特刊详情 客座编辑 Rashi Nathawa Manipal University Jaipur, India Dr. Rashi Nathawat serves as an Associate Professor of Physics at Manipal University Jaipur, India, bringing more than eleven years of distinguished teaching and research experience. She obtained her Ph.D. in Physics from the University of Rajasthan, Jaipur, where her doctoral research centered on the surface functionalization…

本研究来自中国科学院深圳先进技术研究院成会明、金桓宇课题组。本文章系统总结了非铜基催化剂在电催化CO2还原为多碳产物（C2+）领域的最新研究进展。首次提出了三种创新的非铜基催化剂设计策略，包括受阻路易斯酸碱对催化剂、手性催化剂与分子催化剂。深入分析了非铜基催化剂生成多碳产物面临的关键挑战，并提出了明确的研究方向。 文章介绍 Electrocatalytic CO2 reduction to C2+ products by non-Cu-based electrocatalysts: challenges and perspectives Yuhang Ye（叶宇航）, Chaoyu Ren（任超宇）, Zichao Xi（席子超）, Qiao Chen（陈乔）, Ho Seok Park, Huanyu Jin（金桓宇） and Hui-Ming Cheng（成会明） 通讯作者： 金桓宇，中国科学院深圳先进技术研究院 成会明，中国科学院深圳先进技术研究院   研究背景： 电催化CO2还原反应（CO2RR）能够将CO2转化为高附加值化学品，是实现碳循环利用的有效途径之一。然而，该反应涉及复杂的多电子转移过程，产物分布广，如何精准调控反应路径以提高目标产物的选择性和催化效率，是当前研究的核心挑战。铜基催化剂因其独特的电子结构，是目前唯一能高效催化CO2转化为多碳产物的金属材料，但其在实际应用中仍面临稳定性不足、产物分布较宽等问题。因此，探索非铜基催化剂也成为一个重要方向，旨在拓展催化材料库并提高特定产物的选择性。   研究内容： 本综述详细分析了非铜基催化剂在电催化CO2还原反应中的研究进展，着重揭示了非铜基材料生成多碳产物的关键科学挑战与机理难题。作者指出，非铜基催化剂面临最大的挑战是如何高效地促进关键中间体的C–C偶联反应。具体而言，催化剂表面的中间体吸附行为、电荷传递过程以及局域微环境等因素都显著影响着C–C偶联效率。 图1 用于电催化CO2还原反应的非铜基催化剂设计 通过借鉴铜基催化剂的成功设计经验，作者深入探讨了局部微环境控制、电子结构调控及活性位点稳定化等策略对提高非铜基催化剂性能的潜在意义，并提出了三种创新的非铜基催化剂设计策略：受阻路易斯酸碱对催化剂（FLP）、手性催化剂以及分子催化剂。这些催化剂可以通过自身的结构特点对中间产物的吸附行为以及电子传递过程产生特殊影响，从而可以促进关键中间产物在非铜表面上进行C-C耦合反应。这些策略不仅拓展了非铜基催化剂的材料设计思路，也为突破铜基催化剂的局限提供了重要启示。 图2 电催化CO2还原生成多碳产物的催化剂类型 此外，本文还强调了在非铜基催化剂实际应用中必须解决的相关问题，对未来的研究方向如优化催化剂的电子结构、开发新的表征和计算方法深度探索反应机理等方面给出建议。 作者介绍 成会明  院士 中国科学院深圳先进技术研究院 成会明，中国科学院院士、发展中国家科学院院士、欧洲科学院外籍院士，碳材料与能源材料科学家。曾担任1项科技部基础研究计划（973）项目和2项国家纳米重大研究计划项目的首席科学家。在国内外学术会议上做特邀报告200余次，发表论文1000余篇，H因子182，被科睿唯安选为化学、材料学、环境与生态学三个领域高被引科学家。曾获国家自然科学二等奖4项（2006，2017，2020，2023）、国防科技进步二等奖、何梁何利科学与技术进步奖（2010）、美国Charles E. Pettinos奖、德国Felcht奖、美国ACS Nano讲座奖等奖励。   金桓宇  研究员 中国科学院深圳先进技术研究院…

英国物理学会（Institute of Physics，简称IOP）成立于1873年，是一个致力于提高对物理学理解和应用的知名国际性学术机构，其使命是促进物理学的发展和其在全世界的传播，致力于在全球范围内推动和传播物理学的研究和应用, 以及促进物理学教育的发展。根据专家推荐，学会每年遴选英国及国际上在物理学科学研究领域取得杰出成就和为推动物理学科学发展作出卓越贡献的科学家为其会士。 近日，我们采访了英国物理学会会士、香港大学Edmund Lam教授，让我们一起来看看他对成为会士以及领域发展的见解吧。 访谈详情 1. 成为英国物理学会会士对您来说意味着什么？ 我带领的研究团队致力于推动计算光学成像的发展。虽然我的背景主要是电气工程，但这项工作需要对光学系统中的物理原理有深入理解。被授予英国物理学会会士对我来说是一项极大的荣誉，这也是对我团队在该领域贡献的认可。   2. 您目前从事的研究工作有哪些？ 计算光学成像把光学系统看作是对物体信息的编码器，而计算算法则是对这些信息的解码器。二者结合能够带来新的成像能力。我的团队广泛研究的一个例子是数字全息术，其中全息图包含了关于波前的信息，而计算算法可以提取这些信息，从而提供三维内容。   3. 您为什么选择从事相关的领域研究？ 我开始科研生涯时，正值数码相机逐渐取代胶片相机的时期。我希望探索如何利用数字化采集以及后续处理来提升整体的成像能力。   4. 您能分享一个职业生涯中最令您自豪的项目或成就吗？ 我的团队开发了多种计算光学成像系统，并研究了它们的应用。我们目前积极推进的一个项目是构建数字全息成像系统，用于评估环境中的微塑料污染。我们的目标是开发一种便携式系统，能够穿透散射介质成像，因为大量塑料碎片沉积在水中，然后从图像中识别微塑料的种类。我们的首个版本被命名为 SPLASH（Smart Polarization and Spectroscopic Holography，智能偏振与光谱全息技术），并入选了 2023 年在迪拜举办的 “人文原型展” （Prototypes for Humanities），作为 COP28 气候峰会的一部分。   5. 您认为接下来五年该领域的研究重点将会是什么？ 人工智能的革命意味着许多成像中的计算方法现在都涉及从数据中学习。我的团队已经在这一方向探索了数年，但我相信新的、更优的算法将继续推动计算光学成像的前沿发展。   6. 您对该领域的青年科研人员有什么建议？ 保持好奇心。寻找那些让你感兴趣并能造福他人的问题。 编委介绍 Edmund Lam  教授 香港大学 Edmund Lam于斯坦福大学获得电机工程学士、硕士及博士学位。现任香港大学电机电子工程系教授兼研究生院副院长。此前，他曾担任计算机工程课程主任、系副主任（主管科研与创新），以及工程学院副院长（主管教学与学习）。在科研方面，他领导 成像系统实验室，研究范围涵盖计算光学成像主题，从算法设计到生物医学及环境应用。迄今为止，他已发表超过 200 篇期刊论文，并持有 6 项专利。他是英国物理学会（IOP）、电气电子工程师学会（IEEE）、光学学会（Optica）、国际光学工程学会（SPIE）、国际影像科学与技术学会（IS&T）以及香港工程师学会（HKIE）…

英国物理学会（IOP）及IOP出版社热烈祝贺英国物理学会会士、英国皇家学会会士John Clarke教授与其同事Michel Devoret和John Martinis荣获2025年诺贝尔物理学奖，以表彰他们在量子科学发展中的杰出贡献。这一奖项的颁发恰逢联合国教科文组织“国际量子年”，意义非凡。   三位科学家主要在上世纪80年代于美国开展合作研究，他们揭示了量子粒子如何能够穿透物质——这一量子隧穿过程为超导量子技术的发展奠定了基础，也成为当今量子计算机等前沿应用的重要支撑。   John Clarke教授在获奖后表示：“这真是我一生中最大的惊喜。我从未想过这项工作会获得诺贝尔奖。”他回顾了研究成果如何推动了包括手机在内的技术进步，并向早期量子科学研究的先驱者致敬。   英国物理学会首席执行官Tom Grinyer表示：“很高兴在国际量子年看到这一物理学领域获得认可。我们为英国物理学会会士获得诺贝尔奖倍感自豪，也向Michel Devoret和John Martinis致以诚挚祝贺，感谢他们做出的重要而卓越的工作！”   英国物理学会前主席、英国皇家学会会士Peter Knight爵士评价道：“我们向John Clarke、Michel Devoret和John Martinis致以最热烈的祝贺。他们在揭示宏观量子隧穿与电路能量量子化方面的实验成果，极大地拓展了量子科学的边界。在国际量子年获得这一认可尤为及时，他们的研究不仅加深了我们对量子世界的理解，也为未来量子技术——包括计算、传感与安全通信——奠定了关键基础。”   IOP出版社首席执行官Antonia Seymour表示：“诺贝尔物理学奖与化学奖总是科学界值得庆祝的时刻。我们赞扬获奖者在科学领域的卓越贡献，并自豪地出版了部分获奖者的重要研究成果，这些工作展现了他们研究的深度与影响力。”   IOP 出版社出版了今年诺贝尔物理学奖得主的多篇论文，包括： Effect of Dissipation on Macroscopic Quantum Tunneling Effect of an Adjustable Admittance on the Macroscopic Energy Levels of a Current Biased Josephson Junction Observation of the a.c. Josephson Effect…