课题组主要研究方向

磁共振方法研发和应用：弱相互作用与分子运动；磁共振原位探测；磁共振分子成像和波谱。 

磁共振系统研发：用于食品快检的磁共振系统；仲氢超极化系统；微观磁共振系统。

1. 磁共振方法研发和应用

弱相互作用与分子运动。相对于其他分析检测技术，核磁共振技术的独特优势在于：1、发布核磁共振信号复杂通常可以直接与分子构象或者构象统计相关联；2、核磁共振可以有效探测很大频率范围内（10-2 Hz – 108 Hz）的分子运动；3、核磁共振通常可以针对研究对象的特点设计合适的脉冲序列进行研究。

应用体系：1.高分子固体电解质材料； 2.介电/铁电材料； 3. 功能高分子材料；4.钙钛矿光电材料。

研究重点：各类体系种氢键、范德华力对分子运动的影响机制。

代表性工作：

• JPCL 2021, 12, 45, 11206-11213;

• NPG Asia Materials 2020, 12, 1, 1-10;

• PNAS 2019, 116, 13, 5878-5885;

• Nature Communications 2018, 9:481;

• Angew. Chem. Int. Edit. 2015, 54, 6206-6210;

• Angew. Chem. Int. Edit. 2014, 53, 3631-3635;

• JACS 2013, 135, 5230-523.

磁共振原位探测。通过改造NMR探头和相应方法开发，我们将外界刺激（如，光、电和气体反应物等）同时引入探头中，实现反应的原位观测。研究体系包括：1.H2O/CH3OH/TiO2体系在光照条件下的反应历程；2.真实条件下（液/固悬浮液）光催化甲醇重整过程；3、钙钛矿光电响应中的物理化学过程。

代表性工作：

• ACS Catalysis 2022, 12, 6958−6967;

• JACS 2021, 143, 10940-10947;

• Matter 2020, 3, 6, 2042-2054;

• JPCL 2020, 11, 9, 3738-3744;

• Journal of Catalysis 2019, 378, 36-41;

• Nature Communications 2016, 7:11918.

磁共振分子成像和波谱。利用核自旋单态实现对生物体内特定分子的靶向波谱和成像。目前已在人体上实现了谷氨酸、谷氨酰胺、GABA等重要生化分子的活体波谱。目前与复旦大学张江国际脑影像中心、华山医院、上海市公共卫生中心、仁济医院、上海市第十人民医院、北京市安定医院等众多著名科研机构和三甲医院进行合作研究。

2. 磁共振系统研发

用于食品快检的磁共振系统。针对食用油和其他食品中存在的掺杂、掺伪现象，研发了基于低场核磁的食品安全快检系统。该系统可在10分钟内实现对常见食用油品质（掺杂和掺伪）的快速检测，检测准确率>90%。已在多个食用油生产企业和政府机构中试用，获得广泛好评。被评为首届高校科技创新大会典型案例。

仲氢超极化系统。针对食品药品中存在的微量有害物质现象，研发基于仲氢超极化的低场核磁系统。该系统研发目标是：1、便携系统，可用于现成检测；2、15分钟内完成检测，检测准确率>90%，灵敏度优于μg/kg。

微观磁共振系统。研发可快速观测物质化学位移、偶极相互作用、四极相互作用的微观磁共振系统，研发针对各类功能材料的磁共振序列方法。目前已实现对金刚石表面纳米尺度高分子材料的磁共振观测。

3. 代表性工作

(最新工作可参见网站“文章发表”)

• Xu, Bei-Bei; Zhou, Min; Ye, Man; Yang, Ling-Yun; Wang, Hai-Feng*; Wang, Xue Lu*; Yao, Ye-Feng*, Cooperative Motion in Water–Methanol Clusters Controls the Reaction Rates of Heterogeneous Photocatalytic Reactions, Journal of the American Chemical Society, 2021, 143, 29, 10940-10947;

• Qiao, Wen-Cheng; Wu, Jiawei; Zhang, Ran; Ou-Yang, Wei; Chen, Xiaohong; Yang, Guang; Chen, Qun; Wang, Xue Lu*; Wang, Hai Feng*; Yao, Ye-Feng*, In situ NMR investigation of the photoresponse of perovskite crystal, Matter, 2020, 3, 6, 2042-2054；

• Li, Peng-Fei; Liao, Wei-Qiang; Tang, Yuan-Yuan; Qiao, Wencheng; Zhao, Dewei; Ai, Yong; Yao, Ye-Feng*; Xiong, Ren-Gen*, Organic enantiomeric high-Tc ferroelectrics, Proceedings of the National Academy of Sciences, 2019, 116, 13, 5878-5885;

• Chao Shi, Xi Zhang, Chun-Hua Yu, Ye-Feng Yao*, Wen Zhang*, Geometric isotope effect of deuteration in a hydrogen-bonded host–guest crystal, Nature Communications 2018, 9:481, DOI: 10.1038/s41467-018-02931-8;

• Xue Lu Wang, Wenqing Liu, Yan-Yan Yu, Yanhong Song, Wen Qi Fang, Daxiu Wei, Xue-Qing Gong*, Ye-Feng Yao*, Hua Gui Yang*, Operando NMR spectroscopic analysis of proton transfer in heterogeneous photocatalytic reactions, Nature Communications 2016, 7:11918

• Chao Shi, Xi Zhang, Ying Cai, Ye-Feng Yao,* and Wen Zhang*, Angewandte Chemie International Edition 2015, 54 (21), 6206-6210, DOI: 10.1002/anie.201501344；

• Yang, L.-Y.; Wei, D.-X.; Xu, M.; Yao, Yefeng*; Chen, Qun* Angewandte Chemie International Edition 2014, v53, 3631-3635 (hot paper)；

• Zhang, W.*; Ye, H.-Y.; Graf, R.; Spiess, H. W.; Yao, Y.-F.*; Zhu, R.-Q.; Xiong, R.-G. Journal of the American Chemical Society 2013, 135, (14), 5230-523；

4. 邀请书籍/综述

• XiaobinFu,a,b Qun Chenaand Ye-FengYaoa*, Book chapter - Applications of Solid-State NMR in Crystalline Solid Polymer Electrolytes in “NMR Methods for Characterization of Synthetic and Natural Polymers”, RSC invited;

• Xiao, T.; Yao, Y.*, Chinese Journal of Magnetic Resonance 2015, 32, (2), 208-227；

• Xue, H.; Yao, Y.*, Chinese Journal of Magnetic Resonance 2012, 29, (2), 143-162；

• Y Yao, Q Chen, Annual Reports on NMR Spectroscopy 69, 199-224；

• Rastogi, S.; Yao, Y.; et al; Macromolecular Rapid Communications 2009, 30, (9-10), 826 – 839；