由于理論上超高的原子利用率和催化活性，單原子催化劑 (SAC)已成為極具吸引力的研究熱點(diǎn)，層出不窮的新穎合成路線不斷被開(kāi)發(fā)出來(lái)，合成各種類(lèi)型的SAC，而關(guān)于SAC的不同測(cè)試應(yīng)用也是被不斷挖掘，包括各種類(lèi)型的催化反應(yīng)、能源存儲(chǔ)及利用、生物醫(yī)藥開(kāi)發(fā)等
對(duì)于SAC的體系，一個(gè)非常重要的科學(xué)問(wèn)題是如何有效評(píng)價(jià)文章的創(chuàng)新性？
因?yàn)樵瓌t上每個(gè)負(fù)載的目標(biāo)單原子都可以作為一個(gè)孤立的活性位點(diǎn)，負(fù)載量的提升，可以有效提升SAC的性能，所以相對(duì)其他體系，SAC領(lǐng)域中非常獨(dú)特且非常重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)就是目標(biāo)單原子的負(fù)載量
在眾多的合成方法中，含C基底負(fù)載目標(biāo)單原子是非常常見(jiàn)且有效的合成方法，隨著研究的不斷深入，合成SAC常見(jiàn)基底或者前驅(qū)體涵蓋了二維家族、TMDs、MOFs、COFs等各類(lèi)耳熟能詳?shù)牟牧希P(guān)于負(fù)載量，多數(shù)研究論文通常以質(zhì)量百分?jǐn)?shù) (wt%) 計(jì)算表示單原子的含量，但是由于目標(biāo)單原子和載體之間的原子質(zhì)量差異，特別是對(duì)于重金屬原子和輕質(zhì)元素基底，以wt%定義單原子負(fù)載量時(shí)，會(huì)導(dǎo)致不同SAC體系的負(fù)載wt%數(shù)值差異波動(dòng)比較大，無(wú)法真實(shí)反映活性位點(diǎn)的數(shù)量，不利于橫向進(jìn)行對(duì)比SAC體系。
盡管在催化應(yīng)用中，引入了turnover frequency (TOF)等指標(biāo)來(lái)衡量催化劑中活性位點(diǎn)的催化活性，但是TOF更側(cè)重于催化活性的分析比較，橫跨到不同的應(yīng)用場(chǎng)景，TOF普適性也相對(duì)受限。
另外，從材料工程角度出發(fā)，開(kāi)發(fā)合成方法來(lái)得到高負(fù)載量的SAC本身就可以作為文章中的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)，事實(shí)上多數(shù)已經(jīng)報(bào)道的相關(guān)研究論文也是將SAC的wt%數(shù)值作為重要的指標(biāo)進(jìn)行highlight。
既然wt%的應(yīng)用有一定的限制，那使用哪一個(gè)指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)SAC負(fù)載量更好呢？
其實(shí)，與wt%相比，原子百分比（at%）更能代表單原子的負(fù)載量，可以避免基底的影響
近日，江蘇大學(xué)饒德偉研究員，中山大學(xué)王夢(mèng)曄教授，Palacky Univeristy左云鵬博士等人圍繞單原子載量的表示方法，在知名國(guó)際期刊Material Today Energy上發(fā)表了Perspective，闡述了at%在表示SAC負(fù)載量時(shí)的優(yōu)勢(shì)
通常報(bào)道的單原子催化劑以wt% 來(lái)定義其負(fù)載量，受限于單原子與載體之間的原子質(zhì)量差異，難以反映真實(shí)的活性位點(diǎn)數(shù)量。制備高負(fù)載的單原子催化劑本身就是材料的重要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)，如果載量的表示方法不能真實(shí)反映活性位點(diǎn)數(shù)量的變化，那么高負(fù)載就失去了其實(shí)際意義
at% 作為一個(gè)表示指數(shù)，可以用來(lái)定義SAC的負(fù)載量并橫向?qū)Ρ龋挥每紤]載體的差異，更貼近單原子的定義
圖3. wt%和at%計(jì)算SAC負(fù)載量的差異性比較（依據(jù)已經(jīng)報(bào)道的相關(guān)論文數(shù)據(jù)）。(a)模型FeCN SAC與(b)實(shí)際報(bào)道的不同F(xiàn)e-C-N SAC體系中用wt%與at%數(shù)值表示的負(fù)載量差異性比較；(c, d) 已報(bào)道不同的單原子催化劑，wt%與at%兩種表示方法的數(shù)值差異性。
wt%與at%都可以用來(lái)表示SAC體系中的目標(biāo)單原子負(fù)載量，橫向?qū)Ρ鹊那闆r下，at%優(yōu)勢(shì)更明顯一些
