1.崔义Nature Commun：调节Mo2C的端基酸性增强碱性HER半个多世纪以来，过渡金属碳化物一直被认为有望替代贵金属铂基催化剂用于电催化析氢反应的材料。但是，由于质子活性降低以及过渡金属中心的碱性溶解问题，过渡金属碳化物在高pH值电解液的催化HER反应性能受到严重阻碍。有鉴于此，中科院苏州纳米所崔义教授等利用表面研究技术对Mo2C模型催化剂体系进行验证，发现Al3+掺杂的MoO2层作为表面的Mo2C微球催化剂在碱性HER电催化反应中表现优异性能。1）起始电位近乎为零，在10 mA/cm2电流密度的过电位仅为40 mV，Tafel斜率仅为45 mV/dec，而且在连续200 h的HER电催化反应过程中表现了长期稳定性。通过先进的形貌表征和光谱表征，表明Al-MoO2终止层的局部-Al-OH-Mo-结构作为强Brønsted酸位点，加快碱性HER反应的脱质子化反应动力学。2）这项工作为探索电解水及其他领域的高性价比催化剂，提供了一种通过调整终端层的酸性进行设计催化剂的策略。 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.河北大学&华南师范Nature Commun：人工神经网络原位训练特点光传感器传感器内计算已经成为下一代机器视觉的一种超快、低功耗技术。但是，由于对高性能设备和高效编程方案的需求，传感器内计算系统的原位训练仍然具有挑战性。 有鉴于此，河北大学闫小兵教授、华南师范大学樊贞教授等通过实验验证铁电光传感器（FE-PS）的传感器内人工神经网络（ANN, artificial neural network）的原位训练。1）通过训练得到的FE-PS器件具有自供电、快速（<30μs）和多电平（>4bits）光响应、长保留时间（50天）、高续航（109）、高写入速度（100ns）、小周期和器件间变化（分别为~0.66%和~2.72%）等优势，这些都是原位训练所需要的。此外，还提出了一种双向闭环规划方案，实现了FE-PS精确、高效的权值更新。2）利用该编程方案，对基于FE-PS的传感器内神经网络进行原位训练，用于自动驾驶原型车的交通标志识别。此外，这种传感器内人工神经网络的运行速度比冯·诺伊曼机器视觉系统快50倍。这项研究为具有原位训练能力的传感器内计算系统的发展铺平了道路，这可能会在新的数据流机器视觉任务中找到应用。 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.上海有机所Nature Commun：BrCF2CN光催化氰基二氟甲基化考虑到CF2和CN基团独特的电子性质，CF2CN基团在药物和农化开发以及材料科学方面具有巨大的潜力。但是，将CF2和CN合并构筑CF2CN基团仍是一个相当大的挑战。在这项工作中，有鉴于此，中国科学院上海有机化学研究所肖吉昌研究员、林锦鸿副研究员等报道使用溴代氟乙腈（BrCF2CN），实现了烯烃、炔烃的光催化二氟甲基化。1）这是一种成本效益高并且容易获得的反应试剂，作为光催化条件下烷基烯烃、芳烯烃、炔和（杂）芳烃的氰二氟甲基化的自由基来源。该反应具有极其广泛的反应物兼容，对广泛的官能团具有耐受性。2）值得注意的是，炔烃的氰基二氟甲基化反应生成位阻烯烃，这在反应热力学上不利于发生，但是（杂）芳烃的C-H键直接能够发生氰基二氟甲基化，无需进行预先的官能化。 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纳米粒子表面活性剂的自发催化反应纳米材料的性能在很大程度上取决于界面微环境，其中表面活性剂作为吸附剂起着至关重要的作用，但其在界面反应中的作用往往被忽视。有鉴于此，厦门大学田中群院士、刘国坤教授、河南师范大学张霞光博士、电子科技大学杨娜副教授、军事医学科学院谢剑炜研究员等报道发现，胶体金纳米粒子（Au NPs）的两种主要表面活性剂，柠檬酸盐和抗坏血酸可以在环境条件下与痕量含氮的物种通过自发的催化反应生成肟，随后肟分解为CN-或含有-CN基团的化合物。1）这种催化反应在反应物（包括各种碳质和氮源）和金属催化剂（Au、Ag、Fe、Cu、Ni、Pt、Pd NPs）中普遍存在。此外，去除该反应后，在无外加电位的环境条件下，通过表面增强拉曼光谱观察到不同吸附构型的CO。2）这项研究强调了表面活性剂在界面微环境中的不可忽视的重要性，而且为界面化学反应的基本理解提供重要的见解。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.苏州大学Angew：Nb掺杂vdW层状IrO2改善酸性OEROER反应具有缓慢的4e-转移过程，因此需要具有催化活性优异的催化剂提高OER反应的动力学。范德华层状氧化物是催化剂设计的理想材料，但是在酸性条件下实现稳定的OER仍是较大的障碍。掺杂是同时提高活性和稳定性的关键途径。但是，在范德华层状氧化物中掺杂仍然具有非常大的挑战，这是因为很容易导致晶格畸变甚至晶体结构受损。有鉴于此，苏州大学邵琪副研究员、路建美教授、李有勇教授等通过碱辅助热处理法（alkali-assisted thermal method）成功的将耐酸环境的Nb掺杂到范德华层状共边的1T晶相氧化铱（1T-IrO2），提高OER催化活性和稳定性。1）铌掺杂量为5 %的1T-IrO2（Nb0.05Ir0.95O2）在0.5 M H2SO4中仅需191 mV的过电位就能达到10 mA cm-2的电流密度，比1T-IrO2低56 mV。当应用于质子交换膜水电解槽时，Nb0.05Ir0.95O2在1.7 V的电压下可实现1.2 A cm-2的电流密度，而且稳定工作时间长达50天。 2）DFT理论计算表明，掺杂Nb导致反应的决速步骤从1T-IrO2的OOH去质子化过程转变为Nb0.05Ir0.95O2的O-OH偶联反应。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.胡喜乐Angew：构筑含两个催化辅酶的人工金属酶实现串联催化人工金属酶（ArMs）能够将非生物辅因子整合到天然蛋白质支架中，从而实现非天然的催化活性。然而，以往的人工金属酶主要依赖单一辅因子系统，这使其仅限于一种催化功能。有鉴于此，洛桑联邦理工学院胡喜乐教授、巴塞尔大学Thomas R. Ward教授等提出一种基于生物素-链霉亲和素技术构建嵌入两种催化辅酶的人工金属酶的方法。1）通过将多种催化辅酶修饰到链霉亲和素的四个结合位点，设计得到可编程的人工金属酶，实现了连续的非生物转化，包括对映选择性的C-H羟基化反应和光催化氧化-迈克尔（Michael）加成反应。2）这项研究为发展修饰多种辅酶因子的人工金属酶提供一种有前景的策略。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.上海有机所&东南大学Angew：构筑FMJ拓扑结构COF光催化制氢三维共价有机框架（3D COFs）是一类具有高度多孔性的晶态聚合物，在众多应用领域展现出巨大潜力。但是，目前报道的3D COFs拓扑结构局限于高对称晶体体系，这严重的阻碍了这类功能材料的发展。有鉴于此，中国科学院上海有机化学研究所赵新研究员、东南大学徐顺奇研究员等通过精确设计可旋转的单体，首次构建四种FMJ拓扑结构的高晶化正交结构3D COFs。1）值得注意的是，FMJ拓扑网络晶胞中的方形单体呈现出三种不同构象，从而形成极为复杂的三维网络。此外，发现构筑的一对异构体（3DCOF-CN和3D COF-NC）通过-C=N-键的取向不同，能够展现出完全不同的光电性能、质子化能力和光催化活性，首次在3D COFs材料中实现了此类异构结构效应。2）发现两种异构体的光催化HER反应速率相差32倍，其中一种异构体的HER反应速率高达~31.1 mmol h-1 g-1。这项工作首次实现了复杂正交3D COFs的构建，为基于3D COF构筑高性能光催化剂提供新思路。 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)试剂的电化学极性反应、自由基反应Scripps研究所Phil S. Baran教授等报道了使用P(V)试剂的烯烃和羰基化合物的电化学、完全立体选择性P(V)自由基加氢磷酸化。通过设计策略选择电催化的阳极材料，能够实现自由基反应或极性反应，其中自由基反应可实现烯烃的氢磷酸化，极性反应能够发生酮的氢磷酸化。随后，深入讨论这些化学选择转化反应过程中的复杂机理。 1）通过选择不同的阳极材料，设计了烯烃（Condition 1）和羰基（Condition 2）的两种不同的氢磷酸化反应。Condition 1反应完全属于自由基反应，Condition 2反应则依赖于极性途径。2）与传统的P（III）试剂的反应方法相比，这项研究代表了从P(V)氧化态开始构筑P-C键的罕见例子。由于具有高度的化学选择性，这些转化反应的范围非常广泛。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
