证明制备图灵纳米结构催化剂方法的广义性
吕坚是法国国家技术科学院院士，中国香港工程科学院院士，香港城市大学机械工程学讲座教授。该课题组的研究方向包括纳米材料与先进材料的制备、力学性能、实验力学、材料表面工程等。
他表示：“我们是催化领域的新兵，因此看问题的角度和传统催化领域不太一样。”正因为这样，审稿人也对该研究的创新性高度认可。
谈及瞄准制氢领域的原因，吕坚表示，一方面，制氢对小型实验室来说相对简单；另一方面，绿氢是能源领域中发展最快的细分方向之一。因此以制氢为首个目标，后续再慢慢探索和发展其他领域的应用。
下一步，该团队计划进行一系列研究，重点在以下三方面继续探索：
第一，制备类似于图灵结构的新型结构，以探索它们在催化领域以外的力学、磁性和催化等其他方面的特殊性能。
第二，在催化领域继续寻找其他的化学成分组合，以确认是否能够以同样的原理进行拓展。也就是说，探索该研究所用之外的其他金属合金制备图灵催化剂或三维多缺陷催化剂的可能性。
第三，从产业化的角度继续推进。目前，图灵催化剂在实验室阶段取得了不错的进展，但未来发展技术产业化将涉及材料的寿命问题、工业制造问题、大规模制造问题等。
图丨全新网状图灵催化剂效果图（来源：该团队）
近期，在上述研究的基础上，该团队在 Journal of the American Chemical Society 报道了一种基于铂、铱的图灵纳米催化剂[2]。他们演示了双功能纳米催化剂的设计原理，具有增强的高质量活性的析氢反应和析氧反应。
图灵结构化的过程分别使铂、铱纳米网中的纳米孪晶密度增加了 14.3 倍和 18.9 倍，孪晶密度与具有高孪晶密度的银纳米催化剂相当。而基于图灵铱合金纳米催化剂所组装的电解水槽，质量活性是商业铱催化剂的 23 倍。
该研究证明了人工制备图灵纳米结构催化剂方法的广义性，也为所有金属合金制备催化活性超高的图灵结构催化剂奠定了基础。
图丨相关论文（来源：Journal of the American Chemical Society ）
吕坚表示：“ 我们计划把图灵催化剂用在实体的氢工程中，也希望与全球范围内研究金属材料缺陷、催化剂和纳米晶非晶体材料领域的科学家们，共同推进图灵催化剂的发展。”
参考资料：
1.Gu, J., Li, L. et al. Turing structuring with multiple nanotwins to engineer efficient and stable catalysts for hydrogen evolution reaction. Nature Communications 14, 5389 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-40972-w
2.Gu, J., Li, L. et al. Twinning engineering of platinum/iridium nanonets as Turing-type catalysts for efficient water splitting. The Journal of the American Chemical Society (2024). https://doi.org/10.1021/jacs.3c12419
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