Designing a high-performing iridium (Ir) single-atom catalyst is desired for acidic water electrolysis, which shows enormous potential given its high catalytic activity toward acidic oxygen evolution reaction (OER) with minimum usage of precious Ir metal. However, it still remains a substantial challenge to stabilize the Ir single atoms during the OER operation without sacrificing the activity. Here, we report a high-performing OER catalyst by immobilizing Ir single atoms on a polyimide support, which exhibits a high mass activity on a carbon paper electrode while simultaneously achieving outstanding stability with negligible decay for 360 h. The resulting electrode (denoted as Ir1–PI@CP) reaches a 49.7-fold improvement in mass activity compared to the counterpart electrode prepared without polyimide support. Both our experimental and theoretical results suggest that, owing to the strong metal–support interactions, the polyimide support can enhance the Ir 5d states of Ir single atoms in Ir1–PI@CP, which can tailor the adsorption energies of intermediates and decrease the thermodynamic barrier at the rate-determining step of the OER, but also facilitate the proton–electron-transfer process and improve the reaction kinetics. This work offers an alternative avenue for developing single-atom catalysts with superior activity and durability toward various catalytic systems and beyond.

Aluminum (Al) and its alloys have been widely used in daily life, but the absence of antibacterial properties makes them potential vectors for bacterial transmission. In this study, an Ag-doped TiO2 coating was successfully prepared on the porous surface of etched Al foil using the sol-gel method. The results indicated that the porous layer allowed the gel to permeate through the holes, thereby forming an interface carrying these antibacterial agents with a thickness of about 10 μm. The Ag dopant promoted the transformation of titania from rutile to anatase during the calcination process, with the rutile being absent when the atomic ratio of Ag to Ti reached 0.10. Meanwhile, the doped Ag+ was thermally decomposed into metallic Ag0. As a result, doping Ag enhanced the photocatalytic efficacy of TiO2 coating. Moreover, the antibacterial rate of this coating against Escherichia coli and Staphylococcus aureus under dark conditions could reach more than 99%, and the corrosion resistance of the Al foil was also slightly improved by it.

Bacteria-infected wounds pose challenges to healing due to persistent infection and associated damage to nerves and vessels. Although sonodynamic therapy can help kill bacteria, it is limited by the residual oxidative stress, resulting in prolonged inflammation. To tackle these barriers, novel 4 octyl itaconate-coated Li-doped ZnO/PLLA piezoelectric composite microfibers are developed, offering a whole-course "targeted" treatment under ultrasound therapy. The inclusion of Li atoms causes the ZnO lattice distortion and increases the band gap, enhancing the piezoelectric and sonocatalytic properties of the composite microfibers, collaborated by an aligned PLLA conformation design. During the infection and inflammation stages, the piezoelectric microfibers exhibit spatiotemporal-dependent therapeutic effects, swiftly eliminating over 94.2 % of S. aureus within 15 min under sonodynamic therapy. Following this phase, the microfibers capture reactive oxygen species and aid macrophage reprogramming, restoring mitochondrial function, achieving homeostasis, and shortening inflammation cycles. As the wound progresses through the healing stages, bioactive Zn2+ and Li + ions are continuously released, improving cell recruitment, and the piezoelectrical stimulation enhances wound recovery with neuro-vascularization. Compared to commercially available dressings, our microfibers accelerate the closure of rat wounds (Φ = 15 mm) without scarring in 12 days. Overall, this "one stone, four birds" wound management strategy presents a promising avenue for infected wound therapy.

In the complicated real physiological environment in vivo, body fluids and blood are constantly replenished and move dynamically, and therefore, the dynamic impacts of bodily fluids and blood need to be considered in the evaluation of biodegradable materials. However, little research has been conducted on the impact of dynamic flowing circumstances on the corrosion characteristics of zinc-based alloys, particularly at high flow rates. The effects of various flow rates on the bio-corrosion behavior of the Zn-Cu alloy are thoroughly explored in this study. A model is developed using finite element analysis to investigate the impacts of flow rates and fluid-induced shear stress. The results reveal that the corrosion process of the Zn-Cu alloy is significantly accelerated by a higher flow rate, and a large fluid-induced shear stress caused by the boundary effect is found to promote corrosion. Furthermore, the empirical power function between the average flare rates in Hank’s solution and the corrosion rates of the Zn-Cu alloy is established by numerical simulation. The results provide insightful theoretical and experimental guidance to improve and evaluate the efficacy and lifespan of biomedical zinc-based alloy implants.

This article designs a strategy of introducing ultrafine precipitates into single‐phase microstructure to enhance Mg–6Zn alloy wire. Three combined processes including equal channel angular pressing (ECAP), direct extrusion, and multipass drawing are used to produce 0.3 mm‐diameter wire. The results show that an isothermal process of ECAP, extrusion, and drawing at 32 °C (named route B) produces a near‐fully solid solution microstructure and causes a very high elongation of 21% as well as an ultimate tensile strength of 24 MPa. Furthermore, on this basis, the addition of an aging treatment before drawing induces the precipitation of the Guinier–Preston zone in the near‐single‐phase Mg matrix and improves the tensile elongation to 28%, and the ultimate tensile strength also is increased to 290 MPa.

Addressing fracture-related infections (FRI) and impaired bone healing remains a significant challenge in orthopedics and stomatology. Researchers aim to address this issue by utilizing biodegradable biomaterials, such as magnesium/poly lactic acid (Mg/PLA) composites, to offer antibacterial properties during the degradation of biodegradable implants. Existing Mg/PLA composites often lack sufficient Mg content, hindering their ability to achieve the desired antibacterial effect. Additionally, research on the anti-inflammatory effects of these composites during late-stage degradation is limited. To strengthen mechanical properties, bolster antibacterial efficacy, and enhance anti-inflammatory capabilities during degradation, we incorporated elevated Mg content into PLA to yield Mg/PLA composites. These composites underwent in vitro degradation studies, cellular assays, bacterial tests, and simulation of the PLA degradation microenvironment. 20 wt% and 40 wt% Mg/PLA composites displayed significant antibacterial properties, with three composites exhibiting notable anti-inflammatory effects. In contrast, elevated Mg content detrimentally impacted mechanical properties. The findings suggest that Mg/PLA composites hold promise in augmenting antibacterial and anti-inflammatory attributes within polymers, potentially serving as temporary regenerative materials for treating bone tissue defects complicated by infections.