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AI驱动的单原子催化剂精准设计与应用探索
吴宇恩教授课题组，近些年来一直专注于催化剂的理性设计及精细调控，并将其应用于能源小分子“化学键”的精准活化。发展了自上而下的合成策略实现了高金属载量、配位结构均一的单原子催化剂的可控制备，实现了对活性中心金属-金属键、配位数等原子结构的精准调控。建立了AI驱动的单原子材料高通量筛选平台，实现日合成样品超1000个。通过大语言模型文献知识挖掘、机器学习预测、可解释分析、贝叶斯优化与自动化实验闭环，可从海量知识和有限真实数据中提取材料设计规律，实现原子级材料的定向筛选与快速优化。解决了大规模制备中均一性的问题，面向不同的工业应用场景开发了多达200多种单原子催化剂，建立了单原子催化剂的大数据库和年产超1000吨的生产线。研发单原子铜制剂，大幅度减少农药金属残留（>90%），大幅度减少农药金属残留对土壤的污染，同时有效避免了高铜所带来的药害和混配性问题，改变了高端无机农药被国外（杜邦等）产品垄断的局面施药面积突破1000万亩。目前，开发的单原子催化材料系列产品已经应用于能源、催化、农业、医疗等领域，和美的、中国化学工程集团、天邦等企业形成紧密合作关系。
吴宇恩，中国科学技术大学教授，博士生导师，教育部长江特聘教授。2005-2014年在清华大学获得学士和博士学位，2014年加入中科大担任特任副教授。近些年来专注于单原子、团簇催化剂的理性设计及精细调控，并将其应用于能源、催化领域小分子“化学键”的精准活化。2015年获基金委优秀青年基金资助， 2017年获国家重点研发计划纳米专项青年项目资助并任首席，2017年获得中组部青年拔尖人才资助，2018年获得中国化学会纳米化学新锐奖，2019年获得中国化学会青年化学奖，2020年获得霍英东青年教师奖，2025年获得中国化学会庞徐无机化学合成新秀奖，2025年获得中国化学会-英国皇家化学会青年科学奖。2015年来，申请人以通讯作者（含共同）身份在国际主流期刊发表学术论文160余篇，近5年内，论文总引用36000余次，h-index 88, 2020-2023年入选科睿唯安高被引科学家。担任国际重要期刊Science Bulletin（国际Q1区） 副主编，ACS central Science 顾问编辑，Science China Materials（国际Q1区） 编委，Industrial Chemistry & Materials 编委, Small methods客座编辑，无机化学学报青年编委, Chemical Research in Chinese Universities青年编委等,内燃机协会燃料电池分会委员，中国化学会二氧化碳分会委员，中国化学会纳米酶分会委员。实现多项成果转化,转化金额超1700万元，目前基于单原子催化剂衍生的产品已经应用于美的、小米、天邦、追觅、松下等企业。
