We report the total structure of Au38(SC2H4Ph)24 nanoparticles determined by single crystal X-ray crystallography. This nanoparticle is based upon a face-fused Au23 biicosahedral core, which is further capped by three monomeric Au(SR)2 staples at the waist of the Au23 rod and six dimeric staples with three on the top icosahedron and other three on the bottom icosahedron. The six Au2(SR)3 staples are arranged in a staggered configuration, and the Au38S24 framework has a C3 rotation axis.

A golden opportunity: A mechanism has been proposed to account for the chemoselective hydrogenation of α,β-unsaturated ketones (or aldehydes) to unsaturated alcohols catalyzed by monodisperse Au25(SR)18 particles (see picture). Now that the structure of these nanoparticles is known, structure–activity correlations can be drawn.

Controlling nanoparticles with atomic precision, somewhat like the way organic chemists control small molecules by organic chemistry principles, is highly desirable for nanoparticle chemists. Recent advances in the synthesis of gold nanoparticles have opened the possibility to precisely control the number of gold atoms in a particle. In this Perspective, we will discuss a size-focusing methodology that has been developed in the synthesis of a number of atomically monodisperse ultrasmall gold nanoparticles (also called nanoclusters). We focus our discussion on thiolate-stabilized Au nanoclusters (referred to as Aun(SR)m, where n and m are the respective number of metal atoms and ligands). The underlying principle of this size-focusing process is primarily related to the peculiar stability of certain sized Aun(SR)m nanoparticle, that is, "survival of the robustest", much like the natural law "survival of the fittest". We expect that this universal size-focusing method will ultimately allow for preparing a full series of size-discrete, atomically monodisperse nanoparticles that span the size regimes of both nonplasmonic nanoclusters and plasmonic nanocrystals. These well-defined nanoparticles will be of major importance for both fundamental science research and technological applications.

Since Faraday’s pioneering work on gold colloids, tremendous scientific research on plasmonic gold nanoparticles has been carried out, but no atomically precise Au nanocrystals have been achieved. This work reports the first example of gold nanocrystal molecules. Mass spectrometry analysis has determined its formula to be Au 333 (SR) 79 (R = CH 2 CH 2 Ph). This magic sized nanocrystal molecule exhibits fcc-crystallinity and surface plasmon resonance at approximately 520 nm, hence, a metallic nanomolecule. Simulations have revealed that atomic shell closing largely contributes to the particular robustness of Au 333 (SR) 79 , albeit the number of free electrons (i.e., 333 - 79 = 254) is also consistent with electron shell closing based on calculations using a confined free electron model. Guided by the atomic shell closing growth mode, we have also found the next larger size of extraordinarily stability to be Au ∼530 (SR) ∼100 after a size-focusing selection—which selects the robust size available in the starting polydisperse nanoparticles. This work clearly demonstrates that atomically precise nanocrystal molecules are achievable and that the factor of atomic shell closing contributes to their extraordinary stability compared to other sizes. Overall, this work opens up new opportunities for investigating many fundamental issues of nanocrystals, such as the formation of metallic state, and will have potential impact on condensed matter physics, nanochemistry, and catalysis as well.

The enantioselective carbene insertion into N-H bonds of anilines has been realized by cooperative catalysis of ruthenium complexes and chiral phosphoric acids, providing the expected α-aryl glycines in moderate to good yields with high enantioselectivity. Typically, by slightly modifying the reaction conditions, this approach allows the N-H bond insertion reaction to be effective for both α-aryl and α-alkyl diazoacetates for the first time with high enantioselectivity (up to 96% and 95% ee, respectively).

Selective hydrogenation processes are of paramount importance to the chemical industry, and metal complexes or particles are the most important catalysts for the majority of current hydrogenation processes. Atomically precise metal clusters with precise formulas and crystallographically determined structures can build a bridge between homo- and heterogeneous catalysis. In this Perspective, we focus on the catalytic application of atomically precise metal clusters as hydrogenation catalysts. We first introduce the surface ligand effects of metal clusters on the observed catalytic performances. We then describe the influences of the atomic-packing structures, including the spatial arrangement of the metal atoms and the framework of the clusters, on the catalytic active sites of metal clusters. The doping effects put particular emphasis on the foreign metal atoms into the cluster contribution to catalysis. Besides, the support effect is concerned with the interaction of the cluster and support to tailor the overall catalytic performances. Finally, by learning these fundamental principles from well-defined metal cluster catalysis, we provide our perspectives on the design of highly active and selective catalysts for a variety of catalytic hydrogenation processes.

Temporomandibular joint osteoarthritis (TMJOA) is a common degenerative disease that causes chronic pain and joint dysfunction. However, the current understanding of TMJOA pathogenesis is limited and necessitates further research. Animal models are crucial for investigating TMJOA due to the scarcity of clinical samples. Class II malocclusion is an occlusal type highly associated with TMJOA, but it currently lacks appropriate animal models for simulating this malocclusion in research. Therefore, this study develops a new malocclusion model using a unilateral anterior large overjet (UALO) dental device to cause Class II malocclusion characteristics and TMJOA-like pathological alterations in rats. By inducing a posteriorly positioned condyle, the UALO device effectively results in cartilage degradation, subchondral bone loss, condylar volume reduction, and mandibular retrusion. Furthermore, RNA sequencing of condylar cartilages revealed that the oxidative stress of chondrocytes was elevated under the UALO-triggered abnormal mechanical stress. Disruption of antioxidant systems and mitochondrial dysfunction are involved in cartilage degeneration. The current study provides a novel and reliable rat model suitable for TMJOA research and offers insights into the disease's potential mechanistic pathways and molecular targets, contributing to a deeper understanding of TMJOA.

A bimetal nanocluster [Au 28 Cu 12 (C 6 H 4 Cl 2 S) 24 ](PPh 4 ) 4 has been successfully synthesized and exhibits higher catalytic efficiency for nitrate electroreduction to ammonia compared to monometallic clusters.