The photoreduction of CO2 to hydrocarbon products has attracted much attention because it provides an avenue to directly synthesize value-added carbon-based fuels and feedstocks using solar energy. Among various photocatalysts, graphitic carbon nitride (g-C3N4) has emerged as an attractive metal-free visible-light photocatalyst due to its advantages of earth-abundance, nontoxicity, and stability. Unfortunately, its photocatalytic efficiency is seriously limited by charge carriers' ready recombination and their low reaction dynamics. Modifying the local electronic structure of g-C3N4 is predicted to be an efficient way to improve the charge transfer and reaction efficiency. Here, boron (B) is doped into the large cavity between adjacent tri-s-triazine units via coordination with two-coordinated N atoms. Theoretical calculations prove that the new electron excitation from N (2p x , 2p y ) to B (2p x , 2p y ) with the same orbital direction in B-doped g-C3N4 is much easier than N (2p x , 2p y ) to C 2p z in pure g-C3N4, and improves the charge transfer and localization, and thus the reaction dynamics. Moreover, B atoms doping changes the adsorption of CO (intermediate), and can act as active sites for CH4 production. As a result, the optimal sample of 1%B/g-C3N4 exhibits better selectivity for CH4 with ≈32 times higher yield than that of pure g-C3N4.

Celastrol (CEL), an active compound isolated from the root of Tripterygium wilfordii , exhibits broad anticancer activities. However, its poor stability, narrow therapeutic window and numerous adverse effects limit its applications in vivo. In this study, an adenosine triphosphate (ATP) activatable CEL-Fe(III) chelate was designed, synthesized, and then encapsulated with a reactive oxygen species (ROS)–responsive polymer to obtain CEL-Fe nanoparticles (CEL-Fe NPs). In normal tissues, CEL-Fe NPs maintain structural stability and exhibit reduced systemic toxicity, while at the tumor site, an ATP-ROS–rich tumor microenvironment, drug release is triggered by ROS, and antitumor potency is restored by competitive binding of ATP. This intelligent CEL delivery system improves the biosafety and bioavailability of CEL for cancer therapy. Such a CEL-metal chelate strategy not only mitigates the challenges associated with CEL but also opens avenues for the generation of CEL derivatives, thereby expanding the therapeutic potential of CEL in clinical settings.

Inspired by the human brain's capacity as a powerful biological computer capable of simultaneously processing a vast array of cognitive tasks, many emerging artificial synapse devices have been developed in recent years. Electric-double-layer (EDL) transistors based on interfacial ion-modulation have attracted widespread attention for simulating synaptic plasticity and neural functions. Here, low-voltage EDL p-type thin-film transistors (TFTs) are fabricated on glass substrates, with Ni-doped cuprous iodide (Ni0.06Cu0.94I) as the channel and chitosan as the dielectric. The electrical performance of the Ni0.06Cu0.94I TFTs is investigated: current on/off ratio of 6.4 × 104, subthreshold swing of 33 mV/dec, threshold voltage of 1.38 V, operating voltage of 2 V, and saturation field-effect mobility of 15.75 cm2 V−1 s−1. A dual in-plane gate OR logic operation is demonstrated. Importantly, by applying single voltage pulses, dual voltage pulses, and multiple voltage pulses to the gate, the Ni0.06Cu0.94I transistors exhibited typical synaptic characteristics, including short-term potentiation, short-term depression, long-term potentiation, long-term depression, paired-pulse facilitation, and spiking-rate-dependent plasticity. Furthermore, the synaptic transistor can also simulate the learning–forgetting–relearning process of the human brain. These remarkable behaviors of voltage-stimulated synaptic transistors have potential for neuromorphic applications in future artificial systems.

Abstract Benefiting from the potential application as a single component white light source, the broadband self‐trapped excitons (STEs) emission in low‐dimensional metal halides has attracted wide attention. However, such broadband STE emission in metal thio‐ and seleno‐phosphates is scarce, and the formation mechanism is ambiguous. Herein, the broadband dual‐mode (red and near‐infrared) light emission and their linear polarization in orthorhombic Cu 3 PS 3 Se crystals are reported. The absorption and photoluminescence (PL) spectra show a large Stokes shift of 0.43/0.76 eV and a broad emission wavelength range of ≈200 nm, exhibiting the significant STEs feature. Transient absorption spectroscopy (TAS) reveals a broad positive photo‐induced absorption, further proving the formation of STE states. These STEs exhibit a highly linear polarized emission behavior with a degree of polarization up to 0.51. According to the excitation angles dependent polarized PL and Raman spectroscopy measurements, it is assigned that both the anisotropic optical absorption and electron‐phonon interaction contribute to the STEs emission polarization in Cu 3 PS 3 Se. These findings not only extend the STEs from metal halides to metal thio/seleno‐phosphates but also offer the potential prospects for novel optical polarizers, polarization‐sensitive photodetectors, optical and optoelectronic synaptic devices application of anisotropic STEs emission.

Due to the incompatibility and inconsistence of the active species for hydrogen and oxygen evolution reactions, nearly all the intermetallic catalysts present superb catalytic activity for one half reaction at...

An optoelectronic oscillator (OEO) with wide tuning range and stabilized output is proposed and experimentally demonstrated. In the proposed OEO, a narrow-passband microwave photonic filter (MPF) is implemented by a joint operation of a dispersion-induced MPF, an infinite impulse response (IIR) filter based on a double-parallel recirculating delay line, and a two-tap finite impulse response (FIR) filter based on a polarization multiplexed dual-loop. By changing the time delay difference between the two polarization states of the polarization division multiplexing emulator within the dispersion-induced MPF, the central frequency of the narrow-passband MPF can be adjusted, and the tunability of the OEO is realized. A theoretical derivation is achieved, which is verified by an experiment. Tunable oscillation signals from 8.09 to 12.1 GHz at an average tuning step of ∼500 MHz are generated. With the help of the IIR and two-tap FIR filters, the strong stability and high side-mode suppression performance of the OEO is realized, where the maximum frequency drift of the generated 8.09 GHz signal is observed to be 2.1 kHz over 1 h and its side-mode suppression ratio reaches 61 dB with a frequency span of 5 MHz. The phase noise performance of the scheme is also studied.

Structural superlubricity, a state of zero wear and ultralow friction between two sliding solid contact surfaces, offers transformative potential for NEMS/MEMS switches, relays, logic devices, and sensors. Ultralow resistivity in two-dimensional (2D)/three-dimensional (3D) van der Waals heterostructures is critical for most applications. Using high-vacuum thermal evaporation of Au, we fabricate defect-free single-crystal graphite/Au van der Waals heterostructures in the SSL state, achieving a record-low resistivity of 2.542 × 10

Abstract The utilization of seawater for hydrogen production via water splitting is increasingly recognized as a promising avenue for the future. The key dilemma for seawater electrolysis is the incompatibility of superior hydrogen‐ and oxygen‐evolving activities at ampere‐scale current densities for both cathodic and anodic catalysts, thus leading to large electric power consumption of overall seawater splitting. Here, in situ construction of Fe 4 N/Co 3 N/MoO 2 heterostructure arrays anchoring on metallic nickel nitride surface with multilevel collaborative catalytic interfaces and abundant multifunctional metal sites is reported, which serves as a robust bifunctional catalyst for alkaline freshwater/seawater splitting at ampere‐level current density. Operando Raman and X‐ray photoelectron spectroscopic studies combined with density functional theory calculations corroborate that Mo and Co/Fe sites situated on the Fe 4 N/Co 3 N/MoO 2 multilevel interfaces optimize the reaction pathway and coordination environment to enhance water adsorption/dissociation, hydrogen adsorption, and oxygen‐containing intermediate adsorption, thus cooperatively expediting hydrogen/oxygen evolution reactions in base. Inspiringly, this electrocatalyst can substantially ameliorate overall freshwater/seawater splitting at 1000 mA cm −2 with low cell voltages of 1.65/1.69 V, along with superb long‐term stability at 500–1500 mA cm −2 for over 200 h, outperforming nearly all the ever‐reported non‐noble electrocatalysts for freshwater/seawater electrolysis. This work offers a viable approach to design high‐performance bifunctional catalysts for seawater splitting.