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圆柱形凹面超疏水表面上固液复合液滴的动力学行为
通过液滴-颗粒相互作用生成复合液滴的现象受到了广泛关注,因为它在诊断、生物分子封装、功能性涂层和靶向药物递送等领域具有重要的应用价值。本研究探讨了直径为3毫米的去离子水滴撞击放置在超疏水凹表面上的直径为1毫米的玻璃珠时的动力学行为,该表面的静态接触角为153°。实验在Weber数范围8.20–57.10内进行,高速可视化观察显示形成了含有单一或两种颗粒的稳定复合液滴,并随后发生脱离现象。研究结果表明,由于轴向和方位向扩散以及重力的影响,复合液滴的最大扩散直径(βmax)和停留时间随着凹面比(δ)的增加而减小。此外,较高的表面凹面比会抑制扩散并缩短复合液滴在给定Weber数下的停留时间。例如,复
来源:Langmuir
时间:2025-11-19
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利用激光生成液滴探针对亚100纳米前驱膜中的溶质马兰戈尼对流进行实时可视化观测
我们提出了一种无需使用示踪剂的方法,用于实时可视化纳米厚度液膜中的流动现象——这一尺度对于控制润湿和界面传输至关重要。实验表明,将一束532纳米的连续波激光(功率约1毫瓦)聚焦到5微米宽间隙内的气泡区域(该区域充满了具有不同挥发性和表面张力的液体混合物,例如乙醇/PEG-200混合物)上,可以按需自发生成富含PEG的微滴。研究发现,激光关闭后,微滴会立即脱离气泡并以约30微米/秒的速度沿直线远离液源。通过层流与物质传输的联合模拟发现,大约50纳米厚的前驱膜由于乙醇的蒸发而产生溶质驱动的Marangoni对流,从而使微滴被动地被输送。这种基于激光与微滴的技术首次实现了在厚度小于100纳米的前驱膜
来源:Langmuir
时间:2025-11-19
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结构化水调节生物界面处的离子配位
金属离子与生物界面的相互作用在许多生理和病理过程中起着至关重要的作用,例如信号转导、酶促催化和膜组织。越来越多的研究强调了水结构在调节生物界面相互作用中的普遍性和重要性。生物界面的内在表面异质性显著影响水结构,进而影响界面相互作用。特别是蛋白质和膜的表面在化学和几何结构上都非常复杂且具有异质性,存在纳米级的亲水/疏水基团以及错位结构。然而,关于这种错位异质性对金属离子在生物界面上的配位作用知之甚少。在本研究中,我们开发了一个简化了的离子配位生物界面模型,该模型考虑了化学和几何上的异质性,并探讨了原子尺度上的错位基团对界面性质以及由此对离子配位的影响。结果表明,表面电荷状态、氢键环境以及界面水结
来源:Langmuir
时间:2025-11-19
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在多酶反应系统中,当酶物理吸附在表面时发生“滑动”的证据
尽管已经证明了酶与物理或化学固定在表面的辅因子之间的反应,但一个基本问题仍然存在:酶是如何与表面相互作用的?具体来说,反应后它们是从表面脱附,还是重新吸附到表面,又或者是沿着表面滑动?通过对实验结果进行详细的动力学建模(这些实验研究了通过柔性连接臂将辅因子烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)固定在二氧化硅颗粒(SiNPs)表面的多酶耦合再生过程),发现每种酶在颗粒表面每次吸附事件中可以完成200到400次催化循环。这表明酶必须能够在一次吸附循环内沿着表面滑动。研究了两组耦合的酶系统:(i) 酒精脱氢酶(ADH)与谷氨酸脱氢酶(GluDH)的耦合系统,以及 (ii) EcG3PD 与来自 Clost
来源:Langmuir
时间:2025-11-19
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物体在表面凸起处接触线运动:跳跃现象与能量耗散
理解移动的接触线与表面缺陷之间的相互作用对于解释实际表面上的润湿动力学和接触角滞后现象至关重要。在这项研究中,我们探讨了一个孤立的地形缺陷如何影响圆柱纤维上接触线的运动,这种几何结构与原子力显微镜(AFM)实验相关。通过数值模拟,我们分析了液滴在单个纳米级凸起上前进和后退时的准静态力-位移行为,发现接触线在脱离凸起和重新附着过程中存在明显的能量耗散现象。模拟结果量化了跳跃长度及相关能量耗散与表面张力、接触角、缺陷几何形状以及探针半径等物理参数的依赖关系。模拟清楚地表明,脱离凸起过程中的能量耗散大于附着过程中的能量耗散,且大部分能量耗散发生在脱离阶段。我们提出了接触线附着和脱离过程中能量耗散的近
来源:Langmuir
时间:2025-11-19
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通过FeCoNiOx-MOF的多元素协同作用提高工业氧气析出反应活性及耐腐蚀性
金属有机框架(MOF)材料因其优异的结构特性和丰富的活性位点而被广泛用于水电解。然而,在用于氢气生产的电化学过程中,工业级氧气析出(OER)阳极的耐腐蚀性是一个重大挑战。我们通过掺杂过渡金属Fe、Co和Ni制备了一系列MOF材料(FeOx-MOF、CoOx-MOF、NiOx-MOF、FeNiOx-MOF、FeCoOx-MOF、CoNiOx-MOF和FeCoNiOx-MOF)。作为OER催化剂,FeCoNiOx-MOF在10 mA cm–2电流密度下具有最高的电催化活性,过电位为290 mV,其催化性能优于RuO2。此外,在相同的恒定电位(1.57 V vs RHE)条件下,FeCoNiOx-M
来源:Langmuir
时间:2025-11-19
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利用Schiff碱Silatrane修饰的荧光碳点(这些碳点上含有ONN供体位点),实现对环境样品中美洛昔康(Mefenamic Acid)的选择性识别
本研究描述了利用Schiff碱的硅烷基衍生物,通过微波辅助合成具有ONN供体位点的荧光碳点(CDs@SBONN)。通过傅里叶变换红外光谱、核磁共振、质谱和单晶X射线衍射等光谱学方法证实了Schiff碱(SBONN)和Schiff碱硅烷(Silt-SBONN)的生成。通过热重分析、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、动态光散射、Brunauer–Emmett–Teller分析和X射线光电子能谱研究了CDs@SBONN的结构参数。CDs@SBONN中的ONN供体位点能够选择性地与多种物质发生相互作用,包括美洛昔康(MA)(以及布洛芬、阿司匹林、萘普生、双氯芬酸和酮洛芬等药物)、氨基酸(如甘氨酸、缬氨酸
来源:Langmuir
时间:2025-11-19
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利用机器学习势能对液态Ga–In合金中的局部结构异质性进行原子级探索
液态镓-铟(Ga–In)合金是一类具有吸引力的材料,它们结合了金属和液体的优点。这些独特的性质使得它们在化学、物理、材料科学和工程领域有着广泛的应用潜力。因此,阐明液态Ga–In合金在纳米尺度上的局部结构特性对于理解其内部发生的物理过程以及推动新应用的发展至关重要。在这里,我们利用机器学习力场分子动力学模拟,对五种液态Ga–In合金(即Ga79.3In20.7、Ga83.2In16.8、Ga85.8In14.2、Ga91.8In8.2和Ga96.9In3.1)中Ga原子和In原子周围的局部配位行为及结构有序性进行了原子级别的研究。研究结果表明,Ga79.3In20.7、Ga83.2In16.8
来源:Langmuir
时间:2025-11-19
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通过飞秒激光和阳极氧化处理,在3D打印钛合金上实现极端润湿性转变,从而改善其摩擦学性能
钛合金Ti-6Al-4V(TC4)因其优异的机械性能和增强的耐腐蚀性而被广泛用于骨科植入物。然而,TC4表面的生物相容性和耐磨性仍有不足,这限制了其在医疗领域的应用。因此,需要对TC4表面的拓扑结构和极端润湿性转变进行调控。传统的表面改性技术往往无法同时提高TC4表面的亲水性和耐磨性。为克服这一限制,本研究提出了一种新的策略,将飞秒激光消融与阳极氧化结合使用,以改善3D打印TC4组件的生物相容性和摩擦学性能。首先,使用飞秒激光在3D打印的TC4表面制造沟槽结构,然后对经过飞秒激光消融的TC4表面进行阳极氧化处理。该方法旨在赋予TC4表面优化的润湿性和耐磨性,从而延长TC4组件的使用寿命。通过分
来源:Langmuir
时间:2025-11-19
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单价、二价和三价阳离子在电双层中的特性:分子动力学研究
离子行为,包括离子分布和在固液界面上的水合特性,在许多重要应用中都是重要的研究课题,例如电双层电容器和水润滑。在这里,我们系统地研究了在不同电荷密度(σ)下,Li+、Na+、K+、Ca2+、Mg2+和La3+离子在电双层(EDLs)内的浓度分布、水合数和屏蔽特性。当电荷密度σ小于−0.16 C/m2时,单价阳离子主要聚集在外赫尔姆霍兹层(OHP)。随着σ值的增加,单价阳离子开始脱水并迁移到内赫尔姆霍兹层(IHP),其迁移顺序为K+、Na+、Li+。这种与离子大小相关的行为是由于较大离子的水合能较低所致。而对于二价和三价离子,则没有明显的内赫尔姆霍兹层形成。通过分析净电荷分布,可以评估反离子对表
来源:Langmuir
时间:2025-11-19
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通过将溴化铅复合物与聚苯乙烯-聚(环氧乙烷)嵌段共聚物进行包晶作用,制备出具有可调形态的混合毛状二维纳米结构
本文探讨了一种由聚苯乙烯-聚环氧乙烷(PS-PEO)和铅溴化物(PbBr₂)形成的二维混合毛发状纳米结构。该研究揭示了在特定溶剂体系中,这些纳米结构的形成机制及其形态对成分比例的依赖性。研究结果不仅丰富了我们对块状共聚物(BCP)模板化合成二维有机-无机混合纳米结构的理解,也为材料科学和纳米技术的发展提供了新的思路。### 一、研究背景与意义在材料科学领域,二维纳米结构因其形态多样性、可控有序性和可调纳米域特性,成为了构建新型功能材料的重要手段。块状共聚物在溶液中的自组装能力使得它们成为一种极具潜力的模板材料,可以用于调控无机纳米材料的结构和形态。研究者发现,溶剂的选择性、聚合物浓度以及添加剂
来源:Langmuir
时间:2025-11-19
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深板层前角膜移植术后Urrets-Zavalia综合征:病例系列研究
```section> 摘要 通俗语言总结 目的: 描述13例在进行深板层角膜移植术后出现瞳孔固定且扩大的情况。 方法: 这项回顾性病例系列研究了13名患者(共13只眼睛),这些患者均接受了深板层角膜移植手术,术中及术后前房内存在空气,术后出现瞳孔固定且扩大的现象。患者就诊时间跨度为10年(2015年1月至2024年12月),就诊地点为一家三级眼科医疗机构。研究分析了患者的 demographic 数据、风险因素、术中并发症、前段炎症、术后眼内压升高以及瞳孔阻滞等情况。 结果: 在13例患者中,术后临床诊断为 Urrets-Zavalia 综合征:其中9例与
来源:Eye & Contact Lens
时间:2025-11-19
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隐形眼镜消毒剂对引起结膜炎的包膜病毒和非包膜病原病毒的杀病毒作用
摘要通俗语言总结 目标: 隐形眼镜(CL)的污染可能导致病毒性角结膜炎的传播,尤其是对隐形眼镜使用者而言。如果消毒不充分,或者隐形眼镜消毒剂中的人类腺病毒(HAdV-D)和严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(SARS-CoV-2)病毒具有较高的稳定性,都可能引发眼部感染。在本研究中,我们评估了市面上常见的隐形眼镜消毒剂对这些病毒的抗病毒效果。 方法: 实验前,我们在A549细胞和Vero E6/TMPRSS2细胞中检测了隐形眼镜消毒剂的细胞毒性,以确定其检测限。将储备病毒与每种隐形眼镜消毒剂按1:9的比例混合,并按照制造商的说明进行
来源:Eye & Contact Lens
时间:2025-11-19
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装饰性隐形眼镜的色素位置、表面粗糙度及微生物污染情况的评估
```section> 摘要 通俗语言总结 目的: 评估在墨西哥销售的三个品牌的装饰性隐形眼镜的色素分布、表面粗糙度以及可能的细菌污染情况。装饰性隐形眼镜中的色素分布可能会影响其物理特性。某些品牌的包装条件较差和/或制造材料质量不高,从而增加了污染的风险。 方法: 研究了在墨西哥销售的四个商业品牌:Ds. Flower、Ultramo、Magic和Lunare(Bausch & Lomb),其中Lunare作为对照组。使用扫描电子显微镜和原子力显微镜测量了这些装饰性隐形眼镜的物理特性。通过血液琼脂培养来检测微生物污染。在无菌条件下从隐形眼镜的囊泡中取样,对检测出
来源:Eye & Contact Lens
时间:2025-11-19
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牡蛎壳中的菱形方解石:生物聚合物对生物晶体形态、晶面形成及晶体组装模式的影响
牡蛎类(Ostreoidea)的壳体主要由层状方解石构成,这些层状方解石由复杂的棒状纳米晶体排列而成。这种层状微观结构能够容纳其他生物方解石微结构的存在。这些其他微结构会嵌入到白垩层和含有菱形图案的有机层之间的网状结构中。研究人员使用电子背散射衍射、能量色散光谱、激光共聚焦光学显微镜、扫描二次电子显微镜、背散射电子显微镜和透射电子显微镜对Ostrea edulis和Ostrea stentina贝壳中的菱形方解石及层状方解石进行了研究。层状壳体中包含平行排列的有机物质层,这些有机物质层由许多孤立的菱形方解石组成,分布于壳体内及其内表面。随着壳体厚度的增加,被有机物质覆盖的菱形方解石会被层状方解
来源:Crystal Growth & Design
时间:2025-11-19
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基于吡啶鎓的锰(II)溴化物中的有机介导相变与发光现象在防伪与加密应用中的应用
具有刺激响应型发光切换功能的有机-无机杂化锰(II)卤化物在光学防伪和加密领域引起了广泛关注。本文通过选用吡啶基阳离子来稳定[MnBr4]2–四面体结构,制备了三种基于锰(II)的卤化物单晶体:(C9H14N)2MnBr4(化合物1,其中C9H14N = N-丁基吡啶)、(C8H12NO)2MnBr4(化合物2,C8H12NO = N-(2-甲氧基乙基)吡啶)以及(C7H7NO2)3[MnBr4]Br·3(C7H8NO2)(化合物3,C7H7NO2分别代表去质子化的N-(羧甲基)吡啶和质子化的N-(羧甲基)吡啶)。这三种化合物在室温下均表现出绿色发光,并具有较高的量子效率。加热时,化合物1和2
来源:Crystal Growth & Design
时间:2025-11-19
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通过混合配体策略制备Co(II)/Cd(II)配位聚合物:结构、CO2化学固定及硫化物的氧化
四种钴(II)配位聚合物(CPs)([Co4(L4(2,6-PYDC)4(H2O)4]·H2O]n (1)、[Co2(L2(1,4-BDC)(1,4-HBDC)Cl]·2H2O]n (2)、[Co(L)ntpa)H2O]n (3)、[Co(L)(1,3,5-HTBC)]n (4))以及两种镉(II)配位聚合物([Cd(L)(1,2,4-HTBC)]n (5) 和 [Cd(L)(1,4-NDC)]n (6))(其中 L = 4’-(4-(1H-1,2,4-triazol-1-yl)phenyl)-4,2’:6“,4”’-terpyridine;2,6-H2PYDC:吡啶-2,6-二羧酸;1,4-
来源:Crystal Growth & Design
时间:2025-11-19
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综述:限制因素在生物矿化中的作用
生物矿化是生物体通过有机和无机材料的协同作用,形成具有特殊功能的矿物结构的过程。这些生物矿物不仅展现出优异的机械性能,如高强度和韧性,还常常具有复杂形态,远超人工合成材料的性能。然而,传统上对生物矿化机制的研究多集中在可溶性有机添加剂对矿物形态和晶体取向的调控上,而对生物矿化过程中“限制”(confinement)作用的研究相对较少。本文旨在探讨限制在生物矿化中的关键作用,包括其对矿物结构和形成机制的定义与控制。在生物体内,所有生命形式都依赖于“分隔”(compartmentalization)来实现空间和时间上的精确控制,这使得复杂的多步骤矿化过程得以顺利进行。分隔不仅能够定义和隔离矿物沉积
来源:Chemical Reviews
时间:2025-11-19
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研究丙炔醇的 hydrate(水合物)形成抑制及腐蚀抑制效果:其在天然气管道流动保障中的应用
在油气输送过程中,水合物的形成和沉积一直是影响管道安全运行的重要因素,尤其是在深海管道或长距离输送系统中。水合物是一种类似冰的晶体结构,由水分子包裹小分子如甲烷、乙烷等,形成在高压和低温条件下。这种现象可能导致管道堵塞、设备损坏,甚至引发危险的气体泄漏。因此,行业通常采用热力学水合物抑制剂(THIs)来防止水合物的形成。目前常用的THIs包括甲醇(MeOH)和甘醇类物质,这些抑制剂通过改变水合物的相平衡条件,使其在较低温度或较高压力下仍能保持稳定,从而防止晶体的形成和沉积。然而,THIs的高使用量以及其与腐蚀抑制剂(CIs)之间的不兼容性一直是工程应用中的主要挑战。为了解决这一问题,研究人员开
来源:Chem & Bio Engineering
时间:2025-11-19
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用于有机电子学的电聚合呋喃基π共轭聚合物
向可持续有机电子学发展的过渡需要利用可再生资源,通过绿色且无金属的合成方法来开发π-共轭聚合物。[Giraud, L. J. Mater. Chem. C 2020, 8(29), 9792–9810 和Garbay, G. ACS Omega 2020, 5(10), 5176–5181]。在这方面,可以从生物质中容易获得的呋喃为设计下一代共轭材料提供了一个有前景的生物基构建块。在本研究中,我们报道了通过电聚合方法合成和表征新型呋喃基共轭聚合物的过程。三种前体是通过一种快速且节能的微波辅助方法合成的,确保了这一方法既环保又可规模化。其中两种前体成功地在ITO导电基底上进行了电聚合,形
来源:ACS Sustainable Chemistry & Engineering
时间:2025-11-19