中国青年报客户端讯（中青报·中青网记者 王海涵 王磊）记者近日从中国科学技术大学获悉，该校路军岭教授团队联合武晓君教授及中国科学院大连化学物理研究所杨冰副研究员，创新理论模型，成功实现前线分子轨道理论在多相催化中的实验佐证与突破性应用，并基于此研制出具有高活性且高稳定性的单原子加氢催化剂。

　　该项研究有望为人工智能高通量筛选催化剂奠定新的理论基础，从而大幅度加快高活性、高稳定性催化剂的开发，缩短其工业化应用进程。4月2日，成果在线发表于《自然》杂志。

　　单原子催化剂凭借其最大化的金属原子利用率、量子化的电子结构及独特的物理化学性质，在多相催化、能源转化、环境治理及生物医学等领域展现出广阔应用前景。我国科学家率先提出单原子催化概念，自此该领域成为国际催化领域研究的前沿。然而，目前仍然缺乏一个能够描述单原子催化剂活性和稳定性的统一理论模型。

　　中国科大路军岭教授（右一）在实验室指导学生做实验。徐旻昊/摄

　　本次研究中，路军岭团队在14种半导体载体表面构建了34种钯单原子催化剂，通过调控载体种类与尺寸，实现了对载体最低未占分子轨道能级位置的精准调控，并实现能级位置的精准测量。杨冰团队利用高分辨电镜确认了钯原子的原子分散状态。武晓君团队揭示了金属-载体及金属-分子间的前线轨道耦合内在机制，论证了前线轨道理论在单原子催化中的可行性。

　　中国科大武晓君教授（右一）与学生讨论课题。 周欣宇摄

　　该工作为高活性、高稳定性单原子催化剂设计提供了一个全新的理论模型。论文审稿人对该工作做出高度评价，认为“这是一个令人激动的工作，是见过金属-载体电子相互作用讨论最为透彻的工作”“作者提出的观点非常吸引人”。