12月5日，我校国家卫健委热带病防治重点实验室夏乾峰团队的原创性研究论文“Optimizing Oxygen Inhibition for Low-Barrier Oxygen Reduction via Thiol-Induced Electron-Deficient Sites”(硫醇介导的电子缺陷位点优化氧还原反应中的氧阻聚现象)在国际权威学术期刊《Advanced Functional Materials》（《先进功能材料》）正式发表。该论文通过医工结合，解析新型光催化材料在治疗和诊断感染性疾病理论基础。
该论文以3-巯基丙酸为硫源，水热合成了Zn1.68In2.21S5催化剂，首次在分子层面构建了金属位点和非金属位点的协同体系。Zn空位促进氧气吸附活化，而硫位点加速水分子氧化释氢，二者通过轨道耦合实现电子-质子高效转移。
该研究聚焦于基础催化中理论机制的突破，揭示了轨道杂交调控反应路径。研究中表明，可分为三个阶段：电子缺陷位点激活—氧抑制消除—高效电荷分离。具体而言，硫醇修饰引发S 3p-Zn 3d轨道耦合，排空S位点反键电子，形成电子缺陷活性中心，强化S-Hₐdₛ键，提升水吸附能力。同时，表面硫醇基团与过氧自由基反应，延长中间体寿命，驱动氧分子持续转化为过氧化氢。此外，瞬态吸收光谱显示催化剂激发态电子寿命显著延长，RRDE实验证实其优先选择两电子氧还原路径。
该工作通过缺陷工程调控轨道杂交，为下一代光催化剂设计提供了普适性范式，同时在肿瘤和感染性疾病治疗中具有较好的应用前景。团队未来将深入医工交叉融合，探索热带致病菌新型治疗和检测方法中理论机制的普适性范式。
该成果以海南医科大学为第一完成单位，生命科学与医学技术学院青年教师刘章蒙为该论文的唯一第一作者；通讯作者是我校国家卫健委热带病防治重点实验室的夏乾峰教授，香港城市大学青年研究员周启昕博士以及海南大学付云芝教授。
相关链接：Liu Z, Lin G, Liu W, et al. Optimizing Oxygen Inhibition for Low-Barrier Oxygen Reduction via Thiol-Induced Electron-Deficient Sites. Adv Funct Mater. 2025;e29335.
DOI: 10.1002/adfm.202529335
