来源：x-mol
自然界的光控电子门控机制——以光合作用为例——为智能催化系统的发展提供了鼓舞人心的模型。然而，人工光催化平台通常缺乏精确的多途径切换和可编程性。在本研究中，我们引入了镧系摻杂碳点（ln-cds）中光门电子门控的新范式，其中嵌入碳基质中的镧系离子充当光子“缓冲阀”，调节电子流动。这种结构使得在光照下可逆地切换氧化酶样和过氧化物酶样通路，并且可以根据环境刺激选择性切换。超快光谱和原位银壳观测显示，镧系元素独特的 4f 轨道介导光生电子的门控，实现高效催化开关。我们建立了定量“捕获-转换”模型，将 4f 电子配置与门控效率联系起来，为设计高性能光催化系统奠定基础。除了催化，该系统还进一步发展为分子逻辑处理器，能够集成并行布尔运算和机器学习辅助分析，实现高精度尿生物标志物分析。我们的发现确立了一种新的催化方法，从被动感知向主动分子决策推进。这项工作将量子启发设计与可编程分子逻辑和精密诊断相结合，为智能化学系统和疾病检测平台的发展奠定了基础。