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单层VSiGeN4的结构调控与外电场效应对其电子与磁性的影响研究
理论框架本研究结合第一性原理与蒙特卡洛(MC)模拟方法,探究外场作用下VSiGeN4单层的结构、电子与磁性质。电子结构计算基于密度泛函理论(DFT),外电场Ez以垂直平面方向的线性势Vext(z) = -eEzz形式引入。结构与稳定性通过分析六种αi晶体构型(i=1-6),根据V、Si、Ge原子相对位置将其分为A(α1, α2)、B(α3, α4)和C(α5, α6)三类。α3可通过平移α2的SiGeN2双层结构(沿图1俯视中绿色方向)获得。结论研究证实七层状VSiGeN4在二维自旋电子学领域潜力显著。两种稳定构型(α1, α2)兼具结构稳定性、直接带隙半导体特性与强磁性,为电控高性能自旋器件
来源:Materials Science and Engineering: R: Reports
时间:2025-10-26
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菊粉基多聚体与核壳纳米粒的精准设计:靶向siRNA递送治疗结直肠癌的新策略
在生物医学领域,利用RNA干扰(RNAi)技术,特别是短干扰RNA(siRNA),来治疗结直肠癌(CRC)等疾病,展现出巨大的潜力。siRNA能够精准地沉默与癌症进展相关的特定基因。然而,这些充满希望的“基因药物”本身非常脆弱,它们在体内面临着重重障碍:容易被酶降解、由于分子量大且带负电而难以穿过细胞膜、并且缺乏靶向特异性。因此,开发安全高效的递送系统,成为siRNA疗法能否成功应用于临床的关键前提。为了克服这些挑战,科学家们常常使用带正电的聚合物作为载体,通过静电作用与带负电的siRNA结合,形成稳定的纳米复合物(即多聚体,Polyplexes,简称Px)。其中,支化聚乙烯亚胺(bPEI)因
来源:Materials Today Advances
时间:2025-10-26
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基于3D打印Gd3NbO7:Yb3+/Tm3+的非热耦合能级高灵敏度远程温度传感器及其工业与生物应用
在工业生产和生物医学领域,精确的温度监测犹如掌控化学反应与生命活动的"脉搏"。传统接触式测温技术(如热电偶)在腐蚀性环境、微小空间或活体检测中面临巨大挑战,而新兴的远程光学温度传感技术通过分析荧光材料的发光特性反演温度,展现出独特优势。然而,现有传感器仍存在灵敏度不足、难以定制化集成、以及在生物组织内光穿透深度有限等问题。特别是在生物医学窗口(Biological Windows, BWs)波段——即生物组织对光吸收较弱的特定红外波段(如第一生物窗口I-BW: 650–950 nm,第三生物窗口III-BW: 1500–1800 nm)——实现高精度测温,对癌症光热治疗等应用至关重要。为解决上
来源:Materials Today Advances
时间:2025-10-26
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Fe-Si-B体系超高温相变材料设计实现储能密度突破1 MWh/m3
随着全球对可再生能源需求的日益增长,高效热能存储技术成为解决能源间歇性问题的关键。潜热热能存储(LHTES)系统因其高能量密度和等温操作特性备受关注,其中相变材料(PCM)的性能直接决定系统效率。目前广泛研究的铝基PCMs虽在中温领域(≤650°C)表现良好,但其储能密度通常不超过0.3 MWh/m31000°C)应用场景如聚光太阳能发电(CSP)和新兴的潜热热光伏(LHTPV)电池的需求。这些超高温系统要求PCMs兼具高熔点、高潜热和高热导率,尤其需要实现超过1 MWh/m3的储能密度,这一指标可与 pressurized H2( pressurized H2)相媲美。传统铜基PCMs虽熔点
来源:Materials & Design
时间:2025-10-26
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基于RSPT与蒙特卡洛模拟的La(Fe,Si)13基磁热材料Ce/Mn替代效应研究及其低温制冷应用前景
超晶格构建与成分我们构建了一个边长为L=18的周期性立方超晶格(即183=5832个晶格位点),并按照目标化学计量比放置La、Fe、Si和Mn原子(图1)。对于纯相LaFe11.5Si1.5,该模型包含216个Fe1位点、2268个Fe2位点和324个Si位点,总计2484个活性自旋位点。当3 at.%的Fe2被Mn替代后,磁性位点总数保持不变(2484个),具体分布为216个Fe1、2200个Fe2、68个Mn和324个Si位点,采用模数算法实现原子排布。外加磁场下磁相变的本质图3展示了不同磁场下的磁化强度-温度曲线。对于纯相LaFe11.5Si1.5,在0.01 T的低场下,磁化强度在19
来源:Materials Science and Engineering: R: Reports
时间:2025-10-26
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SrTiO3纳米薄膜中Σ3{111}晶界界面结构对热电性能的调控机制研究
随着全球能源需求的不断增长,高达70%的能源以废热形式被浪费,开发高效的热电转换技术已成为实现"碳中和"目标的关键路径。热电发电技术利用Seebeck效应将废热直接转化为电能,具有无运动部件、无噪音、零排放等优势,可应用于从物联网设备到地热发电的广泛场景。然而,当前主流热电材料如Bi2Te3和PbTe虽具有较高的热电优值(zT),但受限于碲元素的稀缺性和铅的毒性,其大规模应用面临挑战。氧化物基热电材料特别是ABO3钙钛矿材料,因其元素丰度、成本效益和高温稳定性等优势,为热电材料提供了有前景的替代方案。然而,高晶格热导率(κlatt)严重限制了其在中等温度范围(523-723 K)的应用,而这正
来源:Materials & Design
时间:2025-10-26
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等离子体增强原子层沉积制备高质量氮化硅超薄膜:BDEAS前驱体与N2等离子体工艺优化研究
在半导体工业飞速发展的今天,氮化硅(SixNy)作为关键薄膜材料,在栅极电介质、钝化层、光学滤波器等领域发挥着不可替代的作用。然而,传统制备工艺面临着一个严峻挑战:如何在低温条件下获得高纯度、理想化学计量比的氮化硅薄膜?特别是采用含碳前驱体时,如何有效控制碳氧杂质的掺入,成为制约薄膜质量提升的技术瓶颈。为了解决这一难题,葡萄牙米尼奥大学的研究团队开展了一项创新性研究,聚焦于等离子体增强原子层沉积(PEALD)技术,使用双(二乙氨基)硅烷(BDEAS)作为硅前驱体,N2等离子体作为共反应气体,系统探索了高质量氮化硅超薄膜的制备工艺。这项重要研究成果发表在材料科学领域权威期刊《Materials
来源:Materials Science and Engineering: R: Reports
时间:2025-10-26
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稀土元素协同掺杂V2O5的结构工程策略提升超级电容器电化学性能研究
材料与溶胶-凝胶制备商业级五氧化二钒(V2O5,纯度99.9%)被选为基础原料。除原始V2O5样品外,另采用三种稀土氧化物(La2O3、Er2O3、Yb2O3)制备共掺杂样品。每种掺杂组合中稀土元素(RE1和RE2)的摩尔浓度均控制为钒元素摩尔量的0.5%,最终获得以下样品体系:原始V2O5·nH2O及其稀土共修饰变体。结构解析通过X射线衍射(XRD)对合成样品进行晶体结构表征(扫描范围10°-80°)。如附图2所示,所有衍射峰均与正交晶系V2O5标准卡片(JCPDS 00-041-1426)高度吻合。与原始样品相比,稀土共掺杂样品呈现出显著的衍射峰位移与宽化现象,这暗示晶格发生各向异性畸变。
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-10-26
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高速钢微观结构特征对疲劳裂纹扩展及断裂行为的影响研究
在现代工业制造领域,高速钢作为关键工具材料广泛应用于钻孔、精冲等金属加工过程。这类材料本质上是一种金属基复合材料,由回火马氏体基体和嵌入其中的硬质碳化物相组成。然而在实际应用中,大多数工具失效并非由于强度不足,而是源于材料疲劳——特别是在循环载荷作用下,微观结构特征如何影响疲劳裂纹扩展的机制尚不完全清楚。这成为制约工具寿命提升的技术瓶颈。为揭开这一谜题,来自奥地利莱奥本理工大学的Lukas Walch研究团队在《Materials》期刊发表了创新性研究。他们巧妙地通过热处理工艺调控,从同一批次高速钢中开发出三种微观结构变体,系统探究了一次碳化物架构对疲劳裂纹扩展和断裂行为的影响机制。研究人员主
来源:Materials & Design
时间:2025-10-26
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激光辅助熔融打印(LAMP):实现原位纳米颗粒合成的二氧化硅玻璃直接3D打印新策略
玻璃,这种古老而又充满现代魅力的材料,以其优异的化学稳定性、光学透明度和热稳定性,在工程和日常生活中扮演着不可或替代的角色。从实验室的器皿到高楼大厦的幕墙,从光学透镜到光纤通信,玻璃的应用无处不在。然而,传统的玻璃制造方法,如吹制、压铸或烧结,在面对复杂三维结构、嵌入式光学元件或定制化微型器件时,往往显得力不从心。增材制造(3D打印)技术为制造复杂几何形状的物体提供了革命性的解决方案,但在二氧化硅玻璃的打印领域,研究者们依然面临着诸多挑战。目前的二氧化硅玻璃增材制造技术主要分为间接法和直接法。间接法,如立体光刻(SLA)、数字光处理(DLP)或双光子聚合(TPP),虽然能够实现微米级的高分辨率
来源:Materials & Design
时间:2025-10-26
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市场激励能否促进可持续渔业?挪威沿海黑线鳕鱼案例研究
在全球人口持续增长的背景下,如何以环境友好、经济可行和社会包容的方式开发利用自然资源,已成为当今世界面临的重大挑战。海洋渔业资源作为典型的公共池塘资源,长期受到"公地悲剧"问题的困扰——在没有有效监管的情况下,个体渔民为追求最大收益往往会加剧捕捞竞争,最终导致种群衰退和生态系统破坏。这种"竞相捕捞"现象不仅引发过度捕捞,还促使渔民采用高效率渔具,虽然降低了捕捞成本,却导致渔获物质量下降,减少了后续加工环节的价值增值机会,对渔业依赖型沿海社区的经济和社会可持续性造成负面影响。挪威沿海的黑线鳕鱼渔业正是这种困境的典型代表。黑线鳕是一种肉质娇嫩的鱼种,除非采用温和的捕捞方式和精心处理,否则极易变质。
来源:Marine Policy
时间:2025-10-26
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莫桑比克海岸平原裂陷地堑演化研究:以祖阿拉内地堑为核心的构造演化与油气潜力分析
Highlight研究亮点Balane Area acoustic basement structure巴莱恩地区声波基底结构在巴莱恩地区(图3),我们利用横穿祖阿拉内地堑(ZG)北部、中部和南部的三条地震剖面,对火山-沉积序列(VSS)及整个沉积柱进行解析,以揭示该地堑的演化过程。我们详细描述了VSS的上部结构,因其对上方沉积序列的几何形态或基底变形形成的构造(例如祖阿拉内地堑及其同期或更早的地堑)具有重要控制作用。在巴莱恩地区北部...Discussion讨论目前针对莫桑比克海岸平原(MCP)南部地堑系统演化的地层学研究较为有限,该系统包括马曾加地堑(Davison and Steel,
来源:Marine and Petroleum Geology
时间:2025-10-26
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显微MRI与偏振光显微镜揭示芹菜茎结构各向异性及其弛豫机制
在植物生理学和生物材料研究领域,芹菜茎作为一种典型的纤维状多孔生物材料,其内部复杂的微观结构如何影响水分子的运动行为和核磁共振信号,一直是学者们关注的焦点。植物组织中的水分不仅参与营养运输和细胞代谢,其受限在纳米级孔隙中的物理状态更能反映组织的微观结构特征。然而,由于植物组织具有多层次、多尺度的异质结构,传统表征技术难以在无损条件下精确解析特定组织类型的结构特征与核磁弛豫行为之间的关联。近日发表在《Magnetic Resonance Letters》的研究论文《Structural anisotropy in celery stalks by microscopic MRI and pola
来源:Magnetic Resonance Letters
时间:2025-10-26
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城市自然对温哥华城市活力的时空影响评估:基于多源大数据与GTWR模型的实证研究
在城市发展的漫长画卷中,如何营造并维持充满活力的城市空间,始终是规划者与研究者关注的焦点。简·雅各布斯(Jane Jacobs)和扬·盖尔(Jan Gehl)等先驱早已指出,城市活力源于人与场所的互动,以及日常活动中所蕴含的多样性。成功的城市区域往往以其丰富的活动类型和持续的人流吸引着投资与人才,进而促进社会凝聚力和居民福祉。其中,城市自然(Urban nature),如公园、街道树木和水体,通过提升空间环境质量、提供健康与社会效益,在塑造城市活力方面扮演着 pivotal 角色。然而,传统的评估方法多侧重于孤立的物理指标,对于人类行为偏好、情感感知与自然环境如何协同影响城市活力,尤其是在面对
来源:Land Use Policy
时间:2025-10-26
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静态站立和步态过程中髋关节中心与地面反作用力之间的平面关系:对全膝关节置换术术前规划的影响
这项研究围绕膝关节置换术(Total Knee Arthroplasty, TKA)术前规划中的一些关键问题展开,探讨了地面反作用力(Ground Reaction Force, GRF)在不同站立状态下与髋关节中心(Hip Center, HC)及Mikulicz线之间的空间关系。研究主要通过两种方法进行:静态实验和步态数据库分析。静态实验涉及健康成年人在不同站立条件下(如双脚并拢、5厘米、10厘米、20厘米的脚间距,以及单腿站立)的GRF方向,而步态数据库分析则利用了公开数据,以评估步态单支撑期中GRF与髋关节中心、质心(Center of Mass, CoM)以及Mikulicz线的相对
来源:The Knee
时间:2025-10-26
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髌股关节稳定术后膝关节功能恢复评估:与无症状对侧膝关节的比较研究
髌骨就像膝盖前方的一块小盾牌,它在股骨滑车沟里上下滑动,帮助我们完成行走、奔跑等动作。但当这个"小盾牌"失去稳定时,就会引发髌股关节不稳(Patellofemoral Instability, PFI)——一种从轻微半脱位到完全脱位的系列病症。据统计,髌骨脱位占所有膝关节损伤的2%-3%,其中过半数为运动创伤所致,尤其好发于10-20岁的青少年群体。更棘手的是,由于解剖风险因素(如滑车发育不良、髌骨高位等)常双侧共存,约20%的患者会出现双侧症状。目前主流的手术方案是内侧髌股韧带重建术(Medial Patellofemoral Ligament Reconstruction, MPFLR),
来源:The Knee
时间:2025-10-26
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膝关节内外翻对软骨质量的MRI-T2 mapping评估:IMI-APPROACH队列研究新见解
随着全球人口老龄化和肥胖率上升,膝骨关节炎(Knee Osteoarthritis, KOA)已成为困扰中老年人群的常见进行性关节疾病。据统计,40岁以上人群的KOA患病率高达22.9%,这一数字在过去的几十年里持续攀升,构成了重大的公共卫生挑战。KOA的特征是关节保护性软骨的逐渐破坏,伴随炎症和周围组织改变,导致疼痛、僵硬和活动范围受限。然而,传统的X线片诊断往往在疾病晚期才能发现KOA改变,此时干预效果有限。在这一背景下,磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)技术中的T2 mapping成为一种强大的工具,能够无创地评估软骨成分。T2值可以反映软骨组织
来源:The Knee
时间:2025-10-26
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综述:膝关节冠状面排列(CPAK)分型中内翻与中立表型在全球占主导地位:一项系统综述和荟萃分析的见解
背景全膝关节置换术(TKA)的成功与否,与术后下肢力线的恢复密切相关。传统上,追求中性机械轴(MA)的机械对线技术曾是金标准。然而,研究表明仅有约15%的自然膝关节呈现真正的中立对线。对于天生存在内翻(varus)或外翻(valgus)对线的个体,强行恢复为中性轴可能会破坏其自然的膝关节生物力学,导致软组织不平衡等问题。因此,个性化对线理念,如运动对线(KA)和功能对线(FA)应运而生,其核心目标是重建患者个体的自然关节线和力线。为了标准化描述膝关节在冠状面的形态,MacDessi等人提出了膝关节冠状面排列(CPAK)分型。该分型通过结合算术髋-膝-踝角(aHKA)和关节线倾斜角(JLO),将
来源:The Knee
时间:2025-10-26
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合成与表征了不可破碎、耐用的壳聚糖-淀粉-磁铁矿球体,用于去除茜素红S和阿莫西林
本研究围绕一种新型吸附材料的合成与应用展开,旨在解决纺织工业废水处理中常见的染料污染问题,特别是对Alizarin Red S(ARS)这种具有较高稳定性和难以降解特性的染料的去除。同时,研究还探讨了该材料在抗生素——阿莫西林(Amoxicillin,简称AMOX)去除中的潜力。通过引入磁性材料,研究者希望开发出一种成本低、操作简便且具有重复使用性的吸附材料,以应对当前废水处理技术在经济性和实用性方面的不足。在研究中,合成的吸附材料主要包括壳聚糖(Chitosan,简称C)与淀粉(Starch,简称S)的复合材料(CS),以及壳聚糖-淀粉-磁铁矿(Chitosan-Starch-Magneti
来源:Journal of Water Process Engineering
时间:2025-10-26
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新型噻唑-亚胺杂化物的绿色合成及其抗菌抗氧化活性与分子对接研究
在当今抗生素耐药性危机日益严峻的背景下,开发新型抗菌药物已成为全球公共卫生领域的迫切需求。传统抗生素的失效速度远超新药研发进度,使得像大肠杆菌(Escherichia coli)和金黄色葡萄球菌(Staphylus aureus)这类常见病原体逐渐演变为"超级细菌"。与此同时,氧化应激相关疾病的发展机制研究也提示抗氧化剂在治疗中的潜在价值。杂环化合物因其结构多样性和良好的生物相容性,一直是药物化学研究的热点。其中,噻唑(thiazole)核结构广泛存在于维生素B1、青霉素等天然活性分子中,显示出优异的生物活性谱。然而,如何通过合理的分子设计将抗菌与抗氧化活性集成于单一分子实体,并阐明其作用机制
来源:Journal of Sulfur Chemistry
时间:2025-10-26