We present a systematic study of metal−organic honeycomb lattices assembled from simple ditopic molecular bricks and Co atoms on Ag(111). This approach enables us to fabricate size- and shape-controlled open nanomeshes with pore dimensions up to 5.7 nm. The networks are thermally robust while extending over μm2 large areas as single domains. They are shape resistant in the presence of further deposited materials and represent templates to organize guest species and realize molecular rotary systems.

Single-atom (SA) catalysis is a novel frontline in the catalysis field due to the often drastically enhanced specific activity and selectivity of many catalytic reactions. Here, an atomic-scale defect engineering approach to form and control traps for platinum SA sites as co-catalyst for photocatalytic H2 generation is described. Thin sputtered TiO2 layers are used as a model photocatalyst, and compared to the more frequently used (001) anatase sheets. To form stable SA platinum, the TiO2 layers are reduced in Ar/H2 under different conditions (leading to different but defined Ti3+ -Ov surface defects), followed by immersion in a dilute hexachloroplatinic acid solution. HAADF-STEM results show that only on the thin-film substrate can the density of SA sites be successfully controlled by the degree of reduction by annealing. An optimized SA-Pt decoration can enhance the normalized photocatalytic activity of a TiO2 sputtered sample by 150 times in comparison to a conventional platinum-nanoparticle-decorated TiO2 surface. HAADF-STEM, XPS, and EPR investigation jointly confirm the atomic nature of the decorated Pt on TiO2 . Importantly, the density of the relevant surface exposed defect centers-thus the density of Pt-SA sites, which play the key role in photocatalytic activity-can be precisely optimized.

Two copper(II) complexes containing diplacone (H4dipl), a naturally occurring C-geranylated flavanone derivative, in combination with bathophenanthroline (bphen) or 1,10-phenanthroline (phen) with the composition [Cu3(bphen)3(Hdipl)2]⋅2H2O (1) and {[Cu(phen)(H2dipl)2]⋅1.25H2O}n (2) were prepared and characterized. As compared to diplacone, the complexes enhanced in vitro cytotoxicity against A2780 and A2780R human ovarian cancer cells (IC50 ≈ 0.4–1.2 μM), human lung carcinoma (A549, with IC50 ≈ 2 μM) and osteosarcoma (HOS, with IC50 ≈ 3 μM). Cellular effects of the complexes in A2780 cells were studied using flow cytometry, covering studies concerning cell-cycle arrest, induction of cell death and autophagy and induction of intracellular ROS/superoxide production. These results uncovered a possible mechanism of action characterized by the G2/M cell cycle arrest. The studies on human endothelial cells revealed that complexes 1 and 2, as well as their parental compound diplacone, do possess anti-inflammatory activity in terms of NF-κB inhibition. As for the effects on PPARα and/or PPARγ, complex 2 reduced the expression of leukocyte adhesion molecules VCAM-1 and E-selectin suggesting its dual anti-inflammatory capacity. A wide variety of Cu-containing coordination species and free diplacone ligand were proved by mass spectrometry studies in water-containing media, which might be responsible for multimodal effect of the complexes.

Photoelectrochemical water splitting on n-type semiconductors is highly dependent on catalysis of the rate-determining reaction of O2 evolution. Conventionally, in electrochemistry and photoelectrochemistry O2 evolution is catalyzed by metal oxide catalysts like IrO2 and RuO2, whereas noble metals such as Pt are considered unsuitable for this purpose. However, our study finds that Pt, in its single-atom form, exhibits exceptional cocatalytic properties for photoelectrochemical water oxidation on a TiO2 photoanode, in contrast to Pt in a nanoparticle form. The decoration of Pt single atoms onto TiO2 yields a remarkable current density of 5.89 mA cm–2 at 1.23 VRHE, surpassing bare TiO2 (or Pt nanoparticle decorated TiO2) by 2.52 times. Notably, this enhancement remains consistent over a wide pH range. By accompanying theoretical work, we assign this significant enhancement to an improved charge transfer and separation efficiency along with accelerated kinetics in the oxygen evolution reaction facilitated by the presence of Pt single atoms on the TiO2 surface.

The outbreak of antibiotic-resistant bacteria, or "superbugs", poses a global public health hazard due to their resilience against the most effective last-line antibiotics. Identifying potent antibacterial agents capable of evading bacterial resistance mechanisms represents the ultimate defense strategy. This study shows that -the otherwise essential micronutrient- manganese turns into a broad-spectrum potent antibiotic when coordinated with a carboxylated nitrogen-doped graphene. This antibiotic material (termed NGA-Mn) not only inhibits the growth of a wide spectrum of multidrug-resistant bacteria but also heals wounds infected by bacteria in vivo and, most importantly, effectively evades bacterial resistance development. NGA-Mn exhibits up to 25-fold higher cytocompatibility to human cells than its minimum bacterial inhibitory concentration, demonstrating its potential as a next-generation antibacterial agent. Experimental findings suggest that NGA-Mn acts on the outer side of the bacterial cell membrane via a multimolecular collective binding, blocking vital functions in both Gram-positive and Gram-negative bacteria. The results underscore the potential of single-atom engineering toward potent antibiotics, offering simultaneously a long-sought solution for evading drug resistance development while being cytocompatible to human cells.