近日，在上海理工大学理学院科研实践项目的支持下，理学院2021级应用物理学专业学生崔校盟在指导教师张强的指导下，以第一作者身份在《Inorganic Chemistry Frontiers》(IF=6.1，中科院分区1区，TOP期刊)发表题为《Efficient screening rooted in a series of transition-metal atom anchored conjugated organic frameworks toward multifunctional HER/OER/ORR via modification of chalcogen ligands: a machine learning and constant potential study》的研究性论文。
图1-文章主要内容示意图（包括主要结构构型，主要反应，电双层作用，以及四步筛选示意图）
二维单原子催化剂（SACs）作为能源转换与存储领域的前沿材料，以其高原子利用率、可调控活性位点和低贵金属依赖性的优势，在氢析出（HER）、氧析出（OER）及氧还原（ORR）等关键反应中展现出巨大潜力。然而，催化活性与稳定性的协同优化仍是其规模化应用的瓶颈。
在文章中，该研究通过密度泛函理论与机器学习融合策略，系统解析了161种TM@C15N6XY2H5 SACs的催化性能，筛选出13种高效构型，包括性能极佳的三功能催化剂Au@C15N6OS2H5及双功能催化剂Cu@C15N6O3H5。研究揭示了Cu/Au的轨道和O-p轨道杂化对含氧中间体吸附能的有效调控机制，并通过机器学习方法明确了催化活性的关键描述符，基于SISSO方法构建了吸附能预测模型；结合恒电位下双电层电容对反应能垒的调节作用，进一步提出pH依赖的催化优化路径，为多场景电催化体系设计提供了理论框架与材料筛选依据。
据悉，科研实践项目是理学院学业高质量发展支持体系的重要内容，也是针对本科生学风引领和育苗培优的“头雁工程”，该项目采用“学术导师+项目+本科生”的培养机制，注重营造浓厚科研氛围和跨学科群协同合作，旨在提高学生创造性思维和实际解决问题的能力，在学术竞赛、科研攻关（高水平论文）与成果转化中取得了显著成效，已累计覆盖本科生300余人，为学院人才培养工作高质量发展注入了强劲动力。
文章链接：https://doi.org/10.1039/D5QI00061K
