大連化物所再發Nature！上海大學Nature！

導讀

4月15日，中國科學院大連化物所張濤院士、黃延強研究員團隊，聯合劉偉研究員及南方科技大學王陽剛副教授等在Nature上發表多相催化的溢流效應研究重要進展。此前，4月1日，大連化物所孫劍研究員和葛慶杰研究員團隊在Nature上發表合成氣制低碳烯烴研究進展（）。

4月15日，上海大學機電工程與自動化學院新型顯示技術及應用集成教育部重點實驗室楊緒勇教授團隊聯合吉林大學吳雨辰教授團隊與韓國首爾大學Tae-Woo Lee教授團隊在Nature上發表了關于量子點超晶格及其顯示應用方面取得的突破性研究進展。

1、大連化物所首次觀測到金屬/載體界面的體相氧溢流

溢流效應是多相催化反應的重要動態特征之一，通俗來說，就是催化劑中負載金屬與載體之間會發生活性物質的擴散與遷移，這一過程直接影響催化反應的效率與結果。近日，中國科學院大連化學物理研究所張濤院士、黃延強研究員團隊，聯合劉偉研究員及南方科技大學王陽剛副教授等在多相催化的溢流效應認識上取得了重要進展。他們首次在原子尺度上觀察并證實了金屬/載體界面控制的體相氧溢流現象，明確了該現象在多相催化反應中的重要作用，并據此提出了金屬-載體的“表面-界面-體相”協同催化的新機制。相關成果于北京時間4月15日發表在《自然》（Nature）。

截至目前，科學家對催化劑表面的溢流行為已有深入認識，但關于負載型金屬催化劑的體相，特別是金屬/載體界面是否存在類似的溢流過程，以及其如何影響催化反應仍是未解之謎。

本工作中，研究團隊聚焦于高性能負載型Ru（釕）基催化劑的研發，利用原子分辨環境透射電鏡，從原子尺度原位解析了Ru/rutile-TiO2（金紅石型二氧化鈦）中Ru單顆粒的氧化機制，并首次在該過程中觀測到體相氧溢流，證實了載體中的晶格氧以空位介導的方式通過界面輸運至金屬顆粒。

與此同時，團隊還建立了皮米精度原子應變矢量分析方法，高分辨定量解析了氧溢流的行為，并追蹤到界面持續氧輸運所引發的載體局域晶格動態應變，進而揭示了金屬/載體界面對體相氧溢流的調控作用，闡明了界面結構適配是體相氧溢流通道暢通的保障。這種機制被證實廣泛存在于氧化物相低晶格失配度的金屬/載體界面催化劑體系，并在催化反應中發揮關鍵作用。

該研究基于顯微可視化證據，發現了金屬-載體三維體相參與催化過程的新機制，并揭示了界面結構對反應活性物質遷移的關鍵影響，為多相催化界面結構設計及動態反應特征提供了新的理論認識。

文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-026-10324-x

DICP科普一下

環境透射電子顯微鏡

普通透射電子顯微鏡像一位“真空攝影師”，它能把材料的原子結構拍得一清二楚，但前提是樣品必須在高度真空的環境下“靜止不動”。然而現實中的很多化學反應，比如汽車尾氣凈化、一氧化碳和二氧化碳轉化等，往往需要在氣體環境中、在高溫條件下進行。這就好比讓一位攝影師在海底拍火山噴發——既要看清水下的每一個氣泡，又要忍受高溫高壓的環境。

具備原子分辨的環境透射電子顯微鏡正是為此而生的“特種攝影機”。它的核心本領是：在樣品周圍通入特定氣體（如氫氣、氧氣），創造真實的化學反應環境，同時保持原子級的分辨率（約0.1納米，相當于頭發絲直徑的百萬分之一）。為了不讓氣體“跑”到真空柱里破壞成像，科學家在顯微鏡內設置了多道帶小孔的隔板，每道隔板都配有獨立真空泵。氣體想從小孔“溜”出去時，每經過一道“門”就被吸走大部分，層層攔截后，幾乎不再有氣體殘留，從而保證氣體只分布在樣品周圍，而高真空區域的電子源不受干擾。

有了這臺“攝像機”，科學家終于能“現場直播”催化劑在真實工作狀態下的原子級演化過程。這些動態信息，是傳統“靜態照片”永遠無法提供的。正因如此，原子分辨環境透射電子顯微鏡被譽為催化科學從“經驗試錯”走向“原子級精準設計”的關鍵工具之一。它讓科學家不僅看到了催化劑“長什么樣”，更看到了它 “怎么活動”。（文/王瑋玨 圖/陳思）

2、上海大學楊緒勇團隊在Nature上發表突破性研究成果

4月15日，上海大學機電工程與自動化學院新型顯示技術及應用集成教育部重點實驗室楊緒勇教授團隊聯合吉林大學吳雨辰教授團隊與韓國首爾大學Tae-Woo Lee教授團隊以“Pixelated quantum-dot superlattice LEDs（像素化量子點超晶格發光二極管）”為題，在《自然》(Nature)國際頂級期刊上發表了關于量子點超晶格及其顯示應用方面取得的突破性研究進展。

楊緒勇教授團隊與合作者創新性地提出了“超晶格大面積組裝-量子點器件像素化-顯示系統集成”全鏈條解決策略，實現了像素化的超晶格量子點高分辨顯示。通過開發有機配體-氟表面重構技術，制備出高效發光且形貌規整的菱形十二面體量子點；并利用液橋限域組裝方法實現了面內長程有序、空間圖案精確的量子點超晶格薄膜陣列。

該超晶格薄膜展現出了更低的能量無序度、更強的電子耦合能力以及超熒光等特性，實現了從無序跳躍輸運向帶狀輸運的轉變，從而顯著提升載流子注入與輻射復合效率，并有效抑制了高電流密度下的非輻射損耗與局部電荷積累，使器件在高亮度工作條件下仍能保持高效率與穩定性，突破了傳統QLED中“亮度、效率與分辨率難以兼顧”的難題。基于該像素化超晶格構筑的QLED器件兼具高的發光效率(外量子效率>30%)、亮度(>10萬cd m-2)與像素密度(>5000 PPI)。進一步，通過與薄膜晶體管(TFT)背板的一體化集成，成功制作出了高灰階有源矩陣動態顯示器。該研究實現了像素化量子點超晶格的精準自組裝及可控的光電性質，為構建高性能、高分辨的全彩顯示器提供了新材料體系與創新技術路徑，展現出量子點超晶格在光電器件中應用的巨大潛力。

此次研究成果是由上海大學、吉林大學和首爾大學等單位聯合攻關、合作完成。其中，上海大學為第一完成單位，上海大學楊緒勇教授、吉林大學吳雨辰教授與首爾大學Tae-Woo Lee教授為論文通訊作者；上海大學張成喜博士后（現為江蘇科技大學副教授）、首爾大學曾慶森研究教授、中科大蘇州高等研究院李輝博士后為論文的共同第一作者。研究成果得到了國家自然基金委青年科學基金A類項目、國家重點研究計劃、上海市科委等資助。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-026-10392-z

來源：中國科學院大連化物所、上海大學