【供稿：物理学院】近日，吉林大学物理学院超硬材料国家重点实验室邹勃教授、肖冠军教授团队与北京高压科学研究中心李阔研究员以及海南大学李满荣教授（原中山大学），针对高压驱动化学合成的当前进展和未来前景进行了系统的综述，为后续高性能材料的设计开发提供了建设性的指导。相关研究成果以“Chemical Synthesis Driven by High Pressure”为题发表于中国化学会旗舰刊《CCS Chemistry》上。

功能材料的化学合成与国防、医疗、经济和民生密不可分。传统的有机和无机材料正接近其性能极限。因此，设计和开发新型功能材料迫在眉睫，对可持续发展具有重要意义。该文章概述了高压驱动化学合成的当前进展和未来前景，包括有机材料和无机材料的高压合成，以及高压相变和高压相的常压截获。该Mini-Review不仅为高压化学的发展提供更多的参考和借鉴，而且有望进一步拓展未来合成化学的交叉研究与学科融合。

到目前为止，已经实现了高压下有机化合物从小分子到更复杂的有机化合物的合成和分析。同时，大量的无机化合物，包括但不限于氢化物、硼化物、碳化物、氮化物、硫族化物、卤化物和合金，也已通过大腔体压机和金刚石对顶砧等压力产生装置，实现超硬材料、超导材料、热电材料、含能材料和光电材料等的可控制备。此外，常压截获具有更高效发光性能的高压相，是继2018年压强诱导发光（Pressure-Induced Emission, PIE）概念提出后新的里程碑。

高压化学研究仍然存在着挑战，然而未来可期！高压产物的精确原子尺度合成和高质量产物的功能化探索，是高压有机合成未来发展的核心挑战。为此，需要探索更系统的高压合成策略和前驱物分子的设计方案。与此同时，昂贵的实验成本、复杂的高压设备操作以及理论预测和高压材料表征技术之间的精度限制等因素，亦成为制约高压无机材料合成的关键。另外，对于截获的高压相为无序的非晶态，难以通过有限的微观表征技术来准确识别和分析。因此，迫切需要开发原位多物理量高压设备和技术，包括振动光谱、中子散射和对分布函数等。同样，通过引入额外的维度，如变温、剪切力和升/降压速率等，来开发截获高压相的其它有效策略。此外，有时截获更优异性能的亚稳相需要更高的压力处理，以便在环境条件下稳定下来，然而这也给样品的大规模宏量制备带来了巨大挑战。因此，迫切需要突破大腔体压机的压力加载极限和超高压关键技术。

邹勃教授团队长期致力于高压化学的研究，在开发高性能材料方面已经做出了系列标志性成果。至此，该团队已经探索了纳米尺寸效应、空间位阻效应和氢键协同效应等策略来截获高压相。此外，高性能高压相的截获使得通过采用大腔体压机进行大规模宏量制备成为了可能。材料新相的发现和新物质的合成，将大大加深入们对材料的认识。高效率发光高压相的截获，有望在固态照明、显示、传感、防伪和信息加密等领域展示潜在应用。

吉林大学物理学院超硬材料国家重点实验室博士研究生赵文雅、北京高压科学研究中心博士研究生张杰以及中山大学孙忠雄博士为论文共同第一作者，吉林大学邹勃教授和肖冠军教授、北京高压科学研究中心李阔教授以及海南大学李满荣教授（原中山大学）为论文共同通讯作者。该工作得到了国家重点研发计划重点专项、国家自然科学基金重点项目和面上项目等资助