Highly active and low-cost catalysts for hydrogen evolution reaction (HER) are crucial for the development of efficient water splitting. Molybdenum disulfide (MoS2) nanosheets possess unique physical and chemical properties, which make them promising candidates for HER. Herein, we reported a facile, effective, and scalable strategy by a deposition–precipitation method to fabricate metal-doped (Fe, Co, Ni) molybdenum sulfide with a few layers on carbon black as noble metal–free electrocatalysts for HER. The CoMoS phase after thermal annealing in Co-doped MoS2 plays a crucial role for the enhanced HER. The optimized Co-doped MoS2 catalyst shows superior HER performance with a high exchange current density of 0.03 mA·cm–2, low onset potential of 90 mV, and small Tafel slope of 50 mV·dec–1, which also exhibits excellent stability of 10000 cycles with negligible loss of the cathodic current. The superior HER activity originates from the synergistically structural and electronic modulations between MoS2 and Co ions, abundant defects in the active edge sites, as well as the good balance between active sites and electronic conductivity. Thanks to their ease of synthesis, low cost, and high activity, the Co-doped MoS2 catalysts appear to be promising HER catalysts for electrochemical water splitting.

The shape-controlled synthesis of multicomponent metal nanocrystals (NCs) bounded by high-index facets (HIFs) is of significant importance in the design and synthesis of high-activity catalysts. We report herein the preparation of Pt-Ni alloy NCs by tuning their shape from concave-nanocubic (CNC) to nanocubic and hexoctahedral (HOH). Owing to the synergy of the HIFs and the electronic effect of the Pt-Ni alloy, the as-prepared CNC and HOH Pt-Ni alloy NCs exhibited excellent catalytic properties for the electrooxidation of methanol and formic acid, as well as for the oxygen reduction reaction (ORR).

Developing ultra-stable electrocatalysts for highly efficient overall water splitting at high current density (HCD) is critical for renewable hydrogen/oxygen production in the industry. However, the most active electrocatalysts for large current-driven water splitting are seriously handicapped by insufficient electrical contact kinetics due to the intensive bubble overflow. Herein, we demonstrate the ultra-stable trimetallic phosphides of NiFeP/NiCoP catalysts on a hydrophilic Ni foam skeleton via a corrosion-hydrothermal-phosphating strategy. The optimized NiFeP/NiCoP catalyst stabilizes for 600 h at −1 A cm −2 for hydrogen evolution reaction (HER) and oxygen evolution reaction (OER) in alkaline solution, and it only needs low overpotentials of 237 and 314 mV to drive HER and OER at 1 A cm −2 , respectively. As expected, the optimized NiFeP/NiCoP electrode maintains 1000 h at 0.5 A cm −2 for water splitting, ranking among the top performers among reported catalysts. Such excellent performance could be attributed to the fast electron transfer for electrochemical reactions , the electron-deficient Fe/Ni sites contribute to forming robust metal oxyhydroxide during OER, and electron-rich Co sites facilitate H adsorption during HER. The findings present a highly promising candidate for ultra-stable non-noble metal electrocatalysts , offering a viable option for hydrogen/oxygen supply for fuel cells and metal-air batteries . The composition-balanced NiFeP/NiCoP electrodes stabilize for HER and OER over 600 h with a current density up to 1 A cm −2 . The electron-deficient Fe/Ni and electron-rich Co sites contribute to achieving this remarkable catalytic stability. The NiFeP/NiCoP-10 (+) || NiFeP/NiCoP-10 (−) electrode pairs present recorded stability with a long-lasting period of 1000 h at 0.5 A cm −2 for driving water splitting. • Corrosion-hydrothermal-phosphating yields NiFeP/NiCoP catalysts on Ni foam. • Optimized NiFeP/NiCoP endures 1000 h of water splitting at 0.5A cm −2 . • Trimetallic NiFeP/NiCoP displays fast electron transfer capability. • High-valence Ni/Fe sites in NiFeP/NiCoP boost the surface reconstruction for OER. • Low-valence states of Co sites in NiFeP/NiCoP favor H adsorption for HER.

Idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) is characterized by persistent tissue injury, dysregulated wound healing, and extracellular matrix (ECM) deposition by myofibroblasts (MFs) through the fibroblast-to-myofibroblast transition (FMT). Implicit in the FMT process are changes in the ECM and cellular topology, but their relationship with the lung fibroblast phenotype has not been explored. We engineered topological mimetics of alignment cues (anisotropy/isotropy) using lung decellularized ECM micropattern arrays and investigated the effects of cellular topology on cellular fates in MRC-5 lung fibroblasts. We found that isotropic MRC-5 cells presented changes of the cytoskeleton, increased cell–cell adhesions and a multicellular architecture with increased overlap, changes in actin–myosin development, and enhanced focal adhesion and cell junction with random alignment. Besides, anisotropic fibroblasts were activated into a regular phenotype with an ECM remodeling profile. In contrast, isotropic fibroblasts developed a highly invasive phenotype expressing molecules, including CD274/programmed death-ligand 1 (PD-L1), cellular communication network factor 2 (CCN2)/connective tissue growth factor (CTGF), hyaluronan synthase 2 (HAS2), and semaphorin 7A (SEMA7A), but with downregulated matrix genes. Moreover, isotropic fibroblasts also showed higher expressions of Ki-67 and cyclin D1 (CCND1), resistance to apoptosis/senescence, and decreased autophagy. The topology regulated the cellular heterogeneity and resulted in positive feedback between changes in the cellular phenotype and the ECM structure, which may aggravate fibrosis and lead to a priming of malignant microenvironment during carcinogenesis. Using the versatile platform of micropattern array, we can not only visualize the interaction mechanism between cells and the ECM but also select potential clinical targets for diagnosis and therapeutics.

A ‘turn-on’ fluorescence sensing system based on the Cu NCs@MIL-101 composite for sensitively detecting Cr( vi ) was developed via a simple guest exchange process between C(Cr) and Cu NCs in MIL-101.