• 重新审视SrTiO3中氢杂质的构型：来自第一性原理局域振动模式计算的见解

  氢在SrTiO₃（STO）中的存在及其对材料电子性能的影响一直是研究的热点。氢作为一种常见的元素，其在半导体中的掺杂行为能够显著改变材料的导电性、极化特性以及电荷传输行为等。STO作为一种典型的钙钛矿氧化物，因其独特的结构和优异的电学性能而受到广泛关注。然而，氢在STO中的具体配置仍存在争议，这限制了对氢相关缺陷如何影响STO物理性质的深入理解。本文通过第一性原理计算，系统研究了氢在STO中的配置及其振动特性，以期为解释实验中观察到的吸收谱提供理论支持。研究中采用了适当的混合交换关联泛函，其中精确交换的比例设定为0.2。通过计算氢的间质掺杂（H_i）、中性氢复合体（2H_i）以及多种内在空位复

  来源：ACS Omega

  时间：2025-11-20

• 小波多尺度分析揭示了贵阳（一个具有代表性的喀斯特高原城市）中PM2.5和PM10颗粒物的时间动态及其与气象因素的耦合关系

  本研究围绕贵阳市的PM2.5和PM10污染情况展开，旨在揭示其长期的多尺度时间动态以及与气象因素的复杂互动机制。贵阳作为中国西南地区典型的喀斯特高原城市，其独特的地理环境和气候特征使得该地的空气污染治理具有显著的挑战性。通过分析2015年至2024年期间的连续PM2.5和PM10浓度数据，结合同期的气象数据，如温度、相对湿度、风速、降水和气压等，研究人员采用多尺度小波分析方法，以探索污染时间序列中的主导周期性特征和不同尺度下污染物与气象驱动因素之间的相关性。研究发现，在过去十年中，贵阳的空气质量显著改善，PM2.5和PM10的年均浓度分别比2015年下降了51.05%和49.60%。然而，冬季

  来源：ACS Omega

  时间：2025-11-20

• 在光波导上选择性沉积含有反应性基团的功能化聚L-赖氨酸以实现DNA检测

  在现代生物传感技术的发展过程中，实现生物标志物在传感器敏感区域内的精准定位是提升检测性能和减少非敏感区域中分析物损失的关键。传统方法通常依赖于材料选择性涂层，这些涂层能够在特定区域进行生物功能化处理，同时阻止其他区域的非特异性结合。然而，现有的材料选择性涂层在化学反应性方面存在一定的局限，这使得它们在多样性和可控性方面受到制约。为了解决这一问题，研究人员提出了一种基于聚-L-赖氨酸（PLL）支架的新型选择性涂层策略，这种方法不仅保留了商用羧酸（COOH）基涂层的材料选择性特性，还能够实现模块化的表面功能化。这种策略为生物传感器提供了更灵活、可调节的表面修饰方案，从而提升了空间分辨率和探针密度的

  来源：ACS Omega

  时间：2025-11-20

• 在伏安法研究氢气析出反应时，可逆氢电极的相关性如何？

  在电化学研究中，氢气的生成反应（Hydrogen Evolution Reaction, HER）是一个重要的过程，广泛应用于能源存储和转换系统中。然而，传统的可逆氢电极（Reversible Hydrogen Electrode, RHE）作为HER的参考电位，其适用性在实际操作中常常受到质疑。本研究通过实验、近似解析理论和数值模拟，探讨了RHE在弱酸性条件下的适用性问题。研究发现，尽管RHE和HER在热力学上是相关的，但在常规实验条件下，HER的特征电位（如中点电位）与RHE之间可能存在高达数十毫伏的差异。此外，HER的电化学响应还受到缓冲液浓度的影响，这在RHE模型中未被充分考虑。在弱酸

  来源：ACS Electrochemistry

  时间：2025-11-20

• 大型语言模型在有机电合成发展中的机遇

  有机电合成作为绿色化学的重要分支，近年来因其对环境友好、反应条件温和以及原子经济性高等优势而重新受到关注。然而，尽管其潜力巨大，电合成技术的发展仍面临诸多挑战。从文献挖掘到电催化剂设计，再到反应发现、优化、机理阐释和反应器放大，整个流程不仅复杂，而且依赖于跨学科的知识整合，这使得传统的人工开发方式显得效率低下且难以持续。因此，如何借助新兴技术提升电合成研究的自动化与智能化水平，成为当前科研界关注的焦点。随着人工智能技术的迅速发展，特别是大规模语言模型（LLMs）的出现，为电合成研究带来了新的机遇。LLMs不仅能够高效处理和理解自然语言，还能通过深度学习和模式识别技术，对化学信息进行结构化提取和

  来源：ACS Electrochemistry

  时间：2025-11-20

• 利用二次离子质谱（SIMS）和硬X射线光电子能谱（HAXPES）对锂离子电池中的化学降解过程进行表征

  锂离子电池因其高能量密度、长循环寿命以及良好的安全性能，在现代电子设备和电动汽车等众多领域得到了广泛应用。为了进一步提升电池的性能，科学家们不断探索新的正极材料，其中锂镍锰钴氧（LiNiₓMnᵧCo_zO₂，简称NMC）因其优异的电化学特性而备受关注。尤其是NMC811（LiNi₀.₈Mn₀.₁Co₀.₁O₂）因其较高的镍含量而具有更高的能量密度，但也伴随着更严重的电解液分解问题。为了深入理解这些材料在电池循环过程中的行为，特别是正极与电解液之间的界面演变，本研究采用时间飞行二次离子质谱（ToF-SIMS）和硬X射线光电子能谱（HAXPES）对NMC111、NMC532和NMC811正极材料在

  来源：ACS Omega

  时间：2025-11-20

• 朝着锕系元素的f带理论：对Np和Am替代的PuO2表面上小分子吸附的密度泛函理论（DFT）研究

  本研究通过构建含有镎（Np）和镅（Am）原子的钚氧化物（PuO₂）{110}表面模型，结合密度泛函理论（DFT）模拟，深入探讨了这些邻近原子对Pu 5f能带性质的影响。实验结果表明，PuO₂表面的5f能带中心与表面功函数等关键电子特性呈现出与邻近Np或Am原子数量相关的线性关系，揭示了这些元素在调控Pu电子结构中的作用。此外，研究还通过比较水（H₂O）和一氧化氮（NO）分子在不同表面的吸附行为，进一步验证了5f能带特性对表面化学反应性能的调控能力。这些发现为建立类似于d能带理论的f能带理论提供了理论依据和实验支持，对理解锕系元素的电子行为具有重要意义。### 电子结构的调控与表面特性PuO₂作

  来源：ACS Omega

  时间：2025-11-20

• 利用磁感应进行氧化铝载体的掺杂改性，以用于乙醇蒸汽重整过程

  ### 磁场辅助合成对乙醇蒸汽重整催化剂性能的影响研究乙醇蒸汽重整（Ethanol Steam Reforming, ESR）作为一种可持续的制氢方法，因其原料乙醇的可再生性和反应条件的相对温和而受到广泛关注。乙醇作为液态燃料，具有易于储存和运输的优势，使其在局部化、按需制氢方面具有巨大潜力。此外，ESR的化学计量比表明其理论上可产生较高的氢气产量，这为开发高效、稳定的催化剂提供了基础。然而，ESR过程中仍面临一些挑战，如催化剂活性下降、选择性不足以及碳沉积等问题，这些因素限制了其在实际应用中的效率和寿命。在众多催化剂中，镍（Ni）因其在C–C键断裂方面的高催化活性和成本效益，仍是ESR中最常

  来源：ACS Omega

  时间：2025-11-20

• Heusler型Li2YZ（Y = Zn或Cd，Z = Ge、Sn或Pb）化合物中的拓扑狄拉克半金属相：第一性原理研究

  拓扑量子材料近年来在凝聚态物理领域引起了广泛关注，因其展现出独特的电输运特性而备受研究者青睐。这类材料通常具有对称性保护的表面态和非平凡的能带拓扑结构，这使得它们在新型电子器件和拓扑量子计算中具有重要的应用潜力。研究者们通过多种方法，如拓扑绝缘体的实验发现，逐步揭示了拓扑半金属等材料的丰富物理特性。拓扑狄拉克半金属作为一种特殊的拓扑材料，因其表现出的量子磁阻、巨大反磁性以及振荡的量子自旋霍尔效应，被认为在自旋电子学和低功耗电子设备中具有潜在价值。狄拉克半金属的特征在于费米能级附近存在四重能带交叉，这使得其低能激发中出现无质量费米子，从而导致诸如高载流子迁移率等显著的物理性质。狄拉克半金属的实现

  来源：ACS Omega

  时间：2025-11-20

• 低pH值水泥中由微生物诱导的碳酸盐沉淀作用；在放射性废物地质处置系统中的自修复潜力

  本研究探讨了低pH水泥在模拟地质处置设施（GDF）条件下的微生物相互作用，特别是有机碳和电子受体的可用性对微生物诱导碳酸盐沉淀（MICP）过程的影响。这些发现对于理解低pH水泥在放射性废物地质处置设施中的长期行为具有重要意义，因为它们揭示了微生物活动可能对水泥结构和其作为屏障功能的双重影响。通过一系列微宇宙实验，研究团队评估了在不同碳负荷和电子受体存在情况下的水泥变化情况，从而提供了关于微生物如何在极端化学环境中影响水泥性能的宝贵信息。在地质处置设施中，地下水与工程水泥屏障相互作用，这些屏障用于废物封装、填充材料以及建筑结构。随着放射性废物数量的增加，特别是英国预计未来百年内将增加至少450万

  来源：ACS Omega

  时间：2025-11-20

• 通过策略性地设计电催化剂的电子结构，发挥AEM电解槽的卓越性能，实现动态功能切换

  阴离子交换膜水电解器（AEMWE）是一种具有成本效益的氢气生产技术。为了促进其发展和应用，人们正在努力寻找能够高效促进氢气析出反应（HER）和氧气析出反应（OER）的非铂族金属（non-PGM）电催化剂。硫化镍（NiS）是有效的OER催化剂，但它们在电解槽运行条件下存在因渗出而导致的不稳定性问题。我们提出了一种合理的非铂族金属设计，该设计在OER过程中提高了稳定性，同时在HER方面也表现出色，为可扩展的AEMWE零间隙堆栈设备提供了分子层面的见解。将NiS涂层应用于由三维多孔镍泡沫（NSMA）支撑的铝金属-有机框架上，使得电荷在界面处局部化，从而在100 mA cm–2的电流下仅需322毫伏的

  来源：ACS Catalysis

  时间：2025-11-20

• 通过富氮表面增强电子转移，提高了Fe3C@C催化剂的费托合成活性

  表面氮浓度控制着氮掺杂碳包裹的Fe3C催化剂在费托合成（FTS）中的界面电子转移过程。通过在固定总氮含量的情况下调控表面氮密度，我们发现Fe3C@C（Fe@NC-S）中充足的氮含量通过增强Fe–N配位作用，显著提高了界面电子传递效率。这使得CO转化率提高了4倍（从27.4 μmolCO gFe–1 s–1提高到109.4 μmolCO gFe–1 s–1），同时保持了相同的C5+选择性（42.1%）。光谱学和计算研究表明，富氮表面减少了Fe3C向C的电子泄漏（从+1.906 e减少到+1.619 e），并增强了Fe3C向CO*的电子回授（从+0.243 e增加到+0.264 e），从而将电子密

  来源：ACS Catalysis

  时间：2025-11-20

• Ru催化剂催化的氢脱卤反应中的定向机制：富电子微环境与路易斯酸的协同效应

  催化氢脱卤反应的应用受到氢活化位点不足的限制。为了解决这一问题，研究人员通过将Ru纳米颗粒和硅钨酸（H4SiW12O40，SiW）通过机械化学方法组装到微米级的ZVI（Zinc-Vanadium-Iron）表面上，制备出了一种合金催化剂ZVI-SiWRu。优化后的催化剂在处理三氯乙烯（TCE）时表现出更强的氢脱卤性能，其降解速率明显高于传统的ZVI-Ru体系（kobs = 4.08 h–1 对比 0.048 h–1），并且在高浓度TCE（13.156 mmol/g/d）条件下仍具有出色的脱氯能力。结合原位FTIR光谱和DFT计算发现，电子缺陷较多的钨（W）在ZVI表面形成了一个界面层，使ZVI

  来源：ACS Catalysis

  时间：2025-11-20

• 在Silicalite-1沸石中限定的CuZn活性位点催化的CO2选择性加氢生成甲醇

  将二氧化碳（CO2）选择性加氢为甲醇是一种有前景的策略，既能减少二氧化碳排放，又能生产有价值的化学品和燃料。然而，实现高甲醇选择性和长期催化剂稳定性仍然是一个重大挑战，尤其是对于经典的铜锌（CuZn）基催化剂而言。在这项研究中，我们介绍了一种简单的后合成方法，在纯硅酸盐沸石（S-1）上生成大量的羟基基团，这种处理后的沸石被称为S-1-treated。随后，通过湿法浸渍将均匀分布的铜锌纳米颗粒封装到S-1-treated沸石中。所得到的CuZn@S-1催化剂表现出优异的催化性能，其甲醇时空产率（STY）稳定在10.1 mmol gcat–1 h–1，甲醇选择性达到91.0%。此外，该催化剂具有良

  来源：ACS Catalysis

  时间：2025-11-20

• 在钴单原子催化剂中，反应物诱导的动态催化作用实现了高效的水处理

  阐明单原子催化位点的动态演变是推动单原子催化技术发展的一个根本性挑战。尽管当前的研究主要集中在由外部扰动（例如电化学势变化）引发的结构性转变上，但在常温反应条件下活性位点的内在自适应机制仍大多未被探索。在这里，我们报告了一种氮/氧双配位的钴单原子催化剂（Co–N3O1）在过氧单硫酸盐基高级氧化过程（PMS-AOPs）中因反应物诱导而发生的动态配位演变。通过原位X射线吸收光谱（XAS）结合密度泛函理论（DFT）计算，我们发现该催化剂在PMS激活后经历了从初始的Co–N3Ocat构型到OPMS═Co–N3中间体的两步可逆结构转变，在苯酚氧化过程中又重新恢复到原始的Co–N3Ocat状态。这种动态重

  来源：ACS Catalysis

  时间：2025-11-20

• 多重刺激响应的多孔有机聚合物在药物-气体联合抗癌治疗中的应用

  联合疗法能够显著帮助治疗生物学上复杂的疾病，包括癌症。这些强大的疗法，例如一氧化氮（NO）气体与化疗的联合使用，能够同时针对不同的生物靶点，从而克服或减少药物耐药性，并降低与剂量相关的毒性。然而，在几乎所有现有的载体中，气体和药物会在载体的同一物理空间内竞争装载位置，因此可能会相互干扰。在此研究中，我们采用多孔有机聚合物（POP）作为设计策略，制备了一种具有空间分离的气体和药物装载位点的联合疗法载体。SH-POP通过一种简便的室温合成方法制备，含有丰富的巯基（−SH）和仲胺（R-NH-R′）官能团，这些官能团可以在合成后进行硝基化处理，生成光敏型的一氧化氮释放剂SNO-POP。在白光照射下，S

  来源：ACS Applied Materials & Interfaces

  时间：2025-11-20

• 聚合物辅助工程制备具有增强漆酶样活性的铜过氧化物纳米酶，用于传感应用

  纳米酶作为天然酶的替代品展现出巨大潜力，但它们相对较低的催化活性和有限的稳定性给设计出性能与天然酶相当的纳米酶带来了挑战。通过表面功能化对纳米材料进行工程改造是一种有前景的方法，这种方法可以调节纳米材料的表面性质，以实现分子识别能力、增强催化活性、在常温条件下的长期稳定性以及提高生物相容性。在本研究中，我们采用了一种表面调控策略，利用不同的聚合物支架来稳定过氧化铜（CP）纳米点，从而调节其类似漆酶的催化活性。选择了五种具有不同表面电荷（阳离子、阴离子和中性）和疏水性的聚合物来制备CP纳米点。在这些经过表面改性的纳米点中，阳离子功能化的纳米点表现出最高的类似漆酶的催化活性，其活性是天然漆酶的10

  来源：ACS Applied Materials & Interfaces

  时间：2025-11-20

• 综述：农业中的聚合物水凝胶：环境性能、可持续性挑战及未来前景

  气候变化和淡水短缺日益限制着农作物生产，这促使人们研究能够提高水分和养分利用效率的土壤改良方法。聚合物水凝胶是一种交联的、遇水膨胀的网络材料，正成为适应气候变化农业的理想选择。通过储存并逐渐释放水分和农用化学品，水凝胶能够调节土壤湿度、减少灌溉频率并提高肥料利用率。近年来，水凝胶技术的发展已经超越了单纯的超强吸水性，朝着多功能方向发展，包括可控养分输送、种子包覆和微生物接种等功能，并朝着能够与精准灌溉和传感技术结合的“智能”材料迈进。本文综述了水凝胶的化学性质、交联策略以及其在土壤相关离子环境和pH条件下的结构-性能关系（如膨胀性、力学性能和释放动力学）。我们评估了不同作物和土壤类型下水凝胶的

  来源：ACS Agricultural Science & Technology

  时间：2025-11-20

• 在日粮中添加木本植物叶片：次生代谢物对体外瘤胃发酵参数的剂量依赖性影响

  在可持续畜牧业系统中，来自干旱地区的本土饲料资源因其营养价值和功能性特性而受到关注。在半干旱地区，木本植物在旱季对牲畜的营养至关重要，它们含有缩合单宁等生物活性化合物。本研究评估了阿根廷干燥查科地区本土木本植物作为反刍动物饲料的营养潜力。所选植物包括：Schinopsis balansae Engl.、Prosopis alba Griseb.、Acacia aroma Gillies ex Hook. & Arn.、Libidibia paraguariensis (D. Parodi) G.P. Lewis、Cercidium praecox (Ruiz & Pav.)、Larrea di

  来源：ACS Agricultural Science & Technology

  时间：2025-11-20

• 基于动态交联聚二甲基硅氧烷的自修复低模量弹性防冰涂层

  基于防冰涂层的被动防冰和除冰技术受到了广泛关注。尽管这些技术在能源消耗和环境可持续性方面具有诸多优势，但它们可能面临环境适应性的挑战。机械损伤会不可避免地使表面变得粗糙，从而降低防冰性能的稳定性和耐用性。为了解决这个问题，我们开发了由PDMS共价可适应网络（CANs）制成的自修复低模量弹性涂层。PDMS CANs通过二硼杂环化合物动态交联，这种化合物可以进行交换反应，从而实现拓扑结构的重新排列和CANs的自主自修复。通过改变化学配方可以调节CANs的交联密度，并研究了其对机械性能、自修复行为和防冰性能的影响。为了进一步降低冰的附着力，在PDMS CANs中添加了硅油。进一步研究了防冰特性与油含

  来源：ACS Applied Polymer Materials

  时间：2025-11-20

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