创新源于一个简单的想法——叶金花老师课题组最新JACS赏析
前言：
科研中最简单的部分是做实验，其次是写文章，最难的是想idea. 思想的高度与深度很多情况下决定了论文的境界与层次，进而决定了科研道路的宽度与长度。令人苦闷的是，好的idea经常是可遇不可求的。今天跟大家分享Jinhua Ye & Huabin Zhang课题组最新的一篇JACS，聊一聊科研中朴素的创新方法以及简单的思维方式。好的文章有的时候真的不需要太复杂的设计，一个简单的想法足矣。
今天要跟大家分享的文章是JACS上ASAP中的一篇文章，论文题目为：Promoting Active Species Generation by Plasmon-Induced Hot Electron Excitation for Efficient Electrocatalytic Oxygen Evolution，DOI:10.1021/jacs.6b05190.
一句话总结：
简而言之，这篇论文报道了一个现象（也就是本文的idea）：Au的表面等离子体共振可以促进Ni(II)-->Ni(IV)的转变，进而提高Ni(OH)2的OER性能。
小编评述：
应该来说，本文并没有什么特别高大上的表征，也没有很复杂的研究方法与思路。实际上如果将文章的结论告诉一个研究OER的人，我相信，他不需要看文章内容也可以设计出一套类似的研究方法（当然，这里还是要承认本文的研究非常系统和全面，对于机理的研究还是很到位的）。因此，本文的核心主要还是在于idea。接下来，我们试着来分析下这个idea的来源。
备注：对于本文的具体内容，这里不多作介绍，有兴趣的朋友可以找原文仔细品味。
Idea的来源
A. 本论文的理论基础之一：过渡金属OER催化剂的活性中心是什么？
对于某一特定的过渡金属而言，一般认为它们的高价化合物是真实的活性中心，而低价形式则不具备OER活性。在这个方面，有很多课题组做出了系统的研究工作，特别是Alexis T. Bell, Daniel G. Nocera, Michael Lyons等课题组的一些研究工作：J. Am. Chem. Soc., 2011, 133 (14), pp 5587–5593; ChemSusChem 2014 ,7,82–86; Int. J. Electrochem. Sci. 2008, 3, 1425 –1462; J. Electroanal. Chem. 2010 , 641, 119; J. Phys. Chem. C 2012, 116, 8394 − 8400; J. Am. Chem. Soc., 2012, 134 (15), pp 6801–6809; J.Am. Chem. Soc. 2011, 133 , 5587.
B. 本论文的理论基础之二：贵金属与过渡金属OER催化剂之间的协同作用
Alexis T Bell课题组研究了金属电极负载的CoOx 和NiOOH 薄膜，发现电负性大的载体(比如说 Au)可以显著地增加 CoOx 和 NiOOH 的 OER 活性，且 CoOx/Au 和NiOOH/Au 的表观TOFs 随着薄膜厚度的增加而下降。他们认为这种载体和厚度依耐性主要是因为电子会从CoOx 和NiOOH 转移到电负性大的Au 载体上，从而使得具有OER 活性的Co(IV)和Ni(IV)更容易生成:J. Am. Chem. Soc., 2011, 133 (14), pp 5587–5593; J. Phys. Chem. C 2012, 116, 8394 − 8400.
此外，Chuan Zhao课题组制备了Au/meso-CoOx,也得到了同样的结论：ChemSusChem 2014 ,7,82–86。Shannon Boettcher课题组发现Au与FeOOH之间的电子相互作用会促进FeOOH的OER性能，而这种OER性能的提高可能与Au-FeOx复合物的形成相关，这种复合物在Au/Au3+氧化还原的过程中产生：Chem. Mater., 2015, 27, 8011-8020.
C. 本论文的理论基础之三：Au的表面等离子体共振
在光催化领域，利用贵金属的表面等离子共振（Schottky metal/semiconductor interface）来分离半导体的光生空穴和电子是非常成熟的一种手段。而近年来，贵金属（特别是）表面等离子体共振产生的hot electron对其他催化剂的性能的提升作用报道得越来越多，包括Au/TiO2, Au/MoS2等。人们普遍认为，Au表面等离子共振产生的hot electron可以转移到附近的半导体材料上，使其表面富电子进而加速HER。
关于贵金属的表面等离子共振，建议看看：Nature Materials 10,911–921 (2011); Nano Lett., 2012, 12 (9), pp 5014–5019；Nature Nanotechnology 8, 247–251 (2013).
D. 本论文的研究思路
为什么说这是一种朴素的创新方法以及简单的思维方式呢？因为实际上本文只是整合了两个不同领域的研究思路，将它们有机结合起来而已。从等离子共振研究领域的角度来说，Au的表面等离子共振产生的hot electron对HER的影响（如MoS2的HER）已经有过研究了，机理也比较明确。而相对而言，等离子共振对OER的作用研究得就不那么多了。那么，朴素的想法，没有人研究过的东西创新起来肯定就要简单一些（这种想法可能是idea的来源之一）。
其二，从OER的角度来考虑，Au与过渡金属之间电子相互作用对OER性能的提升也已经被人们报道了，而且人们很明确地指出这种电子相互作用是由于更容易生成高价态过渡金属化合物进而促进OER。
问题：那么，有没有可能进一步增强这种相互作用呢？这个问题实际上也有可能是idea的来源之一。
实际上，本文在发现Au表面等离子共振能够促进OER性能的提高这一现象之后，很容易将这种提高与热电子的传递，过渡金属OER催化剂的氧化态变化联系起来。因此说，这是一种简单的思维方式。
写到这里，我觉得有一个问题是非常有趣的：所谓创新，就是别人没想到的事情你想到了，别人没做的事情你做了，别人没报道的东西你报道了。但为什么是本文的作者发现了这一现象而不是其他人呢？这其实在提醒我们在考虑问题的时候要更加全面一点，跳出固有的研究范围，从另一个角度来考虑和运用所了解到的知识。从交叉学科的角度，从对立的角度来思考，灵活运用知识和研究手段可能更容易创新。
以上纯属个人愚见，欢迎大家批评指正。
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