范红金课题组系列工作：双轴应力催化（biaxial strain catalysis）

主要观点总结

该文章介绍了利用双轴应力激活过渡金属及硫族化合物惰性基面的研究工作。内容分为四个部分：工作一、二、三和四。工作一主要研究了双轴应力对MoS2的影响；工作二探讨了空心MoSe2纳米球的双轴应力调控碱性水吸附与解离机制；工作三则研究了双轴应力激活亚层金属原子以促进锂硫转化；工作四则介绍了双轴应力与金属原子阵列的结合在制氢催化剂中的应用。总结与展望部分阐述了这一系列工作的意义以及可能的未来研究方向。主要作者介绍包括张涛、刘一蒲、杨金霖等。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

过渡金属及硫族化合物具有优势，但基面原子惰性导致无法满足应用需求。增加活性位点策略有限，难以全面动员基面原子。课题组致力于通过应力工程改变纳米催化剂的晶格常数，优化反应路径，实现催化活性、选择性与稳定性的提升。

关键观点2: 主要工作一：双轴应力激活MoS2惰性基面

课题组通过合成二维材料的空心纳米球实现双轴应力，设计了具有双轴应力的MoS2壳层，精确控制其层数。实验表明，具有双层结构的MoS2在碱性制氢性能上表现出显著提升。

关键观点3: 主要工作二：空心MoSe2纳米球的双轴应力调控碱性水吸附与解离

基于金属纳米球模板法，开发了一种双轴应变MoSe2电极材料。双轴弯曲应力优化了惰性基面微环境和近表面水的氢键网络结构，从而提高了制氢活性。

关键观点4: 主要工作三：双轴应力激活亚层金属原子促进锂硫转化

双轴应力改变了多硫化物和催化剂的轨道杂化机制，促进了锂硫转化。通过释放内层金属原子提升其d带中心，使中间产物与催化剂之间的相互作用从弱的s–p杂化转变为强的d–p杂化。

关键观点5: 主要工作四：双轴应力与金属原子阵列结合在制氢催化剂中的应用

在曲面表面负载金属单原子阵列，通过数据驱动加机器学习筛选设计，获得了Au原子阵列。阵列结构具有确定的、统一的配位环境，获得更精准的构效关系和活性描述符。该催化剂实现了强酸性环境和大电流密度下的稳定制氢反应。

关键观点6: 总结与展望

这一系列工作为实现双轴应力的方法提供了良好的材料与理论基础，为研究各种催化新机制提供了完美样品。此外，双轴应力催化的材料体系可以进一步拓展，如结合高通量计算和机器学习加速纳米催化剂的研发进程。