1.崔義Nature Commun：調(diào)節(jié)Mo2C的端基酸性增強(qiáng)堿性HER半個(gè)多世紀(jì)以來，過渡金屬碳化物一直被認(rèn)為有望替代貴金屬鉑基催化劑用于電催化析氫反應(yīng)的材料。但是，由于質(zhì)子活性降低以及過渡金屬中心的堿性溶解問題，過渡金屬碳化物在高pH值電解液的催化HER反應(yīng)性能受到嚴(yán)重阻礙。有鑒于此，中科院蘇州納米所崔義教授等利用表面研究技術(shù)對(duì)Mo2C模型催化劑體系進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)Al3+摻雜的MoO2層作為表面的Mo2C微球催化劑在堿性HER電催化反應(yīng)中表現(xiàn)優(yōu)異性能。1）起始電位近乎為零，在10 mA/cm2電流密度的過電位僅為40 mV，Tafel斜率僅為45 mV/dec，而且在連續(xù)200 h的HER電催化反應(yīng)過程中表現(xiàn)了長(zhǎng)期穩(wěn)定性。通過先進(jìn)的形貌表征和光譜表征，表明Al-MoO2終止層的局部-Al-OH-Mo-結(jié)構(gòu)作為強(qiáng)Br?nsted酸位點(diǎn)，加快堿性HER反應(yīng)的脫質(zhì)子化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。2）這項(xiàng)工作為探索電解水及其他領(lǐng)域的高性價(jià)比催化劑，提供了一種通過調(diào)整終端層的酸性進(jìn)行設(shè)計(jì)催化劑的策略。 Chen, Z., Yang, M., Li, Y. et al. Termination-acidity tailoring of molybdenum carbides for alkaline hydrogen evolution reaction. Nat Commun 16, 418 (2025).DOI: 10.1038/s41467-025-55854-6https://www.nature.com/articles/s41467-025-55854-62.河北大學(xué)&華南師范Nature Commun：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原位訓(xùn)練特點(diǎn)光傳感器傳感器內(nèi)計(jì)算已經(jīng)成為下一代機(jī)器視覺的一種超快、低功耗技術(shù)。但是，由于對(duì)高性能設(shè)備和高效編程方案的需求，傳感器內(nèi)計(jì)算系統(tǒng)的原位訓(xùn)練仍然具有挑戰(zhàn)性。 有鑒于此，河北大學(xué)閆小兵教授、華南師范大學(xué)樊貞教授等通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證鐵電光傳感器（FE-PS）的傳感器內(nèi)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN, artificial neural network）的原位訓(xùn)練。1）通過訓(xùn)練得到的FE-PS器件具有自供電、快速（<30μs）和多電平（>4bits）光響應(yīng)、長(zhǎng)保留時(shí)間（50天）、高續(xù)航（109）、高寫入速度（100ns）、小周期和器件間變化（分別為~0.66%和~2.72%）等優(yōu)勢(shì)，這些都是原位訓(xùn)練所需要的。此外，還提出了一種雙向閉環(huán)規(guī)劃方案，實(shí)現(xiàn)了FE-PS精確、高效的權(quán)值更新。2）利用該編程方案，對(duì)基于FE-PS的傳感器內(nèi)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行原位訓(xùn)練，用于自動(dòng)駕駛原型車的交通標(biāo)志識(shí)別。此外，這種傳感器內(nèi)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行速度比馮·諾伊曼機(jī)器視覺系統(tǒng)快50倍。這項(xiàng)研究為具有原位訓(xùn)練能力的傳感器內(nèi)計(jì)算系統(tǒng)的發(fā)展鋪平了道路，這可能會(huì)在新的數(shù)據(jù)流機(jī)器視覺任務(wù)中找到應(yīng)用。 Lin, H., Ou, J., Fan, Z. et al. In situ training of an in-sensor artificial neural network based on ferroelectric photosensors. Nat Commun 16, 421 (2025).DOI: 10.1038/s41467-024-55508-z https://www.nature.com/articles/s41467-024-55508-z3.上海有機(jī)所Nature Commun：BrCF2CN光催化氰基二氟甲基化考慮到CF2和CN基團(tuán)獨(dú)特的電子性質(zhì)，CF2CN基團(tuán)在藥物和農(nóng)化開發(fā)以及材料科學(xué)方面具有巨大的潛力。但是，將CF2和CN合并構(gòu)筑CF2CN基團(tuán)仍是一個(gè)相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。在這項(xiàng)工作中，有鑒于此，中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所肖吉昌研究員、林錦鴻副研究員等報(bào)道使用溴代氟乙腈（BrCF2CN），實(shí)現(xiàn)了烯烴、炔烴的光催化二氟甲基化。1）這是一種成本效益高并且容易獲得的反應(yīng)試劑，作為光催化條件下烷基烯烴、芳烯烴、炔和（雜）芳烴的氰二氟甲基化的自由基來源。該反應(yīng)具有極其廣泛的反應(yīng)物兼容，對(duì)廣泛的官能團(tuán)具有耐受性。2）值得注意的是，炔烴的氰基二氟甲基化反應(yīng)生成位阻烯烴，這在反應(yīng)熱力學(xué)上不利于發(fā)生，但是（雜）芳烴的C-H鍵直接能夠發(fā)生氰基二氟甲基化，無需進(jìn)行預(yù)先的官能化。 Yang, XJ., Lin, JH. & Xiao, JC. BrCF2CN for photocatalytic cyanodifluoromethylation. Nat Commun 16, 445 (2025).DOI: 10.1038/s41467-024-55797-4https://www.nature.com/articles/s41467-024-55797-44.JACS：Au納米粒子表面活性劑的自發(fā)催化反應(yīng)納米材料的性能在很大程度上取決于界面微環(huán)境，其中表面活性劑作為吸附劑起著至關(guān)重要的作用，但其在界面反應(yīng)中的作用往往被忽視。有鑒于此，廈門大學(xué)田中群院士、劉國坤教授、河南師范大學(xué)張霞光博士、電子科技大學(xué)楊娜副教授、軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院謝劍煒研究員等報(bào)道發(fā)現(xiàn)，膠體金納米粒子（Au NPs）的兩種主要表面活性劑，檸檬酸鹽和抗壞血酸可以在環(huán)境條件下與痕量含氮的物種通過自發(fā)的催化反應(yīng)生成肟，隨后肟分解為CN-或含有-CN基團(tuán)的化合物。1）這種催化反應(yīng)在反應(yīng)物（包括各種碳質(zhì)和氮源）和金屬催化劑（Au、Ag、Fe、Cu、Ni、Pt、Pd NPs）中普遍存在。此外，去除該反應(yīng)后，在無外加電位的環(huán)境條件下，通過表面增強(qiáng)拉曼光譜觀察到不同吸附構(gòu)型的CO。2）這項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了表面活性劑在界面微環(huán)境中的不可忽視的重要性，而且為界面化學(xué)反應(yīng)的基本理解提供重要的見解。Si-Qi Pan, Ping Luo, Qiuting Huang, Jinjuan Xue, Xiang-Dong Tian, Bin Xu, Jianfeng Wu, Jia Chen, Jianwei Xie*, Na Yang*, Xia-Guang Zhang*, Zhong-Qun Tian*, and Guo-Kun Liu*, Spontaneous Catalytic Reaction of a Surfactant in the Interfacial Microenvironment of Colloidal Gold Nanoparticles, J. Am. Chem. Soc. 2025 DOI: 10.1021/jacs.4c16796https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c167965.蘇州大學(xué)Angew：Nb摻雜vdW層狀I(lǐng)rO2改善酸性O(shè)EROER反應(yīng)具有緩慢的4e-轉(zhuǎn)移過程，因此需要具有催化活性優(yōu)異的催化劑提高OER反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)。范德華層狀氧化物是催化劑設(shè)計(jì)的理想材料，但是在酸性條件下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的OER仍是較大的障礙。摻雜是同時(shí)提高活性和穩(wěn)定性的關(guān)鍵途徑。但是，在范德華層狀氧化物中摻雜仍然具有非常大的挑戰(zhàn)，這是因?yàn)楹苋菀讓?dǎo)致晶格畸變甚至晶體結(jié)構(gòu)受損。有鑒于此，蘇州大學(xué)邵琪副研究員、路建美教授、李有勇教授等通過堿輔助熱處理法（alkali-assisted thermal method）成功的將耐酸環(huán)境的Nb摻雜到范德華層狀共邊的1T晶相氧化銥（1T-IrO2），提高OER催化活性和穩(wěn)定性。1）鈮摻雜量為5 %的1T-IrO2（Nb0.05Ir0.95O2）在0.5 M H2SO4中僅需191 mV的過電位就能達(dá)到10 mA cm-2的電流密度，比1T-IrO2低56 mV。當(dāng)應(yīng)用于質(zhì)子交換膜水電解槽時(shí)，Nb0.05Ir0.95O2在1.7 V的電壓下可實(shí)現(xiàn)1.2 A cm-2的電流密度，而且穩(wěn)定工作時(shí)間長(zhǎng)達(dá)50天。 2）DFT理論計(jì)算表明，摻雜Nb導(dǎo)致反應(yīng)的決速步驟從1T-IrO2的OOH去質(zhì)子化過程轉(zhuǎn)變?yōu)镹b0.05Ir0.95O2的O-OH偶聯(lián)反應(yīng)。Jia Ke, Wenxiang Zhu, Yujin Ji, Jinxin Chen, Chenchen Li, Yue Wang, Qun Wang, Wei-Hsiang Huang, Zhiwei Hu, Youyong Li, Qi Shao, Jianmei Lu, Optimizing Acidic Oxygen Evolution Reaction via Modulation Doping in Van der Waals Layered Iridium Oxide, Angew. Chem. Int. Ed. 2025DOI: 10.1002/anie.202422740 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.2024227406.胡喜樂Angew：構(gòu)筑含兩個(gè)催化輔酶的人工金屬酶實(shí)現(xiàn)串聯(lián)催化人工金屬酶（ArMs）能夠?qū)⒎巧镙o因子整合到天然蛋白質(zhì)支架中，從而實(shí)現(xiàn)非天然的催化活性。然而，以往的人工金屬酶主要依賴單一輔因子系統(tǒng)，這使其僅限于一種催化功能。有鑒于此，洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院胡喜樂教授、巴塞爾大學(xué)Thomas R. Ward教授等提出一種基于生物素-鏈霉親和素技術(shù)構(gòu)建嵌入兩種催化輔酶的人工金屬酶的方法。1）通過將多種催化輔酶修飾到鏈霉親和素的四個(gè)結(jié)合位點(diǎn)，設(shè)計(jì)得到可編程的人工金屬酶，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)的非生物轉(zhuǎn)化，包括對(duì)映選擇性的C-H羥基化反應(yīng)和光催化氧化-邁克爾（Michael）加成反應(yīng)。2）這項(xiàng)研究為發(fā)展修飾多種輔酶因子的人工金屬酶提供一種有前景的策略。Weijin Wang, Ryo Tachibana, Kailin Zhang, Kelvin Lau, Florence Pojer, Thomas R. Ward, Xile Hu, Artificial Metalloenzymes with Two Catalytic Cofactors for Tandem Abiotic Transformations, Angew. Chem. Int. Ed. 2025 DOI: 10.1002/anie.202422783https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.2024227837.上海有機(jī)所&東南大學(xué)Angew：構(gòu)筑FMJ拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)COF光催化制氫三維共價(jià)有機(jī)框架（3D COFs）是一類具有高度多孔性的晶態(tài)聚合物，在眾多應(yīng)用領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。但是，目前報(bào)道的3D COFs拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)局限于高對(duì)稱晶體體系，這嚴(yán)重的阻礙了這類功能材料的發(fā)展。有鑒于此，中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所趙新研究員、東南大學(xué)徐順奇研究員等通過精確設(shè)計(jì)可旋轉(zhuǎn)的單體，首次構(gòu)建四種FMJ拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的高晶化正交結(jié)構(gòu)3D COFs。1）值得注意的是，F(xiàn)MJ拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)晶胞中的方形單體呈現(xiàn)出三種不同構(gòu)象，從而形成極為復(fù)雜的三維網(wǎng)絡(luò)。此外，發(fā)現(xiàn)構(gòu)筑的一對(duì)異構(gòu)體（3DCOF-CN和3D COF-NC）通過-C=N-鍵的取向不同，能夠展現(xiàn)出完全不同的光電性能、質(zhì)子化能力和光催化活性，首次在3D COFs材料中實(shí)現(xiàn)了此類異構(gòu)結(jié)構(gòu)效應(yīng)。2）發(fā)現(xiàn)兩種異構(gòu)體的光催化HER反應(yīng)速率相差32倍，其中一種異構(gòu)體的HER反應(yīng)速率高達(dá)~31.1 mmol h-1 g-1。這項(xiàng)工作首次實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜正交3D COFs的構(gòu)建，為基于3D COF構(gòu)筑高性能光催化劑提供新思路。 Wen-Zhuang Wang, Peng-Ju Tian, Yubin Fu, Xiaolong Wan, Xiaoling Lei, Chao Jia, Chao Liu, Qiao-Yan Qi, Shun-Qi Xu, Xin Zhao, Orthorhombic Covalent Organic Frameworks with fmj Topology as Photocatalyst for Hydrogen Evolution, Angew. Chem. Int. Ed. 2025DOI: 10.1002/anie.202418086https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.2024180868.Angew：P(V)試劑的電化學(xué)極性反應(yīng)、自由基反應(yīng)Scripps研究所Phil S. Baran教授等報(bào)道了使用P(V)試劑的烯烴和羰基化合物的電化學(xué)、完全立體選擇性P(V)自由基加氫磷酸化。通過設(shè)計(jì)策略選擇電催化的陽極材料，能夠?qū)崿F(xiàn)自由基反應(yīng)或極性反應(yīng)，其中自由基反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)烯烴的氫磷酸化，極性反應(yīng)能夠發(fā)生酮的氫磷酸化。隨后，深入討論這些化學(xué)選擇轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程中的復(fù)雜機(jī)理。 1）通過選擇不同的陽極材料，設(shè)計(jì)了烯烴（Condition 1）和羰基（Condition 2）的兩種不同的氫磷酸化反應(yīng)。Condition 1反應(yīng)完全屬于自由基反應(yīng)，Condition 2反應(yīng)則依賴于極性途徑。2）與傳統(tǒng)的P（III）試劑的反應(yīng)方法相比，這項(xiàng)研究代表了從P(V)氧化態(tài)開始構(gòu)筑P-C鍵的罕見例子。由于具有高度的化學(xué)選擇性，這些轉(zhuǎn)化反應(yīng)的范圍非常廣泛。Mahdi Jafarzadeh, Molhm Nassir, Luca Gherardi, Nicholas Raheja, Yu Kawamata, Phil S. Baran, Electrifying P(V): Access to Polar and Radical Reactivity, Angew. Chem. Int. Ed. 2025DOI: 10.1002/anie.202421163https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202421163
