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  • MoleculeCrafter与非规范碱基配对:一种半自动CAD工具,用于开发灵活且可单元化的3D可打印大分子,适用于教育领域

    分子建模工具MoleculeCrafter的创新与应用分析一、教育模型的发展背景与需求化学教育中分子模型的作用已得到广泛认可,通过三维实体模型帮助学生建立微观世界的空间认知。传统模型存在两大局限:首先,刚性结构无法展示分子动态特性,如DNA双螺旋的旋转、RNA构象的折叠等;其次,标准化模型多局限于沃森-克里克配对(WCF),而生物体内存在大量非标准配对方式,例如DNA四链体(G-四联体)中的Hoogsteen配对和RNA分子中的Sugar边相互作用。这些复杂结构的教学需求催生了MoleculeCrafter工具的研发。二、MoleculeCrafter的核心功能架构该工具基于Onshape C

    来源:Journal of Chemical Education

    时间:2025-11-27

  • 在纳米结构电极上,解码[FeFe]氢化酶中[FeS]簇难以捉摸的氧化还原性质

    FeFe氢酶催化循环中[4Fe4S]簇的质子耦合电子转移机制解析质子耦合电子转移(PCET)是FeFe氢酶实现高效双向催化的重要机制。该酶通过[4Fe4S]氢化簇与[2Fe]亚基的协同作用催化氢气的可逆转化,但关于[4Fe4S]簇是否参与PCET的争议持续存在。本研究创新性地采用铟锡氧化物(ITO)功能化纳米石墨电极,结合电化学原位成熟技术,首次实现了对FeFe氢酶三个[4Fe4S]簇独立还原电位的高精度解析。实验体系构建方面,研究团队通过异源表达和体外成熟技术,构建了不含天然[2Fe]亚基的apoprotein(DdHydAB)模型。该模型通过牺牲CO配体与ADT桥联位点的空间位阻,有效隔离

    来源:Journal of the American Chemical Society

    时间:2025-11-27

  • 含吸水性生物聚合物的多层阻隔涂层的建模与实验

    ### 中文解读:基于水吸收层的多层屏障材料及其水分阻隔机制研究#### 1. 研究背景与动机随着全球环境法规趋严及消费者对可持续包装需求的增长,传统以石油基塑料为主体的包装材料面临转型压力。石油基塑料虽具备优异的阻隔性能,但其不可降解性和高碳足迹问题日益突出。近年来,壳聚糖等天然高分子材料因其可生物降解性受到关注,但单一材料的水分阻隔性能通常不足。本研究提出通过构建多层复合结构,将水吸收层与阻隔层结合,以动态调控水分活性梯度,从而实现高效阻隔。这一设计不仅可减少石油基材料的使用,还能通过水吸收层在短期内提升阻隔性能。#### 2. 核心理论模型研究基于水分活度梯度驱动的水分渗透机制。传统单层

    来源:Industrial & Engineering Chemistry Research

    时间:2025-11-27

  • 卡宾加成反应及其对富勒烯单分子磁体中Dy···Dy耦合、磁化强度弛豫及磁挫效应的远距离影响

    稀土金属富勒烯作为单分子磁体(SMM)的研究近年来备受关注,因其独特的磁性质在量子计算等领域具有潜在应用价值。本文以Dy₂ScN@C₈₀和Dy₃N@C₈₀为例,系统研究了外禀Adamantylidene(Ad)官能化对金属-金属相互作用及磁性能的影响机制,揭示了化学修饰调控多核稀土磁体行为的规律。### 1. 研究背景与核心问题金属富勒烯的磁性质主要由单离子各向异性和金属-金属交换作用共同决定。其中,三核稀土富勒烯(如Dy₃N@C₈₀)因几何 frustration导致的磁交换耦合特性,表现出复杂的磁学行为。已有研究表明,Dy₂ScN@C₈₀因强铁磁耦合抑制了零场量子隧道磁化(QTM),而Dy

    来源:JACS Au

    时间:2025-11-27

  • 含有N-杂环亚胺基团的仲膦:高电子富集的P-H键的极性反转

    该研究聚焦于新型次磷化合物(NHI-取代磷化氢)的合成及其反应性探索,揭示了这些化合物在氢原子转移和磷亲核反应中的独特行为。通过引入双N-杂环亚胺基取代基,该类化合物实现了电子结构的显著优化,其P-H键的极性被大幅增强,从而同时具备强质子受体和高效氢原子供体的双重特性。在合成策略上,研究者采用磷盐与钠三异丁基硼氢化钠(N-Selectride)的还原偶联反应,成功制备了三种不同取代基的次磷化合物(1-3)。结构表征显示,这些化合物具有典型的磷原子三配位构型,其中1号和3号化合物因NHI取代基的共轭结构呈现不同的空间排列特征。值得注意的是,2号化合物因 bulky的迪斯普罗苯基取代基导致P-H键

    来源:Inorganic Chemistry

    时间:2025-11-27

  • 过程模拟与改造优化:用于更清洁燃料的石脑油蒸馏

    南非某炼油厂石脑油分馏塔的数字化孪生优化研究揭示了能源效率与环保合规协同改进的可行路径。该案例通过Aspen HYSYS V12模拟与实际生产数据的深度耦合,系统分析了操作参数调整与结构优化对产品品质和能耗的综合影响,为同类装置的低碳改造提供了可复制的技术框架。### 一、行业背景与问题挑战南非炼油业面临双重压力:一方面需满足2027年实施的清洁燃料II法规(CF2),将汽油中苯乙烯含量从5%vol降至1%vol以下;另一方面要应对占运营成本30-50%的能源支出。传统解决方案多聚焦单一目标,如通过新建分馏塔实现环保达标(需数千万美元投资)或单纯节能改造(可能牺牲产品规格)。该研究突破性地将操

    来源:Industrial & Engineering Chemistry Research

    时间:2025-11-27

  • 揭示调控超顺磁氧化铁上高效正交-顺氢转换的关键磁因素

    正交-平行氢转换(o-p H₂)是液态氢储运技术中的关键步骤,但高效催化剂的开发长期受限于对结构、磁性及催化性能关系的理解不足。近期一项研究通过优化热解工艺制备了超顺磁性铁氧化物(FeOₓ),并系统揭示了磁性特性对催化效率的调控机制。该成果不仅为铁基催化剂设计提供了新思路,更为氢能储运技术中的核心反应机理研究奠定了基础。### 一、研究背景与挑战液态氢储运需在低温(77 K)下实现氢气同位素的高效转化。正氢(o-H₂)与仲氢(p-H₂)的互变反应(o-p H₂转换)是氢液化过程的核心障碍。虽然已有多种铁基催化剂被报道,但其活性提升机制尚未完全阐明。现有研究多聚焦于晶体结构、比表面积和表面官能团

    来源:Energy & Fuels

    时间:2025-11-27

  • 腔隙性卒中患者的心脏代谢指数与颈动脉内膜-中层厚度之间的关联

    摘要通俗语言总结 目的: 本研究的目的是探讨心代谢指数(CMI)与腔隙性脑梗死(LS)患者颈动脉内膜-中层厚度(cIMT)之间的关联。 方法: 对2022年3月至2024年5月期间在厦门大学附属中山医院接受颈动脉超声检查的155名LS患者进行了回顾性分析。根据cIMT测量结果,将参与者分为3组:正常组(n=54)、颈动脉内膜增厚组(n=57)和斑块组(n=44)。收集了临床数据,计算了CMI值,进行了组间比较,并评估了CMI与颈动脉病变严重程度之间的相关性。 结果: 本研究共纳入155名LS患者,其中男性72名,女性83名,平均年龄为

    来源:Journal of Craniofacial Surgery

    时间:2025-11-27

  • 鼠李糖脂/富勒烯纳米复合材料作为强效自由基清除剂在急性重症溃疡性结肠炎预防中的应用:一种低剂量治疗策略

    溃疡性结肠炎(UC)是一种以肠道黏膜慢性炎症为特征的疾病,其中急性重症型(ASUC)因高发病率、严重并发症及治疗瓶颈备受关注。现有抗炎药物如5-氨基水杨酸(5-ASA)存在疗效受限、肠道渗透性差等问题,尤其当黏膜屏障受损时,药物吸收效率显著下降。针对这一挑战,研究团队开发出鼠李糖脂包覆的C60纳米复合材料(RL/C60),并证实其在预防ASUC中的独特优势。### 1. 研究背景与意义ASUC作为UC的严重亚型,其病理机制涉及肠道黏膜氧化应激损伤、促炎因子(如TNF-α、IL-1β)异常释放及中性粒细胞过度浸润。传统药物因生物利用度低、长期使用副作用显著等问题,难以满足临床需求。近年来,纳米材

    来源:ACS Omega

    时间:2025-11-27

  • 源自人类层粘连蛋白-111的AG73可促进人类肌母细胞的增殖、迁移和分化:在再生医学领域具有广阔前景的候选物质

    本文针对Laminin 111(LM-111)及其水解产物HuAG73肽在肌肉再生中的功能展开系统性研究,重点揭示人类特异性AG73肽对肌原细胞增殖、迁移及分化的调控机制。研究通过体外细胞实验与体内异种移植模型,对比LM-111全蛋白与HuAG73肽的生物学效应,为肌肉疾病治疗提供新策略。一、分子基础与功能背景基底膜作为细胞外基质的核心成分,其LM-111异型体在胚胎期肌肉发育中发挥关键作用。该异型体由α1、β1、γ1三链构成,通过整合素受体α7β1与 dystroglycan复合物介导细胞-基质相互作用。研究证实,LM-111在肌损伤后通过促进卫星细胞活化、抑制炎症反应及调控细胞外基质重构实

    来源:ACS Omega

    时间:2025-11-27

  • 利用Al2O3背衬界面层控制垂直扩散,以实现稳定高性能的InZnO薄膜晶体管(TFTs)

    随着柔性显示和低功耗电子设备需求的增长,氧化物薄膜晶体管(TFT)因其高迁移率、透明性和与柔性基板的兼容性成为研究热点。然而,传统氧化锌(ZnO)或铟锌氧化物(IZO)TFT在长期偏置应力下易出现阈值电压漂移,这严重制约了其在动态刷新率高的显示器件中的应用。针对这一技术瓶颈,本研究提出通过优化铝氧化物(Al₂O₃)背界面层与高介电常数(k值)HfO₂/Al₂O₃栅介质协同作用,实现Al³⁺垂直扩散调控,从而抑制氧空位形成并提升器件稳定性。### 技术背景与挑战10 cm²/V·s)以保证高速响应,同时需兼顾高透明度和柔韧性。传统LTPS(低温多晶硅)TFT虽然性能优异,但工艺复杂、成本高昂。而

    来源:ACS Omega

    时间:2025-11-27

  • 新2-(丙硫基)-N-(1,3,4-噻二唑-2-基)烟酰胺药效团中可利用的疏水相互作用的影响及其治疗潜力的评估

    该研究围绕新型含硫杂环药物3(2-(丙基硫代)-N-(1,3,4-噻二唑-2-基)烟酰胺)的合成、结构表征及生物活性展开系统性分析。研究采用多学科交叉方法,整合了有机合成、计算化学、分子对接和生物活性检测技术,揭示了药物设计中的结构-活性关系。以下从关键研究模块展开解读:### 一、结构设计与合成验证研究团队通过两步合成策略构建了目标分子骨架:首先利用亲核取代反应将丙基硫代基团引入2-巯基烟酸分子,形成中间体2-(丙基硫代)烟酸;随后通过Steglich缩合反应引入1,3,4-噻二唑氨基片段,最终经柱层析纯化得到化合物3。合成路径中引入的硫原子显著提升了分子疏水性,而噻二唑环的刚性结构增强了分

    来源:ACS Omega

    时间:2025-11-27

  • 氮掺杂Nb2O5纳米结构提升了超级电容器的性能

    氮掺杂钽氧化物在超级电容器中的性能优化研究一、研究背景与意义随着清洁能源技术的发展,高效稳定的储能器件需求日益迫切。过渡金属氧化物因其独特的电子结构和可调的化学性质,成为超级电容器电极材料的重要候选体系。钽氧化物(Nb₂O₅)因其宽的稳定电位窗口和可逆的氧化还原反应,在碱性电解液中展现出良好的储能潜力。然而,传统钽氧化物材料存在比电容较低(约200-300 F/g)、离子扩散速率慢等问题。近年来,氮掺杂技术因其能够调控材料电子结构、增强导电性并优化表面活性位点,被广泛应用于过渡金属氧化物改性领域。本研究采用尿素前驱体对钽氧化物进行氮掺杂,系统考察了掺杂对材料结构、缺陷态及电化学性能的影响,为新

    来源:ACS Omega

    时间:2025-11-27

  • 多功能两性离子-WS2膜在正向渗透过程中用于提升染料去除效果和抗生物污染性能

    随着全球水资源污染问题的加剧,开发高效且可持续的水处理材料成为研究热点。传统水处理工艺存在处理效率低、易滋生生物膜等问题,而新型功能化材料的引入为解决这些问题提供了可能。本文报道了一种基于聚砜(PSF)基体的生物启发式复合膜,通过整合两性离子基团和二硫化钨(WS₂)纳米片,实现了光催化降解与选择性吸附的协同作用,同时有效抑制微生物附着。**1. 研究背景与动机**水处理技术正经历从单一过滤向多功能复合材料的转型。传统反渗透膜依赖化学涂层增强抗污性,但存在易污染、高能耗等问题。近年来,光催化材料因其独特的氧化还原能力受到关注,尤其是二维过渡金属硫化物(如WS₂)在可见光下的活性。然而,现有研究多

    来源:ACS Omega

    时间:2025-11-27

  • TiAlB、VAlB、CrAlB的拉曼光谱与热导率:从头算研究

    本文系统研究了TiAlB、VAlB和CrAlB三种MAB相材料的电子性质、拉曼光谱特征及热导率性能,采用VASP软件包结合第一性原理计算方法。研究显示,三种材料均具有正交晶系Cmcm空间群,层状结构由过渡金属层与硼层交替构成,同时Al层填充于中间间隙。这种独特的层状结构赋予材料高硬度、优异的热稳定性及各向异性特征。在电子性质方面,材料近费米能级的主要贡献来自过渡金属的3d轨道和硼原子的p轨道。这种电子结构使材料表现出显著的金属导电性,导电机制由金属键和M-B共价键共同作用。值得注意的是,材料存在半金属特性,其导带与价带存在部分重叠,导致载流子无需额外能量即可跃迁,形成连续的导电通道。600 c

    来源:ACS Omega

    时间:2025-11-27

  • 网络弹性对离子弹性体非对称EDL电容-电压响应的影响

    离子弹性体(Ionoelastomers, IEs)作为新型固态电解质材料,近年来在柔性电子器件和能源存储领域展现出重要应用潜力。这类材料通过将离子液体(ILs)中的阳离子共价键固定于弹性聚合物网络中,实现了单一离子导电与机械柔性的协同。其独特的电化学行为源于弹性网络对交联离子空间分布的调控作用,这种机制与传统的离子液体电解质存在本质差异。本研究通过系统调控交联密度和温度,揭示了弹性模量与双电层(EDL)电容响应之间的定量关系,为设计功能化离子弹性体提供了理论依据。### 1. 研究背景与科学问题离子弹性体兼具离子液体的高离子迁移率和弹性体的大变形能力,但其界面电化学行为尚未完全阐明。传统ED

    来源:ACS Electrochemistry

    时间:2025-11-27

  • 非均匀激子密度对光致发光淬灭法测量扩散长度的影响

    有机光伏(OPV)技术中的激子扩散长度(L_D)是衡量材料光吸收与载流子传输效率的关键参数。然而,传统实验方法在估计L_D时存在固有假设偏差,例如默认激子生成过程均匀,但实际系统中吸收系数(α)与波长选择等因素会显著影响测量结果。本文通过动力学蒙特卡洛(KMC)模拟,系统分析了非均匀激子生成对L_D测量的影响,并揭示了不同光学条件下误差的量化规律。### 一、实验背景与核心问题OPV器件的运行依赖于激子在有机活性层中的扩散与复合平衡。传统PL淬灭法通过拟合淬灭效率曲线计算L_D,其理论模型基于三点假设:1)激子均匀分布生成;2)淬灭层仅捕获界面附近激子;3)复合过程仅考虑辐射衰变。然而,实验发

    来源:ACS Omega

    时间:2025-11-27

  • 用亚马逊锰矿渣增强的淀粉薄膜:机械性能、水蒸气阻隔性能和紫外线屏蔽性能

    锰矿尾ings作为增强材料在淀粉薄膜中的应用研究摘要:本研究以锰矿选矿废渣(RBK)及其衍生产物钡锰酸盐(BaMnO4)和二氧化锰(δ-MnO2)为增强剂,系统研究了锰基材料对玉米淀粉薄膜性能的影响。通过对比实验发现,1%的RBK增强薄膜的抗拉强度达到5.2 MPa,较纯淀粉薄膜提升47%,同时将水蒸气渗透率降低至2.5×10^-10 kg·m⁻¹·s⁻¹·Pa⁻¹,接近传统纳米氧化物的性能水平。钡锰酸盐展现出独特的性能优势,0.5%添加量时薄膜抗拉强度达到20 MPa,是纯淀粉的5.7倍,同时保持优异的透明度( opacity 107 mm⁻¹)。值得注意的是,原始锰矿尾ings在保持机械性

    来源:ACS Omega

    时间:2025-11-27

  • 一种pH响应型环氧涂层,该涂层包含一种新型的Schiff碱负载的UiO-66-NH2化合物,并具有封装外壳结构,可用于长期保护钢材免受腐蚀

    随着工业领域对钢结构耐腐蚀性需求的提升,开发高效且环境友好的防腐涂层成为研究热点。传统环氧涂层因孔隙率较高,易导致电解质渗透引发金属腐蚀,而通过引入具有孔隙结构的纳米材料作为载体负载腐蚀抑制剂,可显著改善其防护性能。近期一项研究创新性地采用pH响应封装技术,将新型有机分子作为腐蚀抑制剂,成功提升了环氧涂层的主动防护能力,为工业环境中的金属防腐提供了新思路。### 1. 核心材料与制备技术研究聚焦于金属有机框架(MOF)材料UiO-66-NH2,其具有高比表面积(860.18 m²/g)和三维孔隙结构,为负载席夫碱类腐蚀抑制剂提供了理想载体。通过酸碱响应的封装技术,利用多价离子交联作用构建了双重

    来源:ACS Omega

    时间:2025-11-27

  • 8-羟基喹啉-2-羧酸与二价阳离子在水溶液中的化学形态及配位行为:一项Irving-Williams系列研究

    本研究系统考察了8-羟基喹啉-2-羧酸(8-HQA)与Irving-Williams系列中Mn²⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺及Zn²⁺的配位行为,通过多维度实验验证和理论计算揭示了该配体与金属离子的结合机制及稳定性规律。研究采用离子选择性电极电位滴定、紫外-可见光谱、差分脉冲安培伏安法(DP-ASV)、电子顺磁共振(EPR)及量子力学计算相结合的方法,全面解析了8-HQA与金属离子的配位模式、物种组成及稳定性特征。在实验方法方面,研究构建了标准化的离子强度(0.2 mol/dm³ KCl)和温度(298.2 K)体系,通过电位滴定法测定了Mn²⁺、Co²⁺、Ni²⁺的稳定常数,而

    来源:ACS Omega

    时间:2025-11-27


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