Quantum Sensing of Lithium Ions with Defect-Engineered Recognition Pockets in a TEMPO-Modified Covalent Organic Framework

超精细结构 密度泛函理论 连贯性(哲学赌博策略) 量子位元 三嗪 一氧化氮介导的自由基聚合 激进的 化学 量子 离子 量子化学 量子计算机 电子顺磁共振 共价键 分子 自旋(空气动力学) 锂(药物) 材料科学 化学物理 分子识别 光化学 灵敏度(控制系统) 量子传感器 量子化学 量子技术 纳米技术 自旋工程 量子纠缠 自旋密度 量子点
作者
Zhecheng Sun,Chang Tang,Guangfu Ni,Zexin Jin,Lei Sun
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/jacs.6c16503
摘要

Abstract Nuclear-spin quantum sensing requires coherent molecular electron spin qubits embedded in analyte-recognizing local environments that bring target nuclei into their short-range hyperfine detection volume. Here, we introduce TA-TEMPO, a covalent organic framework in which dilute nitroxide radicals and Li+-binding triazine moieties form defect-engineered recognition pockets for room-temperature 7Li sensing. Optimizing radical density preserves spin coherence while maximizing the 7Li/1H response acquired by hyperfine spectroscopy. TA-TEMPO detects Li+ in a tetrahydrofuran solution of LiBr with a sensitivity of 1.0 × 10–4 mol·L–1 at room temperature, a 50-fold improvement over the previous benchmark, and enables quantum sensing across several lithium-based electrolytes. Control experiments and density functional theory calculations show that triazine sites preferentially bind Li+ over Na+ and position it near nitroxide radicals, accounting for selective detection in a large excess of Na+. These results establish chemically programmed host–guest recognition as a strategy to integrate sensitivity, selectivity, and coherent spin readout in porous molecular quantum sensors.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
科研通AI6.4的应助被lulululu采纳,获得10
1秒前
南极冰完成签到 ,获得积分10
1秒前
桃花完成签到,获得积分10
1秒前
清秀的战斗机完成签到 ,获得积分10
2秒前
Cyber_relic发布了新的文献求助10
2秒前
广广广广发布了新的文献求助10
2秒前
ding的应助被wbzzk采纳,获得10
2秒前
牛大锤完成签到,获得积分10
2秒前
李健的小迷弟的应助被王涛采纳,获得10
3秒前
lxt完成签到,获得积分10
3秒前
刻苦冷松发布了新的文献求助30
3秒前
脑洞疼的应助被科研小辉采纳,获得10
3秒前
刘肖发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
松松完成签到,获得积分10
4秒前
luozejun完成签到,获得积分10
4秒前
一区种子选手完成签到,获得积分10
4秒前
kyle完成签到 ,获得积分10
5秒前
赞萌露比完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
rene发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
dan完成签到,获得积分10
5秒前
sanqi完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
阿瓒完成签到,获得积分10
6秒前
桃花发布了新的文献求助10
7秒前
卓别林发布了新的文献求助30
7秒前
7秒前
赘婿的应助被无聊的三毒采纳,获得10
7秒前
7秒前
阿帅完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
kellyzzm发布了新的文献求助10
8秒前
wwwwpy发布了新的文献求助10
9秒前
晚峰发布了新的文献求助10
9秒前
刘肖完成签到,获得积分10
9秒前
scx发布了新的文献求助10
9秒前
Hello的应助被小小莫采纳,获得10
10秒前
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Energie-Contracting 1500
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
Mathematical models in hydrology 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Erzählte Gnade 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8087433
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9500823
关于积分的说明 21422497
捐赠科研通 7658996
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3403723
关于科研通互助平台的介绍 2532410
邀请新用户注册赠送积分活动 2442087