缺陷工程调控MOFs电子自旋极化与电荷转移增强声催化肿瘤治疗

来自国内研究人员团队通过构建配体缺陷型Ti掺杂锆基MOF材料（UTN），针对声催化治疗中电子自旋态调控机制不明确的问题展开研究。该研究揭示缺陷结构可提升2.1倍电荷转移效率，通过自旋极化重构d轨道电子分布，显著降低H2O（2.5倍）和O2（1.6倍）吸附能，促进界面氧化还原反应并增强ROS生成，最终实现86.07%的肿瘤抑制率，为高性能声催化剂设计提供理论新范式。

　　

声催化治疗(Sonocatalytic Therapy, SCT)作为一种非侵入性肿瘤治疗策略，利用超声波(US)激活声催化剂产生活性氧物种(Reactive Oxygen Species, ROS)。本研究通过构建钛掺杂锆基金属有机框架材料(Ti-UiO-66, UTN)，首次揭示电子自旋态作为关键描述符对催化活性的调控机制。缺陷工程通过以下途径增强声催化性能：其一，结构缺陷缓解配体-金属电荷转移限制，使电荷转移效率提升2.1倍；其二，钛活性位点的自旋极化重构d轨道电子分布，增加费米能级附近自旋极化电子态密度。值得注意的是，钛3d轨道与氧2p轨道的杂化使H₂O和O₂的吸附能分别降低2.5倍和1.6倍，显著促进界面氧化还原反应并加速ROS生成。实验证实UTN联合超声处理可实现86.07%的肿瘤抑制效率，为缺陷工程、自旋态调控和表面吸附在声催化治疗中的协同作用提供了创新性理论框架。