Spatial charge separation achieved on the anisotropic facets of high symmetry SrTiO₃nanocrystals for highly efficient photocatalytic overall water splitting.

Plasmonic photocatalysis, stemming from the effective light absorbance and confinement of surface plasmons, provides a pathway to enhance solar energy conversion. Although the plasmonic hot electrons in water reduction have been extensively studied, exactly how the plasmonic hot holes participate in the water splitting reaction has not yet been well understood. In particular, where the plasmonic hot holes participate in water oxidation is still illusive. Herein, taking Au/TiO2 as a plasmonic photocatalyst prototype, we investigated the plasmonic hot holes involved in water oxidation. The reaction sites are positioned by photodeposition together with element mapping by electron microscopy, while the distribution of holes is probed by surface photovoltage imaging with Kelvin probe force microscopy. We demonstrated that the plasmonic holes are mainly concentrated near the gold–semiconductor interface, which is further identified as the reaction site for plasmonic water oxidation. Density functional theory also corroborates these findings by revealing the promotion role of interfacial structure (Ti–O–Au) for oxygen evolution. Furthermore, the interfacial effect on plasmonic water oxidation is validated by other Au–semiconductor photocatalytic systems (Au/SrTiO3, Au/BaTiO3, etc.).

ABSTRACT Influenza A viruses in swine have considerable genetic diversity and continue to pose a pandemic threat to humans. They were the source of the most recent influenza pandemic, and since 2010, novel swine viruses have spilled over into humans more than 400 times in the United States. Although these zoonotic infections generally result in mild illness with limited onward human transmission, the potential for sustained transmission of an emerging influenza virus between individuals due to lack of population level immunity is of great concern. Compiling the literature on pandemic threat assessment, we established a pipeline to characterize and triage influenza viruses for their pandemic risk and examined the pandemic potential of two widespread swine origin viruses. Our analysis revealed that a panel of human sera collected from healthy adults in 2020 has no cross-reactive neutralizing antibodies against an α-H1 clade strain but do against a γ-H1 clade strain. Swine H1N2 virus from the α-H1 clade (α-swH1N2) replicated efficiently in human airway cultures and exhibited phenotypic signatures similar to the human H1N1 pandemic strain from 2009 (H1N1pdm09). Furthermore, α-swH1N2 was capable of efficient airborne transmission to both naïve ferrets and ferrets with prior seasonal influenza immunity. Ferrets with H1N1pdm09 pre-existing immunity had reduced α-swH1N2 viral shedding from the upper respiratory tract and cleared the infection faster. Despite this, H1N1pdm09-immune ferrets that became infected via the air could still onward transmit α-swH1N2 with an efficiency of 50%. Taken together, these results indicate that this α-swH1N2 strain has a higher pandemic potential, but a moderate level of impact since there is reduced replication fitness in animals with prior immunity.