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在超细铂纳米线上制备的受限亚纳米级非晶RuIrOx涂层实现了安培级耐久性的质子交换膜(PEM)水电解性能
摘要 与非晶态表面相比,晶态表面在可调性方面具有优势,但它们在恶劣条件下的特定电催化反应中通常被认为是高活性但不稳定的相。然而,在低维电催化剂上成功制备并稳定非晶态表面仍然是一个重大挑战。本研究详细合成了超薄晶态/非晶态Pt@RuIrOx核壳纳米线,有效解决了酸性氧进化反应(OER)催化剂在质子交换膜(PEM)水电解过程中活性、稳定性和成本之间的权衡问题。原位氧化工艺实现了亚纳米级非晶态Ir掺杂RuOx层在超薄Pt纳米线上的沉积。异原子Ir掺杂导致宿主RuOx的非晶化,从而有效调节了电子结构和Ru-O共价键。作为OER活性催化剂,
来源:Advanced Materials
时间:2025-11-08
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原子氢介导的高效电催化加氢反应
摘要 尽管原子氢(H*)在电催化氢化过程中是一种关键的活性物种,但其过量产生会加速其自身转化为氢气(H2),从而降低目标反应物的还原效率并导致阴极不稳定。本文提出了一种通用策略,通过调控H*的供需平衡来提高多种电催化氢化反应的效率(如氰化物(CN−)、硝酸盐(NO3−)、二氧化碳(CO2)或氧气(O2)的还原)。通过使用接枝硫的Co3O4(Co3O4-S)对末端氧位点进行钝化处理,H*的生成自由能从0.17 eV增加到0.41 eV,有效调控了其生成速率,从而抑制了其过量形成。H*的供需平衡促进了其利用,并抑制了HER(氢过电势)
来源:Advanced Materials
时间:2025-11-08
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在高性能3.2伏水系锂离子电池中定制含有Li3N的互补梯度固体电解质界面
摘要 氮化锂(Li3N)作为一种关键的固体电解质界面(SEI)组分,对于实现高电压非水系锂离子电池至关重要。然而,由于其在水溶液中会发生强烈的水解反应,因此在水系锂离子电池(ALIBs)中的应用较为罕见。为了解决ALIBs中有限的工作电压(< 3 V)和电极/电解质界面不稳定的问题,本文提出了一种双管齐下的策略,包括使用非对称酰胺共溶剂和过电位驱动的界面工程。这种简单的方法首次实现了在水性介质中构建含有Li3N的互补梯度SEI。通过采用N-甲基甲酰胺(NMF)作为共溶剂,并施加适当的过电位(0.3 V),成功建立了由LiF(外层)
来源:Advanced Materials
时间:2025-11-08
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由氨基酸诱导的动态网络:富含界面活性分子的粘合剂分子,用于制造高强度、可回收且能适应基底的蛋白质粘合剂
摘要 基于蛋白质的生物粘合剂正成为传统粘合剂的可持续替代品,在生物医学、组织工程和电子领域具有潜在应用。然而,诸如粘合强度低、对基底和环境适应性差以及可回收性有限等挑战依然存在。与以往侧重于复制天然粘合剂中的关键化学单元、相互作用模式、液-液相分离(LLPS)和纳米/微米级结构的研究不同,本文提出了一种新策略,通过氨基酸调节部分破坏多酚与蛋白质之间的非共价相互作用。这种方法促进了多酚粘合剂分子在基底界面处的迁移和富集,并与氨基酸协同作用,从而增强了基底适应性。由非共价相互作用驱动的这种网络具有高内聚力和动态特性,确保了多酚-蛋白质
来源:Advanced Materials
时间:2025-11-08
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基于EG的溶剂分离法实现废旧NCM111正极材料的高效直接再生策略
摘要 锂离子电池(LIBs)的可持续发展依赖于高效的回收方法,其中直接再生可以实现材料的再利用。然而,电极材料的有效分离仍然是一个关键挑战。传统方法通常依赖于强酸、强碱或高温处理,这些方法能耗高、对环境有害,并可能损坏材料结构,从而影响再生质量。为了解决这个问题,提出了一种基于乙二醇(EG)的分离方法。以LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(NCM111)作为代表性的正极材料,EG在160°C时能有效溶解聚偏二氟乙烯(PVDF)粘合剂,同时其羟基(─OH)会取代PVDF与铝箔之间的氢键,从而促进正极材料的分离。回收后的铝箔保持完
来源:Advanced Sustainable Systems
时间:2025-11-08
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具有优异机械性能和功能特性的层次状非晶-结晶陶瓷纳米管阵列纳米复合材料
摘要 尽管在开发高性能陶瓷纳米复合材料方面付出了大量努力,但要同时实现高刚度和高阻尼仍然具有挑战性,因为这些性能通常是相互排斥的。本文采用自下而上的策略,通过大规模制备高度有序的非晶/结晶二氧化钛纳米管阵列,并将其与聚甲基丙烯酸甲酯基体结合,从而制备出一种受珐琅启发的陶瓷纳米管阵列纳米复合材料。这种纳米复合材料同时具备高刚性(纳米压痕杨氏模量:约71.4 GPa;纳米压痕硬度:约4.3 GPa)、高阻尼(tanδ:约0.07)、优异的能量耗散能力(约4.6 µJ µm⁻³)以及出色的抗疲劳性能,其性能超过了传统的和仿生陶瓷基材料。
来源:Advanced Materials
时间:2025-11-08
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可穿戴微针贴片与基于金属水凝胶的信号探针结合,用于监测皮肤间质液中的蛋白质生物标志物
摘要 由于分析物检测的局限性、ISF(真皮间质液)提取效率低下以及系统集成不完善,实时追踪ISF中的蛋白质生物标志物仍然是一个重大挑战。本文介绍了一种可穿戴微针贴片(w-MN贴片),该贴片集成了基于金属水凝胶的电化学探针,能够同时采样和监测ISF中的关键蛋白质生物标志物——免疫球蛋白G(IgG)。这种传感探针采用多巴胺功能化的金凝胶作为基底,并固定了铁氰化物(ferrocene),实现了高度稳定且灵敏的检测效果,在体外和体内模型中的检测限低至0.05 ng/mL−1。中空微针(HMN)阵列设计有助于快速收集ISF,在活体大鼠模型中
来源:Advanced Materials
时间:2025-11-08
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梯度水凝胶电解质使无枝晶的水系锌离子电池具备高离子导电性和优异的机械性能
摘要 可充电水系锌离子电池(AZIBs)在可持续储能方面具有巨大潜力,但其实际应用受到枝晶生长和氢气析出反应(HER)的阻碍。水凝胶电解质为解决这些问题提供了潜在方案,但其在离子导电性和机械强度方面存在权衡。本文利用霍夫迈斯特效应(Hofmeister effect),即离子对水溶液中聚合物溶解度、稳定性和结构的影响,设计了一种浓度梯度水凝胶电解质(CGHE),以克服这些挑战。通过结合高浓度(1.5 m OAc⁻)和低浓度(0.3 m)醋酸根离子的水凝胶,CGHE实现了较高的锌离子迁移数(t_Z^{2+} = 0.88)和优异的机
来源:Advanced Materials
时间:2025-11-08
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卤化物钙钛矿-硫属卤化物纳米晶体异质结构作为CsPbCl3–CsPbI3外延界面合成与研究的平台
铅基卤化物钙钛矿纳米晶因其独特的光学特性而在多种应用领域引起了广泛关注。这种材料的光致发光性能优异,使得其在光电材料、发光二极管和太阳能电池等领域展现出巨大的潜力。然而,卤化物交换反应是影响钙钛矿性能的重要因素之一,尤其在调整其光学带隙和发射颜色方面。卤化物交换可以通过改变卤素阴离子的组成,从而调控材料的能带结构和光学响应,使其能够适应不同的应用需求。在过去的研究所中,人们主要关注Cl ↔ Br和Br ↔ I的交换过程,而对于Cl ↔ I的直接交换研究相对较少。这是因为Cl⁻和I⁻离子的离子半径差异较大,导致Cl/I混合结构难以稳定存在。因此,研究人员一直试图探索是否存在中间结构,以及如何在不
来源:Advanced Materials
时间:2025-11-08
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一种基于自适应时间同步的高效钻石拉曼放大方案
Raman放大技术作为一种能够选择性增强特定频谱范围内光信号的强效手段,在高功率激光系统、光通信和非线性频率转换等领域展现出广泛的应用前景。然而,在时间延迟条件下,泵浦与斯托克斯脉冲之间的不对齐会对能量转换产生显著影响,而其背后的脉冲动力学机制仍不够清晰。本研究首次报道了在延迟Raman放大过程中观察到的一种自适应时间同步现象。通过数值模拟与实验验证相结合,发现斯托克斯脉冲能够自主向泵浦峰值区域漂移,从而即使在存在较大初始延迟的情况下也能实现能量转换效率的提升。利用金刚石作为Raman介质,研究团队成功实现了单脉冲斯托克斯能量达到3.69毫焦耳,脉冲宽度为17.8纳秒,能量转换效率高达17.0
来源:Advanced Photonics Research
时间:2025-11-08
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揭示水在非质子锂氧电池中从钝化状态向电化学参与状态的转变过程
摘要 非质子型锂氧(Li-O2)电池因其高能量密度而被视为有前景的下一代储能系统,但其实际应用受到有限放电容量的限制。水被认为能够显著提升放电容量,但其对溶剂化作用和界面行为的影响尚未完全了解。本文结合分子动力学模拟、电子显微镜和电化学分析,阐明了水驱动的溶剂化结构重构决定了过氧化锂(Li2O2)的成核行为,并调控了锂阳极的腐蚀过程。具体而言,适量的水引入促进了预先形成的Li2O2沉积物沟槽中的Li2O2生长,扩大了阴极上的活性位点,从而突破了容量上限。此外,研究证实锂阳极的腐蚀是一种受阴极诱导的电化学反应,而非简单的化学扩散过程
来源:Advanced Energy Materials
时间:2025-11-08
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通过掺入银(Ag)和金(Au)纳米颗粒增强SrAl2O4:Eu, Dy陶瓷的持久发光性能
本研究聚焦于如何通过引入银(Ag)和金(Au)等金属纳米颗粒(NPs)来增强长余辉发光材料的光学性能,特别是在SrAl₂O₄:Eu²⁺,Dy³⁺陶瓷基体上的应用。这类材料在能源高效照明、生物成像以及传感技术等领域具有广泛的应用前景,但其光性能的提升一直是研究的重点和难点。本文提出了一种新的方法,通过将Ag和Au的等离子体纳米颗粒整合到陶瓷表面,不仅提高了光致发光强度,还显著增强了材料的长余辉特性。该方法的核心在于通过热等静压(HIP)技术制造高密度、表面可控的陶瓷基体,再利用固态退化技术在陶瓷表面生成离散的纳米颗粒结构。这一过程在实验中被证明可以有效地优化纳米颗粒的形态和分布,从而进一步提升材
来源:Advanced Photonics Research
时间:2025-11-08
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纤锌矿型铁电氮化物开放表面的极化切换:铁电子系统与电化学反应性
摘要 二元铁电氮化物是信息技术和电力电子领域中具有前景的材料。然而,这些材料中的极化反转现象非常特殊。从结构角度来看,极化的反转与表面和界面处有效极性从N型转变为M型的过程相关,这表明铁电现象与化学现象之间存在强烈的耦合。在宏观研究中,观察到了包括“唤醒”现象在内的复杂时间依赖性行为。本文利用多维度高分辨率压电响应力显微镜(PFM)和光谱技术研究了极化反转过程,监测了一阶极化反转曲线测量过程中诱导的铁电畴、机电响应以及表面形变的演变。研究发现存在两个耦合较弱的铁电子系统,并且观察到了偏压诱导的电化学反应性。这些观察结果与其他纤锌矿
来源:Advanced Materials
时间:2025-11-08
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α-石英中的手性声学声子与伪角动量的守恒
近年来,关于声子(phonons)是否具有角动量的研究逐渐成为凝聚态物理领域的重要课题。传统的观点认为,声子的运动主要由晶体的平移对称性决定,其线性运动是基本特征。然而,随着对材料中旋转对称性的深入研究,科学家们发现了一种特殊的声子——手性声子(chiral acoustic phonons)。这类声子不仅具有真实的角动量,还携带一种被称为伪角动量(pseudoangular momentum, PAM)的特殊形式,这种伪角动量来源于声子圆周运动中的相位变化。手性声子的发现为研究新的物理现象提供了可能,例如类似Weyl粒子的行为、谷电子学(valleytronics)以及电流诱导的自旋选择性(
来源:Advanced Materials
时间:2025-11-08
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晶格耦合实现了梯度应变调节,从而在金属间纳米催化剂表面形成类似铂的层结构,进而显著提升了氢电催化性能
摘要 在核壳纳米催化剂中,应变工程对于优化表面活性位点的性能至关重要。然而,由于精确控制应变存在显著难度,因此实现最佳应变效应以及深入理解应变与活性之间的关联颇具挑战性。为此,本文提出了一种新策略:利用铂(Pt)壳层与基于铂的金属间化合物(IMC)超晶格结构之间的晶格耦合来精确调节表面应变。研究人员合成了具有双层铂涂层的PtCo-IMC纳米晶体,并对IMC核心进行了异原子替换,从而制备出了Pt@Pt₂CoM(其中M=Co、Cu、Fe、Cr)纳米催化剂。通过连续调整Pt₂CoM-IMC核心的晶格参数,在极薄的铂涂层中构建了梯度应变。
来源:Advanced Materials
时间:2025-11-08
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用于实现快速响应机器人行为的多功能流体单元
软体机器人作为一项新兴技术,正逐步展现出其在复杂环境中的适应性和灵活性。这类机器人通常由具有弹性和可变形特性的材料构成,使其能够模仿生物系统的功能,如适应不规则地形、抓取和操作各种物体等。这些特性使得软体机器人在自主行为和环境互动方面具有独特优势,但同时也带来了设计和控制上的挑战。传统的控制方法往往依赖于复杂的电子元件和软件系统,这不仅增加了硬件的复杂性,还限制了系统的可扩展性和实时响应能力。为了解决这些问题,研究人员开始探索基于流体动力学的控制策略,即通过流体电路来实现对软体机器人的智能控制。流体电路利用气压或液压驱动机器人部件,使其能够在没有电子元件的情况下完成复杂的动作。例如,通过设计特
来源:Advanced Materials
时间:2025-11-08
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基于螺吡喃衍生物和金纳米棒的动态手性等离子体系统
在现代材料科学中,手性(chirality)作为一种独特的分子排列特性,具有广泛的应用潜力。手性结构不仅存在于生物系统中,还广泛应用于光学、电子、催化以及传感等领域。近年来,手性等离子体纳米材料因其在光吸收、散射和信号调控方面的独特性能,成为研究热点。这类材料通常由手性分子模板与无机纳米颗粒(NPs)共同构成,通过分子间的相互作用实现纳米颗粒的手性排列。然而,目前大多数手性纳米结构的构建依赖于复杂的合成工艺或精密的外部调控手段,限制了其在实际应用中的可扩展性和实用性。为了突破这一瓶颈,研究人员提出了一种创新的方法,利用一种具有光和热响应特性的手性有机凝胶材料,作为模板引导无机纳米颗粒形成具有手
来源:Advanced Materials Interfaces
时间:2025-11-08
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CACS(冠状动脉钙化评分)和Lp(a)在动脉粥样硬化性心血管疾病事件中的性别特异性预后差异:MESA研究
摘要 背景: 血脂蛋白(a)(Lp(a))和冠状动脉钙化评分(CACS)都与动脉粥样硬化性心血管疾病(ASCVD)的风险独立相关。本研究旨在探讨Lp(a)和CACS在ASCVD风险预测中的性别差异。 方法: 我们分析了来自多民族动脉粥样硬化研究的4651名参与者,并按性别分组。通过多变量Cox回归分析评估Lp(a)和CACS对男女ASCVD风险的预测价值,并比较了这两种因素在男性和女性中的预测性能。 结果: 在中位随访时间为13.84年的过程中,共记录了465例A
来源:Circulation: Cardiovascular Imaging
时间:2025-11-08
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综述:新生儿重症监护病房(NICU)中早产儿父母对出院计划的需求:一项系统回顾与元分析
在现代医学快速发展与全球新生儿健康问题日益受到重视的背景下,早产儿的护理需求正成为医疗体系中的一个关键议题。早产儿由于其生理发育不成熟、免疫系统脆弱,通常需要在新生儿重症监护室(NICU)接受长期治疗与观察。然而,随着这些婴儿逐渐达到出院标准,父母在出院准备过程中所面临的挑战和需求也变得尤为突出。本研究通过系统综述与元分析的方法,探讨了早产儿父母在出院准备阶段的心理、信息与技能支持需求,以及出院后持续护理服务的重要性。研究结果揭示了早产儿父母在出院准备过程中所经历的复杂心理状态、信息与技能上的不足,以及对持续医疗支持的迫切需求,从而为构建更加完善的出院准备服务体系提供了重要的理论依据与实践指导
来源:Frontiers in Public Health
时间:2025-11-08
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不仅仅是一场游戏:通过关于未来的愿景和运动焦虑的中介作用,体面工作对运动员工作投入度的影响
本研究旨在探讨专业运动员对“体面工作”的感知如何通过他们对未来的态度(希望、乐观、悲观)以及运动焦虑这一中介机制,进一步影响其工作投入。研究样本包括296名活跃在土耳其足球、排球和篮球联赛中的专业运动员,其中女性占30.1%,男性占69.9%。研究通过使用结构方程模型和自助法(bootstrapping)进行数据分析,验证了体面工作与工作投入之间的关系,以及未来展望和运动焦虑在这一关系中的串行中介作用。在研究的背景下,专业运动员的职业生涯正经历着从单纯竞技活动向全面职业发展的转变。然而,这种转变也伴随着一系列与工作生活相关的结构性问题,例如收入保障、工作连续性、社会保护等基本权利的缺失。运动员
来源:Frontiers in Psychology
时间:2025-11-08