基于Bohrium平台的分子建模、分子动力学模拟等实验案例设计。

铁酸锂(Li₅FeO₄)是一种极具前景的锂离子电池正极预锂化添加剂，但其易与空气中的二氧化碳和水分发生副反应而导致失效。针对这一问题，本研究提出了一种基于PF₅热诱导改性的高效路易斯酸再生策略。该策略可有效去除Li₅FeO₄表面惰性杂质，并原位构建Li₃PO₄与LiF的复合包覆层。再生后的Li₅FeO₄表现出优异的分散性、空气稳定性和电解液界面相容性，能有效抑制浆料凝胶化和界面副反应。当添加1.5% (wt)再生Li₅FeO₄时，LiFePO₄正极在200次循环后仍保持135.0 mAh g⁻¹的容量和95.3%的保持率；而对照组(未添加Li₅FeO₄)仅保留113.7 mAh g⁻¹容量(保持率92.2%)。该研究为Li₅FeO₄的实际应用提供了新思路，将在长循环锂离子电池领域获得广泛应用。

源起于发霉甜苜蓿，脱胎于生化实验室，华法林先生起初作为一种强力灭鼠毒药大杀四方。然而，在进入医药领域的道路上，他却因毒药的身份标签和种种流言而饱受质疑和反对。科学家们揭示了华法林抗凝血的机制，并证明了华法林抗凝治疗对患者的益处。从此，华法林先生以及他的衍生物们成为了抗凝治疗和防治鼠害的前线战士。

从基础层面考察科学教育，讨论科学的实质，认识科学精神与科学智慧，以及考察科学与其他认识世界方式的差异与关联，进一步通过分析现代科学的结构，勾勒化学在整个科学大框架中的位置。对本科一年级大学化学的教学提出建议：需要重新审视微观的量子化学，以更好地服务于宏观系统；需要整理一个适合于21世纪化学学科发展水平的宏观化学整体框架，与微观的量子化学框架相统一。为学生勾画出一幅微观-宏观统一的图画。化学的实验事实丰富，积累在各种数据手册中。对于一年级本科生，应该学会如何甄别实验数据，在恰当的水平上使用手册中的数据，明白实验数据也不是绝对真理，尤其要学会区别实验数据与他人对实验数据的解读。

固态锂电池(SSLBs)因采用金属锂负极和固体电解质，具有提高能量密度和安全性的潜质。固体电解质作为固态锂电池的关键材料，对电池性能有重要影响。其中，聚合物-石榴石型复合固态电解质因结合了聚合物电解质的易加工性以及石榴石电解质的热稳定性和高离子电导率的优点，在固态电池规模化制造中具有良好的应用前景。然而，由于纳米固体电解质粉体的表面能高、与有机物的界面兼容性差，导致纳米锂镧锆氧颗粒在聚合物基体中容易发生团聚，进而导致复合电解质的离子电导率降低。本工作引入硅烷偶联剂3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)对Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂ (LLZTO)的表面进行改性，旨在改善LLZTO颗粒在溶剂和聚合物基体中的分散性。LLZTO纳米颗粒表面的羟基与GPTMS分子反应形成共价键，在颗粒表面形成一层厚度约5 nm的GPTMS修饰层。GPTMS中具有亲脂性的环氧基团，使改性后的LLZTO纳米颗粒(LLZTO@GPTMS)在有机溶剂中均匀分散。粒度分布实验表明，LLZTO纳米颗粒的分散性与溶剂的极性呈正相关。采用均匀分散的LLZTO悬浮液，制备的PEO: LLZTO复合电解质的室温离子电导率可以达到2.31 × 10⁻⁴ S∙cm⁻¹。使用优化后的PEO: LLZTO@GPTMS电解质组装的锂对称电池以及以LiFePO₄ (LFP)为正极、金属锂为负极的SSLBs均表现出更长的循环寿命。此外，GPTMS的修饰有助于LLZTO纳米颗粒在聚乙烯(Polyethylene，PE)隔膜上的均匀涂覆。采用LLZTO@GPTMS涂覆PE隔膜的LFP|Li电池比采用未修饰LLZTO涂覆PE隔膜的电池展现出更优异的循环稳定性。结果表明，GPTMS能够有效提高LLZTO纳米颗粒在有机溶剂和聚合物基质中的分散性，对其他有机-无机复合材料体系具有指导意义。

缺陷调控是开发新型吸收材料的关键。如何精确控制缺陷的浓度和数量以优化材料的损耗机制仍然是一项重大挑战。传统吸收材料的吸收频率与谐振频率不匹配，限制了其吸收性能。为解决这些问题，本文通过磷掺杂和硫空位缺陷的协同作用，成功调控了CoMn纳米片的偶极子和载流子浓度，显著提高了材料的电磁波吸收性能。实验结果表明，优化后的复合材料在厚度分别为2.0 mm和2.2 mm时，实现了−52.19 dB的最小反射损耗(RL_min)和5.52 GHz的最大有效吸收带宽(EAB_max)。磷掺杂和硫空位缺陷的引入不仅增加了活性位点，而且通过异质界面和晶格畸变丰富了损耗机制。本研究不仅提供了一种制备新型电磁波吸收材料的简便方法，而且为过渡金属二硫化物缺陷调控提供了一种新策略。

从化学的视角，以最近热门的电影《哪吒之魔童闹海》中太乙真人的炼丹炉为线索，通过解析炼丹炉中汞硫化物分解、黑火药反应等化学过程，阐释炼丹炉里所蕴含的各种化学知识，剖析了古代炼丹术与现代化学之间的深刻关联，揭示了古代炼丹术对现代科学的启蒙意义。文章论证了人类探索物质本质的连续性，从巫术到科学的文明跃迁，并指出科学精神的本质在于不断追问与创新。文末以“科学修仙”为隐喻，呼吁传承跨时代的探索热情，将传统智慧融入未来科技发展。

水凝胶作为软物质的成员之一，是一种具有三维网络结构的新型功能高分子材料，以其含水量高、溶胀快、生物相容性好、对外界刺激响应灵敏等性质而被广泛应用于不同领域。本项目从生活中常见的果冻零食、水精灵玩具出发，逐步深入到适宜3D打印的水凝胶、可变形的水凝胶、基于热刺激的记忆-遗忘型水凝胶，面向不同的受众群体分层次科普水凝胶的知识、体验不同类型水凝胶的制备及性质探究实验，深入浅出地阐释实验背后的化学原理，提升公众的化学素养。

生活中处处充满手性之美，为了让大众正确认识手性，本文基于L-和D-酒石酸对映异构体的差异，设计实验开展科普教育：(1)酒石酸的分子模型搭建；(2)酒石酸晶体的培养与观察；(3)酒石酸溶液的旋光性观察；(4)酒石酸分子的手性拆分。科普深入浅出，实验操作简单，现象明显，互动性强，早期科普工作反响良好。