“纳米化学之父” 80 岁生日快乐!

为庆祝“纳米化学之父” Geoffrey Ozin 教授 80 岁生日而组稿的专题合辑「Celebrating Professor Geoffrey Ozin's 80th Birthday」近日已上线。

本专辑涉及 Energy Environ. Sci.、Mater. Horiz.、Nanoscale Horiz.、Nanoscale、J. Mater. Chem. A、EES. Catal. 等多本期刊，由曾在 Geoffrey Ozin 教授课题组学习／工作过的

• 孙威博士 （浙江大学材料科学与工程学院及硅材料国家重点实验室百人计划研究员）、

• 何乐博士（苏州大学功能纳米与软物质研究院教授）、

• 王文冬博士（上海交通大学密西根学院长聘教轨副教授）、

• 王璐博士（香港中文大学【深圳】理工学院助理教授、校长青年学者）、

• Georg von Freymann 博士（德国凯泽斯劳滕工业大学教授）、

• Bettina Lotsch 博士（德国马克斯普朗克固体化学物理学研究所研究员、现任所长）

担任客座编辑。

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Ozin 教授 1943 年生于英国伦敦，获牛津大学奥里尔学院博士学位。在南安普顿大学作为 ICI 研究员进行博士后研究，之后任教于多伦多大学，现为加拿大政府材料化学及纳米化学领域首席科学家，多伦多大学杰出教授，加拿大皇家学院院士，英国皇家化学会会士。他也是英国皇家研究院和伦敦大学学院的荣誉教授，伦敦纳米技术中心顾问，亚历山大·冯·洪堡高级科学家（德国马普所胶体与界面所），卡尔斯鲁厄理工学院功能纳米结构中心和纳米技术研究中心客座教授。

Ozin 教授在 1992 年与哈佛大学 George Whitesides 教授一起提出了“Nanochemistry (纳米化学)”的概念。他的著作 Nanochemistry: chemical approach to nanomaterials (《纳米化学：纳米材料的化学途径》) 是纳米化学领域的首部教科书，还被翻译成中文在中国推广。

Ozin 教授的学术贡献包括在新型纳米材料、介孔材料、光子晶体和纳米机器等领域的许多开创性工作。近年来他荣获的奖项荣誉包括：

• 2011 年度阿尔伯特·爱因斯坦世界科学奖 （继 J. Fraser Stoddart、Michael Grätzel、Omar M. Yaghi 之后）；

• 2015 年度英国皇家化学会百年大奖 RSC Centenary Prize（英国皇家化学会每年在全球仅授予 3 名杰出化学家的奖项；同年获奖的是美国四院院士、世界生物纳米领域第一人 Chad Mirkin 教授以及聚合物锂离子电池鼻祖、法国电化学权威 Jean-Marie Tarascon 院士)；
  

• 2016 年度世界能源技术奖 World Technology Award in Energy

部分华人／中国作者论文

位于纳米级氧化铟氢氧化物表面的 InOH⋯In 位点是一种表面受阻路易斯对 (SFLP)，能促进 CO₂ 光催化加氢为甲醇和一氧化碳的。迄今为止，使用更强的路易斯碱胺 InNH₂ 取代路易斯碱氢氧化物 InOH 的工作仍未被探索过。

本文作者们合成得到了 In₂O₃−x(EDA)y 这一新材料，其中含有 InNH₂⋯In 表面受阻路易斯对，其 CO₂ 光催化性能优于 In₂O₃−x(OH)y 前体。对表面上的路易斯酸碱度进行精准调控的能力让使用太阳能进行产业化 CO₂ 精炼的愿景更为接近实现。

Amine functionalized surface frustrated Lewis pairs boost CO₂ photocatalysis

Qinhui Guan, Chengzhe Ni, Tingjiang Yan* (颜廷江, 曲阜师范大学化学与化工学院), Na Li* (李娜, 曲阜师范大学化学与化工学院), Lu Wang, Zhe Lu, Weiguang Ran, Yipin Zhang, Wenjuan Li, Lulu Zhang, Dapeng Zhang, Baibiao Huang and Geoffrey A. Ozin* ( 多伦多大学)

EES. Catal., 2024, 2, 573-584
https://doi.org/10.1039/D3EY00261F

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硅纳米晶体 (SiNC) 天然具有丰度高、毒性低、光学性能优异等特点，因而在许多先进应用中获得了广泛关注。然而，基于亲脂性硅纳米晶体的荧光防伪应用却很少受到关注。此外，基于硅纳米晶体制备耐老化防伪涂层的做工也具有挑战性。

该文的作者们将亲油性硅纳米晶体 De-SiNCs 分散至 PDMS 基质中，从而开发出一种耐荧光老化的 SiNCs/PDMS 防伪涂层。特别地，研究发现 De-SiNCs 的封装有利于提高 SiNCs/PDMS 涂层的机械性能和热稳定性。

Flexible transparent and hydrophobic SiNCs/PDMS coatings for anti-counterfeiting applications

Jinfeng Zhang, Yuanfen Huang, Xiaoyuan Zhang, Xin Guo, Kailong Chen, Xiang Feng, Jiajia Kong, Yanqing Liu, Bin Shang, Weilin Xu and Dongzhi Chen* (陈东志, 武汉纺织大学纺织新材料及先进加工技术省部共建国家重点实验室)

Mater. Horiz., 2024
https://doi.org/10.1039/D4MH00211C

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光热催化利用光作为能源，已成为推动化学反应的突破性方法。该方法独特地结合了太阳能中的光子和声子元素，在温和条件下提升了反应速率并改变了选择性。

该篇综述深入论述了光热催化的核心机制，重点研究了光子和声子的转化过程和协同效应，包括在催化 CO₂ 和 CH₄ 转化、NH₃ 合成和塑料升级再造等应用方面的关键进展。

Photon and phonon powered photothermal catalysis

Chang Xu, Qijun Tang, Wenguang Tu* (涂文广, 香港中文大学【深圳】理工学院) and Lu Wang* (王璐, 香港中文大学【深圳】理工学院)

Energy Environ. Sci., 2024
https://doi.org/10.1039/D4EE00783B

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金属 Pd 与 Cu 的联用对乙炔半氢化这一工业应用非常重要，被证明具有极好的前景。

本文的作者们证明了高表面积的硅氧烷可以通过 Si–H 键的室温还原实现 Pd 和 Cu 之间的合金化。他们将前所未有的小尺寸 Cu 纳米颗粒与孤立的 Pd 原位负载在硅氧烷上，解决了 Pd 选择性低和 Cu 活性低的核心问题。这种催化剂结构在工业条件下乙的炔半氢化中具有的催化性能在各个方面都优于传统浸渍法制备的 SiO₂。

Cu–Pd bimetal-decorated siloxene nanosheets for semi-hydrogenation of acetylene

Xinyi Pei‡, Dake Zhang‡, Rui Tang, Shenghua Wang, Chengcheng Zhang, Wentao Yuan and Wei Sun* (孙威, 浙江大学材料科学与工程学院及硅材料国家重点实验室)

Nanoscale., 2024
https://doi.org/10.1039/D4NR01911C

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表现出动态可调手性响应的等离子体纳米结构在传感、催化和对映体选择性分析等广泛应用领域具有巨大潜力。尽管通过各种模板成功制造了手性结构，但对外部刺激具有快速和可逆响应的动态手性材料在合成上仍然具有挑战性。

在这篇工作中，研究人员们通过引入来自立方体永磁体的手性磁场实现了可逆磁性组装和等离子体手性超结构的主动调谐。操纵磁场的强度和方向可控制纳米颗粒组装的手性排列和等离子体耦合，不仅可以快速且可逆地调节超结构的手性，还可以调节其手性性质的光谱特性。这种动态可调性的实现使得基于旋光色散效应的变色光学装置离成为现实又更进了一步，在防伪和应力传感器中具有应用潜力。

Magnetic assembly of plasmonic chiral superstructures with dynamic chiroptical responses

Chaolumen Wu, Qingsong Fan, Zhiwei Li, Zuyang Ye and Yadong Yin* (殷亚东, 加州大学河滨分校)

Mater. Horiz., 2024, 11, 680-687
https://doi.org/10.1039/D3MH01597A

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增材制造被认为是提高有机太阳能电池能量转换效率的有效方法。然而，能够提升有机太阳能电池能量转换效率的有效固体添加剂分子——尤其是电子缺乏型结构单元——仍然有限。

该篇工作采用两种氰基官能化的高度缺电子型结构单元 CNPz 和 DCNPz；它们具有结构简单、易于合成的优点，被用作固体添加剂来优化有机太阳能电池的性能。研究发现，CNPz 可以调节分子间相互作用并改善分子堆积，这有利于电荷的产生、传输和捕集。结果是，在 PTQ10/m-BTP-PhC6 二元器件中实现了 19.67% 的功率转换效率，在有机太阳能电池中位居最高值之列。

Cyano-functionalized pyrazine: an electron-deficient unit as a solid additive enables binary organic solar cells with 19.67% efficiency

Lijun Tu, Hao Wang, Weixu Duan, Ruijie Ma* (马睿杰, 香港理工大学), Tao Jia, Top Archie Dela Peña, Yongmin Luo, Jiaying Wu, Mingjie Li, Xiaomin Xia, Siqi Wu, Kai Chen* (陈凯, 广西大学资源环境与材料学院), Yue Wu, Yulin Huang, Kun Yang, Gang Li* (李刚, 香港理工大学) and Yongqiang Shi* (史永强, 安徽师范大学化学与材料科学学院)

Energy Environ. Sci., 2024,17, 3365-3374
https://doi.org/10.1039/D3MH00966A

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得益于较低的工作温度和抗焦性的特点，丙烷氧化脱氢 (ODHP) 是一种很有潜力的丙烯生产技术。近年来，硼基催化剂由于其出色的性能而被广泛研究了在 ODHP 中的应用。

该文的作者们利用盐酸剥离出层状的 MgB₂，从而制备得到了一种新型的二维材料——硼纳米片，发现其可高效且稳定地催化 ODHP，性能优于商品化的 h-BN 和其它报道的硼基催化剂。

Chemically exfoliated boron nanosheets for efficient oxidative dehydrogenation of propane

Dake Zhang‡, Shenghua Wang‡, Chengcheng Zhang, Le He and Wei Sun* (孙威, 浙江大学材料科学与工程学院及硅材料国家重点实验室)

Nanoscale, 2024, 16, 1312-1319
https://doi.org/10.1039/D3NR05212E

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过渡金属碳化物（例如碳化钼）有希望成为贵金属的替代品，以被用作低成本且耐用的电催化剂。然而，在环境条件下，这些碳化物由于其亲氧性质而容易被氧化。然而，表面氧化对析氢反应 (HER) 等电化学过程的影响却很少被研究。

该文作者们合成了 β-Mo₂C 催化剂并对其表面进行了不同程度的电化学氧化，从而得以研究表面氧化对 HER 活性的影响。

Implication of surface oxidation of nanoscale molybdenum carbide on electrocatalytic activity

Siying Yu, Ankit Kumar Gautam, Di Gao, Andrew N. Kuhn, Haozhen He, Alexander V. Mironenko* ( 伊利诺伊大学香槟分校) and Hong Yang* (杨宏, 伊利诺伊大学香槟分校)

J. Mater. Chem. A, 2024, 12, 4183-4191
https://doi.org/10.1039/D4TA01746C

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