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  • 化学有序化驱动的Janus纳米结构中等离子体热载流子的调制

    Janus双金属纳米结构为在等离子体增强光催化中实现定向电荷分离提供了一种有前景的方法,尽管金属域内的化学有序性对其影响尚未得到充分研究。在这项研究中,我们对两种典型的异质结构(AgAu–CdSe和AuAg–CdSe)进行了比较理论分析,利用第一性原理模拟来阐明等离子体诱导的热载流子产生和传输过程中的超快动力学。我们的研究结果表明,Au和Ag的空间位置对等离子体-半导体相互作用有着重要影响:AgAu–CdSe的结构中Ag位于界面处,表现出更强的电子杂化作用、更宽且能量更高的热载流子分布,并且电荷注入CdSe半导体的效率显著提高。相反,AgAu–CdSe的

    来源:Physical Chemistry Chemical Physics

    时间:2025-11-07

  • 通过原子级模拟表征溶液中PROTAC降解剂的构象集合

    靶向蛋白质降解已成为开发新型治疗方法的一种有前景的策略,尤其是针对那些难以用传统药物靶向的“不可成药”疾病相关蛋白。其中一种方法是使用蛋白酶体靶向嵌合体(PROTACs)降解剂,这类降解剂能够促使目标蛋白与E3连接酶形成三元复合物,从而导致目标蛋白的泛素化及降解。了解PROTACs在溶液中的构象行为及其与药代动力学特性和膜通透性的关系,对于优化PROTAC的设计和疗效至关重要。由于PROTACs体积较大且具有高度灵活性,因此必须深入理解其构象变化及其对环境条件的依赖性。在这里,我们介绍了一种利用原子模拟方法探索PROTAC构象行为的新方法。我们采用了增强

    来源:Physical Chemistry Chemical Physics

    时间:2025-11-07

  • Prompt2Poly:一个基于对话的大型语言模型,用于针对特定任务(TSMPs)的设计,具备提问、指定信息和创建内容的功能

    设计具有特定性能的聚合物是一项复杂的任务,通常需要专家的知识和多步骤的计算工作流程。现有的方法通常要求严格的输入格式以及事后的性能筛选,这限制了系统的可用性和对用户意图的响应能力。我们推出了Prompt2Poly,这是第一个利用大型语言模型(LLMs)根据用户定义的性能要求生成热固性形状记忆聚合物(TSMPs)的对话式框架。Prompt2Poly允许用户通过自然语言提示直接指定所需的性能参数,如玻璃化转变温度(Tg)、橡胶弹性模量(Er)或特定的化学基团,从而实现聚合物样本的引导生成。该框架能够解析这些提示,提取目标约束,并生成符合指定要求的化学上有效的

    来源:Polymer Chemistry

    时间:2025-11-07

  • 在掺杂过渡金属的中心对称拓扑绝缘体表面,等能Rashba费米子和Dirac费米子的共存现象

    狄拉克锥起源于材料的体拓扑结构,但其主要贡献来自表面:在空间上,狄拉克态出现在平凡相与拓扑相的边界处。与此同时,拉什巴态则出现在对称性破缺的区域。在中心对称拓扑绝缘体的表面,拉什巴带和狄拉克带都存在,它们的杂化效应产生了巨大的拉什巴效应,从而改变了这两种能带的性质。因此,如果材料是均匀的,那么在中心对称拓扑绝缘体的表面,纯拉什巴费米子和纯狄拉克费米子本质上是不相容的。受近期实验的启发,我们研究了PbSe的(111)极性表面——这种材料在受到压缩应变时会变成拓扑晶体绝缘体,并确定了在费米能级附近同时存在纯拉什巴态和纯狄拉克态的条件。只有在非均匀的中心对称拓

    来源:Physical Chemistry Chemical Physics

    时间:2025-11-07

  • 通过使用氢键供体作为电解质,提高了离子液体的热稳定性,使其适用于氟离子电池

    近年来,下一代电池已成为一种发展趋势,而氟离子电池(FIB)就是其中之一。电解质在推动FIB的发展中发挥了关键作用。离子液体作为FIB的电解质具有许多吸引人的特性,例如不易燃、宽电化学稳定窗口和非挥发性。然而,含有季铵阳离子的离子液体对强碱性的F−离子不稳定。在这项研究中,研究了含有羟基官能团的季铵阳离子的胆碱双(三氟甲磺酰)酰胺(N111(2OH)TFSA)作为FIB电解质的热稳定性。基于热重分析,发现0.4 mol kg−1的四甲基铵氟化物(TMAF)在N111(2OH)TFSA溶液中的稳定性可高达130°C。拉曼光谱和1H NMR分析表明,电解质中

    来源:Physical Chemistry Chemical Physics

    时间:2025-11-07

  • 动态溶剂化场:溶剂对化学反应性影响的一种范式转变

    传统的溶剂描述参数——如介电常数、供体数或极性尺度——将复杂多变的溶剂环境简化为静态的平均值。虽然这些参数有助于把握整体趋势,但它们无法解释许多化学转化过程中发生的局部化、时间依赖的相互作用。本文主张从概念上进行转变:将溶剂视为动态的溶剂化场,这种场具有波动的局部结构、变化的电场以及时间依赖的响应函数。通过综合2015至2025年间实验、计算和理论研究的结果,我们展示了溶剂动态如何调节过渡态的稳定性、影响非平衡反应性,并重塑界面化学过程。我们批判性地分析了连续介质模型和线性响应模型的局限性,并强调了新兴工具(从超快光谱学到机器学习势)在揭示溶剂在化学中的

    来源:Physical Chemistry Chemical Physics

    时间:2025-11-07

  • 通过催化不对称的aza-Darzens反应和还原环化,实现氮杂环丁烷与多环结构的对映选择性合成

    氮杂环丁烷融合的多环结构在生物和天然分子中非常普遍,但具有多个手性中心的这类复杂骨架的非对称合成极具挑战性,至今尚未实现。本文介绍了一种两步法,用于合成含有杂三环[4.3.0.02,9]癸烷骨架的氮杂环丁烷融合多环分子。首先,通过手性磷酸催化的不对称阿扎-达尔岑反应(aza-Darzens reaction),使喹诺啉-2(1H)-酮与α-重氮乙酸酯反应生成氮杂环丁烷核心结构;随后利用LiAlH4作为还原剂进行环化反应,构建出四氢呋喃环,并同时实现6–5–3三环结构的立体化学保持。此外,目标产物可以通过一锅法连续反应过程获得。该方法能够高对映选择性和非对

    来源:Organic Chemistry Frontiers

    时间:2025-11-07

  • 水相中利用光催化剂促进乙烯基芳烃与四硫化物之间的双二硫化反应

    200 mAh g−1)和稳定的循环性能。

    来源:Organic Chemistry Frontiers

    时间:2025-11-07

  • 基于贝叶斯优化与校准层策略的自驱动物理气相沉积系统实现银薄膜光学性能精准调控

    在材料科学领域,物理气相沉积(PVD)技术是制备功能薄膜的关键手段,但传统人工调控方式存在效率低下、难以复现的痛点。由于基底表面粗糙度、腔室残余压力等"隐藏参数"的微妙影响,沉积参数(如蒸发源温度、沉积时间)与薄膜光学性能之间难以建立确定性映射关系。银薄膜作为经典光学材料,其反射率(ℛ)和吸收率(𝒜)对沉积条件极为敏感:超薄银膜先形成孤立岛状结构,随厚度增加逐渐聚结成连续层,此过程中有效介电函数持续变化;蒸发源温度通过调节原子沉积速率影响表面弛豫时间,进而改变孔隙率和消光系数。这种多物理机制耦合的特性,使基于简单物理定律的建模困难重重,亟需智能化的材料优化新范式。为解决这一挑战,芝加哥大学研

    来源:npj Computational Materials

    时间:2025-11-07

  • 机器学习势函数解析离子导体中的氧离子与质子传输机制

    在追求可持续能源解决方案的浪潮中,固态氧化物燃料电池(SOFC)因其高效率和低排放特性备受关注。然而,其商业化面临一个关键挑战:传统SOFC需在800°C以上高温运行,导致材料老化加速和成本攀升。若能在600°C以下实现高效运行,将大幅拓宽其应用场景。这一目标的核心在于理解并优化电解质材料中的离子传输行为——尤其是氧离子和质子的协同迁移机制。以往研究虽通过第一性原理分子动力学(AIMD)模拟揭示了部分机理,但其计算成本极高,难以模拟大体系或长时程过程,使得模拟与实验数据间存在鸿沟。以Ba7Nb4MoO20和Sr3V2O8为代表的复杂氧化物虽展现出优异离子电导率,但其原子尺度动态行为仍未被充分解

    来源:npj Computational Materials

    时间:2025-11-07

  • 中国不同地区地表温度对植被绿化响应的纬度和季节性差异

    中国自2000年以来经历了显著的植被绿化现象,这一变化主要受到气候变化和土地管理措施的推动。研究发现,植被自我绿化(即植被自然生理过程如老化和冠层结构发育引起的植被覆盖增加)对地表温度(LST)的影响尚未得到充分研究。本文通过采用“空间代替时间”的方法,结合多源卫星观测数据,对植被绿化对中国地表温度的影响进行了量化分析。研究覆盖了2000至2018年期间的中国全境,旨在揭示植被变化对局部气候的调节作用,为制定精准的土地管理策略提供科学依据。植被绿化的生物物理效应主要体现在地表温度的降温作用上。研究发现,植被自我绿化在白天导致了显著的降温(−0.36 K),而夜间降温幅度较小(−0.07 K)。

    来源:Earth's Future

    时间:2025-11-07

  • 利用SrBi4Ti4O15/PDMS柔性摩擦电纳米发电机开发实时的、基于物联网的下一代火灾报警系统

    在物联网(IoT)和可穿戴设备中,可持续、自主、适应性强且具有下一代特性的柔性电子系统的出现,推动了能量收集技术的创新发展。尽管存在多种能量收集技术,但摩擦电纳米发电机(TENGs)已成为为智能且紧凑型电子设备供电的潜在选择。本研究重点关注高性能TENGs的制备,这些TENGs由嵌入聚二甲基硅氧烷(PDMS)中的SrBi4Ti4O15(SBTO)复合层以及一种生物相容性的天然果胶聚合物层组成。利用SBTO的协同介电增强效应、无铅的Aurivillius型钙钛矿材料以及果胶的电荷积累特性,该TENG在最佳条件下实现了卓越的电性能:输出电压达到375.7伏特

    来源:Materials Horizons

    时间:2025-11-07

  • 一种由太阳光驱动的h-WO3/2H-WS2-微藻复合光催化剂,用于快速降解多种染料

    本研究首次报道了氧化钨-二硫化钨(h-WO₃/2H-WS₂,WSₓOy)的制备过程及其在纳米结构的硅藻土(DE)微藻表面的集成,从而获得了一种新型光催化剂DE-h-WO₃/2H-WS₂(DE-WSₓOy)。需要指出的是,将WSₓOy集成到DE表面旨在提升其整体光催化性能。通过多种技术对这种新型光催化剂进行了表征,以研究其表面形态、界面相互作用和光化学性质。本研究的新颖之处在于将光催化剂与微藻结合,实现了快速且高效的光驱动降解。重要的是,在DE表面的支撑作用下,该光催化剂在水相反应中的光催化能力优于单独使用的WSₓOy,这可能是由于协同效应,如更强的吸附性

    来源:Materials Horizons

    时间:2025-11-07

  • 通过有机晶体异质结实现的手性偏振光子芯片

    有机光子学是一个充满活力的研究领域,它利用有机小分子和聚合物的独特光学性质,在显示器、传感器和量子通信方面具有巨大的应用潜力。然而,单一组分材料越来越难以满足复杂光学功能的需求。在这项研究中,我们通过结合晶格匹配的外延生长和受控的逐步结晶过程,制备了有机分支异质结构(OBHs)。该结构以激光增益介质作为主链,分支由具有高效波导特性的能量受体分子构成。主链与分支之间的激发偶极矩以固定的、明确的角度对齐,从而实现了有机激光材料与复杂波导功能的集成,同时保持了优异的偏振保持性能。在圆偏振光激发下,该异质结构从主链部分显示出显著的圆偏振激光发射(|g_lum|

    来源:Materials Horizons

    时间:2025-11-07

  • 一种用于心肌梗死治疗的“药物载体认证”心脏贴片,可通过长达一个月的受控H2S释放发挥作用

    硫化氢(H2S)是一种具有多种心脏保护作用的气态信号分子,在治疗心肌梗死(MI)方面引起了广泛关注。心肌梗死是全球主要的死亡原因之一。然而,由于其极短的半衰期(几秒到几分钟)以及心肌修复所需的时间较长,这给治疗效果带来了巨大挑战,因此迫切需要开发能够持续释放硫化氢(H2S)的策略,但目前这一技术尚未实现。受天然三硫化物供体的启发,我们开发了一种新型的二硫化物/三硫化物交联网络,该网络由天然硫辛酸(LA)及其三硫化物衍生物LATS组成,并将其设计成一种用于心肌梗死治疗的药物载体心脏贴片(Fe@LA/LATS)。Fe@LA/LATS能够牢固地附着在湿润的心脏

    来源:Materials Horizons

    时间:2025-11-07

  • 关于静止流体中多孔颗粒运动不稳定性的实验研究

    摘要 理解多孔颗粒的运动对于调控多相流和颗粒-流体相互作用至关重要。为了研究颗粒沉降过程中的运动不稳定性,采用了颗粒跟踪测速法(PTV)和颗粒图像测速法(PIV)进行实验。根据二维和三维轨迹特征,识别出四种典型的沉降模式:斜向沉降、S形沉降、之字形沉降和螺旋形沉降。在单颗粒随机释放的条件下,这些模式的出现概率分别为约13%、51%、18%和18%。随着渗透率的增加,运动不稳定性降低,在较高渗透率下,颗粒表现出更稳定的沉降轨迹。在相同的驱动力作用下,多孔颗粒的终端速度高于非多孔颗粒。颗粒运动不稳定性与尾流不对称性相关,主要受渗透率控

    来源:AIChE Journal AIChE

    时间:2025-11-07

  • 基于SCADA数据的风力涡轮机故障、停机时间及其可靠性分析

    随着全球对安全、高效和可靠的可持续能源需求的不断增长,风能作为一种清洁能源形式,近年来在全球范围内经历了快速的发展。风力涡轮机(Wind Turbine, WT)的可靠性是确保其运行性能的关键因素。可靠的风力涡轮机不仅能够保障电力供应的连续性,还能有效降低维护成本,提升整体经济效益。因此,对风力涡轮机进行可靠性分析,有助于识别关键子组件,并制定更有效的维护策略,从而减少故障发生的风险和电力中断的可能性。本文提出了一种创新的方法,旨在从未经处理的SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition,监督控制与数据采集)数据中提取相关可靠性数据,并进一步分析

    来源:Wind Energy

    时间:2025-11-07

  • 更正:具有异质结构的疏水共晶凝胶,用于可穿戴传感器和海底警报系统

    对Wenna Wu等人发表在《Mater. Horiz.》2025年期刊上的论文《具有异质结构的疏水共晶凝胶在可穿戴传感和海底警报中的应用》(标题为“Hydrophobic eutectogels with heterostructure for wearable sensing and undersea alarms”)的更正说明: https://doi.org/10.1039/d5mh01437a 作者对已发表文章中图3和图4的文字描述中出现的错误表示歉

    来源:Materials Horizons

    时间:2025-11-07

  • 动态聚合物的超分子化学回收

    摘要目前用于回收合成塑料的化学方法主要依赖于催化反应来断裂共价键,或在塑料结构中引入较弱的化学键。在前一种方法中,由于塑料的热力学稳定性,解聚过程仍然是一个能量消耗较大的步骤;而在后一种方法中,塑料的可回收性通常会牺牲其机械性能。在这里,我们提出了一种超分子化学原理,该原理能够在无需催化剂和溶剂的情况下实现一系列动力学稳定的聚(二硫化物)从聚合物到单体的转化。通过结合两个动态化学平衡过程——侧链的氢键自组装堆叠和主链的动态共价聚合——我们可以利用简单的溶剂化/脱溶剂循环来可逆地调节单体-聚合物之间的平衡。基于这一原理,我们合成了热力学上不稳定的、但在动力学上稳定的聚(二硫化物),这些聚合物具有

    来源:Nature Nanotechnology

    时间:2025-11-07

  • 来自集成独立分子的无法区分的单光子在芯片上的量子干涉现象

    摘要在芯片上集成无法区分的单光子通道是实现可扩展光量子信息处理的先决条件。这需要独立的固态单光子发射器展现出相同的、受寿命限制的跃迁特性。由于纳米制造工艺在材料表面产生的复杂电荷噪声,这一挑战性任务通常会进一步加剧。在这里,我们开发了一种分子量子光子芯片,并展示了来自独立分子的无法区分的单光子在芯片上的Hong–Ou–Mandel量子干涉现象。这些分子被嵌入到单晶有机纳米片中,并与单模波导集成,无需进行纳米制造工艺,从而确保了稳定的、受寿命限制的跃迁。通过Stark调谐技术,我们展示了如何将100个与波导耦合的分子调谐到相同的频率,并实现了两个分别耦合到两个波导上的分子之间的Hong–Ou–M

    来源:Nature Nanotechnology

    时间:2025-11-07


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