Colloidal semiconductor–metal nanoheterostructures that combine the light-harvesting ability of semiconductor nanocrystals with the catalytic activity of small metal nanoparticles show promising applications for photocatalysis, including light-driven H2 production. The exciton in the semiconductor domain can be quenched by electron-, hole-, and energy transfer to the metal particle, and the competition between these processes determines the photocatalytic efficiency of these materials. Using ultrafast transient absorption spectroscopy, we show that, in CdS–Pt heterostructures consisting of a CdS nanorod with a Pt nanoparticle at one end, the excitons in the CdS domain dissociate by ultrafast electron transfer (with a half-life of ∼3.4 ps) to the Pt. The charge separated state is surprisingly long-lived (with a half-life of ∼1.2 ± 0.6 μs) due to the trapping of holes in CdS. The asymmetry in the charge separation and recombination times is believed to be the key feature that enables the accumulation of the transferred electrons in the Pt tip and photocatalysis in the presence of sacrificial hole acceptors.

Significance T cells protect the body against pathogens and cancer by recognizing specific foreign peptides on the cell surface. Because antigen recognition occurs at the junction between a migrating T cell and an antigen-presenting cell (APC), it is likely that cellular forces are generated and transmitted through T-cell receptor (TCR)-ligand bonds. Here we develop a DNA-based nanoparticle tension sensor producing the first molecular maps of TCR-ligand forces during T cell activation. We find that TCR forces are orchestrated in space and time, requiring the participation of CD8 coreceptor and adhesion molecules. Loss or damping of TCR forces results in weakened antigen discrimination, showing that T cells harness mechanics to optimize the specificity of response to ligand.

The conductance of single-molecule junctions may be governed by the structure of the molecule in the gap or by the way it bonds with the leads, and the information contained in a Raman spectrum is ideal for examining both. Here we demonstrate that molecule-to-surface bonding may be characterized during electron transport by 'fishing-mode' tip-enhanced Raman spectroscopy (FM-TERS). This technique allows mutually verifiable single-molecule conductance and Raman signals with single-molecule contributions to be acquired simultaneously at room temperature. Density functional theory calculations reveal that the most significant spectral change seen for a gold-4,4′-bipyridine-gold junction results from the deformation of the pyridine ring in contact with the drain electrode at high voltage, and these calculations suggest that a stronger bonding interaction between the molecule and the drain may account for the nonlinear dependence of conductance on bias voltage. FM-TERS will lead to a better understanding of electron-transport processes in molecular junctions. The conductance of single-molecule junctions is affected by the structure of the molecule and how it is bound to the electrodes, which may be examined using Raman spectroscopy. Liuet al. have developed 'fishing-mode' tip-enhanced Raman spectroscopy, which allows the simultaneous determination of conductance and Raman spectra.

Understanding cellular force transmission dynamics is crucial in mechanobiology. We developed the DNA-based ForceChrono probe to measure force magnitude, duration, and loading rates at the single-molecule level within living cells. The ForceChrono probe circumvents the limitations of in vitro single-molecule force spectroscopy by enabling direct measurements within the dynamic cellular environment. Our findings reveal integrin force loading rates of 0.5–2 pN/s and durations ranging from tens of seconds in nascent adhesions to approximately 100 s in mature focal adhesions. The probe's robust and reversible design allows for continuous monitoring of these dynamic changes as cells undergo morphological transformations. Additionally, by analyzing how mutations, deletions, or pharmacological interventions affect these parameters, we can deduce the functional roles of specific proteins or domains in cellular mechanotransduction. The ForceChrono probe provides detailed insights into the dynamics of mechanical forces, advancing our understanding of cellular mechanics and the molecular mechanisms of mechanotransduction.

This article investigates the correlation between {10[Formula: see text]2} tensile twins and loading paths in extruded AZ31 magnesium alloy. By compressing along the extruded direction (ED) (perpendicular to the grain c-axis direction) and tension along the extruded radial direction (ERD) (parallel to the grain c-axis direction) to generate {10[Formula: see text]2} tensile twins. Observing the evolution of twins characteristics in two loading paths, and each path was chosen on three strains to detect by the electron backscatter diffraction (EBSD) technology. The results show that by compressing along ED, there is significant better mechanical properties, but has better ductility in tension along ERD. The feature of twins number, twins area, twins nucleation and growth preferences within the sample are disparity. The process of {10[Formula: see text]2} twins nucleation and growth during tension, which was shown that twins tend to nucleate at low orientation angle grain boundaries and grow towards them. The number and area of twins are related to the effective interaction area between the force axis and the grain during loading, resulting in a ratio of 4:1 difference in the twins area inside the tensile sample compared to the same strain under compression conditions.

The class I PI3K-AKT signaling pathway is the master regulator of cell survival, growth, and proliferation, and among the most frequently mutated pathways in cancer. However, where and how the PI3K-AKT signaling is spatially activated and organized in mammalian cells remain poorly understood. Here, we identified focal adhesions (FAs) as the subcellular signaling hubs organizing the activation of PI3K-PI(3,4,5)P3-AKT signaling in mammalian cells. We found that class IA PI3Ks are preferentially and dynamically recruited to FAs for activation, resulting in localized production of the critical signaling lipid PI(3,4,5)P3 around FAs. As the effector protein of PI(3,4,5)P3, AKT molecules are dynamically recruited around FAs for activation. Mechanistically, the spatial recruitment/activation of PI3K-PI(3,4,5)P3-AKT cascade are regulated by the activated FAK. Furthermore, combined inhibition of class I PI3K and FAK results in a more potent inhibitory effect on cancer cells. Thus, our results unveil a growth-factor independent, compartmentalized organization mechanism for PI3K-PI(3,4,5)P3-AKT signaling.

Abstract Electrocatalytic CO 2 reduction (CO 2 RR) offers a promising avenue to address rising atmospheric CO 2 levels by producing high‐value chemicals. However, the development of efficient, long‐lasting catalysts remains challenging. In this study, particle swarm optimization is employed to design a novel bimetallic boronene structure, thereby enhancing CO 2 RR activity through precise tuning of the metal‐substrate microenvironment. Through high‐throughput screening, seven CuMB 4 (M = V, Zn, Nb, Ag, Cd, Ta, Au) monolayers are identified as promising CO 2 RR catalysts based on stability, conductivity, catalytic activity, and selectivity. These materials, characterized by hyper‐coordination and neighboring bimetallic effects, are proposed for synthesis via self‐assembled surface growth. Notably, CuZnB 4 exhibited exceptional theoretical catalytic activity, characterized by remarkably low limiting potentials ( U L ) of −0.16 V for CH 4 and −0.27 V for C 2 H 4 , as well as low kinetic barriers of 0.65 and 0.53 eV, respectively. The enhanced activity results from neighboring effects optimizing densely populated boron active sites and the ability to suppress hydrogen evolution reactions. Additionally, this study explored intrinsic properties influencing catalytic activity using volcano plots, descriptor analysis, and electron density evaluation. Unlike traditional catalysts prone to oxidation, CuMB 4 varieties possess self‐activating properties, facilitating the conversion of *O/*OH to H 2 O and enhancing CO 2 conversion. This research introduces robust CO 2 RR catalysts and provides insights into manipulating neighboring effects, thus guiding future catalyst design.

Accurate measurement of mechanical forces in cells is key to understanding how cells sense and respond to mechanical stimuli, a central aspect of mechanobiology. However, accurately quantifying dynamic forces at the single-molecule level in living cells is a significant challenge. Here, we’ve developed the DNA-based ForceChrono probe to enable in-depth studies of integrin force dynamics at the single-molecule level in living cells. By illuminating two distinct mechanical points and circumventing the inherent fluctuations of single-molecule fluorescence, the ForceChrono probe enables analysis of the complex dynamics of mechanical forces at the single-molecule level, such as loading rates and durations. Our results refine previous broad estimates of cellular loading rates to a more precise range of 0.5 to 2 pN/s, shedding light on the specifics of cellular mechanics. In addition, this study reveals a critical link between the magnitude and duration of integrin forces, consistent with the catch-bond behavior demonstrated in vitro. The ForceChrono probe has distinct advantages, such as precise analysis of single-molecule force dynamics and robust resistance to fluorescence fluctuations, which will significantly advance our understanding of cell adhesion and mechanotransduction at the single-molecule level.

Abstract Room temperature sodium‐sulfur (RT Na‐S) batteries have attracted significant attention due to their abundant material reserves, low cost, and high theoretical specific capacity. However, the inherent problems of electrodes and complex interfacial reactions hinder the practical applications. In this study, a nonflammable dual‐functional ionic liquid‐based electrolyte is developed, which can form an inorganic‐rich solid electrolyte interphase on the surface of sodium‐metal anode, effectively improving the sodium deposition behavior and inhibiting dendrite growth. Meanwhile, the unique synergistic effect of FSI − /TFSI − and fluoroethylene carbonate (FEC) in nucleophilic substitution with sodium polysulfides are harnessed to modulate a solid‐solid (S 8 ‐Na 2 S) transition, resulting in the formation of a stable cathode electrolyte interphase (CEI) enhanced with NaF spheres. Consequently, the generation of polysulfides and interfacial side reactions are effectively suppressed by the solid‐solid transition mechanism under CEI protection. Therefore, by optimizing the multi‐component electrolyte, the S@C||Na cell exhibits high capacity, extends lifespan, exceptional rate performance, and enhances safety, showing a specific capacity of 565 mAh g −1 after 500 cycles at 0.2 A g −1 . The utilization of this novel electrolyte holds great potential in RT Na‐S batteries, enabling enhanced electrochemical performance and safety.