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综述:Ag2Te量子点:一种新兴的无重金属硫属化合物,适用于近红外和短波红外光电探测器
随着物联网(IoT)、可穿戴电子设备和机器视觉技术的迅速发展,对小型化、节能且成本效益高的解决方案的需求不断增长,这对红外(IR)探测器的尺寸、重量、功耗和成本(SWaP-C)提出了严格的要求。在这种情况下,银碲化物(Ag2Te)量子点(QDs)因其较低的毒性、经济可行性和高度可调的光电特性,成为传统重金属和稀有元素基量子点的有前景的替代品。胶体合成的最新进展使得人们能够精确控制其组成、形态和表面化学性质,从而优化合成工艺和高效的配体钝化策略。这些进步将Ag2Te量子点的吸收范围从近红外(NIR)扩展到了短波红外(SWIR)区域,并使其响应度和探测率等性能指标与最先进的铅基和汞基系统相当。本文
来源:ACS Applied Electronic Materials
时间:2025-10-24
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低阻抗、可降解的柔软双模式水凝胶传感器,用于实时应变和生物电信号采集
可穿戴生物电子系统需要具备机械柔软性、可靠的电性能以及生物相容性的材料。然而,许多传统凝胶在实际应用中存在不足,通常表现为较高的界面阻抗、有限的延展性和较差的降解性,这使得它们不太适合用于柔性医疗技术等新兴领域。在这里,我们报道了一种可降解、低阻抗的水凝胶,该凝胶通过简单的水合合成方法制备而成,所用原料包括水性聚氨酯(WPU)、聚乙烯醇(PVA)和四硼酸钠(STD)。这种凝胶基于动态硼酸酯键和氢键形成了一个混合交联网络,从而兼具良好的导电性和机械适应性。从功能上看,该材料既可以作为柔软的应变传感器,也可以作为生物电接口使用:它能够高灵敏度地检测关节运动,并同时记录肌电图(EMG)、脑电图(EE
来源:ACS Applied Electronic Materials
时间:2025-10-24
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M2巨噬细胞衍生的小胞外囊泡通过Akt/FOXO1/PAI-1轴抑制椎间盘髓核细胞纤维化,从而缓解椎间盘突出症(IVDD)
无细胞疗法是一种治疗椎间盘(IVD)退化(IDD)的新方法。最近,来自M2巨噬细胞的小型细胞外囊泡(sEVs)在缓解椎间盘退化方面显示出显著的效果。我们研究的主要目的是评估从M2巨噬细胞中分离出的sEVs是否有助于预防IDD,并进一步探索其作用机制。我们在体外建立了模拟椎间盘内纤维化的细胞模型,并通过刺激大鼠的尾椎创建了椎间盘纤维化的动物模型。研究结果表明,sEVs通过减少异常的纤维化表达并恢复椎间盘内的正常细胞外基质(ECM)组成,在体内和体外均能缓解IDD。转录组测序显示,PAI-1是在接受M2-sEVs处理后下调最显著的基因,而PI3K/AKT信号通路被激活。基于FOXO1能够靶向并抑制
来源:ACS Applied Nano Materials
时间:2025-10-24
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基于磷酸钠的表面活性剂作为无氟添加剂,用于提高丙烯酸水性涂料的耐刮擦性能
与含氟的防粘连剂相比,无氟防粘连剂(ABAs)在水性涂料中显著降低了环境影响。然而,现有的无氟防粘连剂往往抗粘连性能不足,限制了其实际应用。在这项研究中,我们开发了两种无氟防粘连剂SiO-PO4和Branch-C20-PO4,并将它们应用于丙烯酸水性涂料中。系统地评估了这些涂料的表面性能和抗粘连效果。值得注意的是,SiO-PO4表现出优异的表面活性,即使在储存12天后仍能保持有效的抗粘连效果。X射线光电子能谱(XPS)分析表明,在成膜过程中这两种防粘连剂会迁移到并吸附在涂料表面,从而减少极性成分产生的内聚力,进而提高抗粘连性能。这些结果表明SiO-PO4是一种有前景的无氟防粘连剂,证明了基于磷
来源:ACS Applied Engineering Materials
时间:2025-10-24
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一种IPN生物墨水及其交联工艺,用于提升3D生物打印中细胞的机械性能并实现细胞扩散的动态控制
大多数基于水凝胶的3D生物打印技术所生成的构建物在机械性能上较为柔软且强度较低,因此不适合实际的组织工程应用。传统的增强水凝胶硬度的方法会导致被封装的细胞被滞留其中,并且生物反应效果也不理想。在本文中,我们介绍了一种能够动态控制打印出的细胞-水凝胶构建物硬度和强度的生物打印工艺,这种工艺有助于促进细胞的扩散。该生物打印材料由明胶、明胶甲基丙烯酸酯(GelMA)和海藻酸盐组成,每种成分分别通过酶促交联、光交联和离子交联独立地形成互穿网络(IPNs)。互穿网络的形成显著提升了打印结构的机械性能和化学稳定性。通过对各种交联机制进行时间控制,可以有效避免细胞在坚硬的水凝胶环境中被滞留,同时还能改善构建
来源:ACS Applied Engineering Materials
时间:2025-10-24
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硅烷功能化的共价有机框架-环氧纳米复合涂层在先进混凝土污水管道保护中的应用
由于生物生成的硫酸腐蚀,混凝土污水基础设施会迅速恶化。本研究开发了一种共价有机框架(COF)增强的环氧复合涂层,以提高其在这种恶劣条件下的耐久性。首先合成了一个通过硼酸酯连接的COF,并用(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷(APTES)对其进行功能化处理,以增强其水解稳定性,然后将其掺入环氧树脂中。测试了不同APTES-COF含量(0–1.5 wt%)的涂层在水吸收、耐酸性、附着力和硬度方面的性能。在最佳含量1.5 wt%时,水吸收率从1.6%降低到0.09%,静态接触角从70.9°增加到91.2°,表明其疏水性得到了提高。在酸的作用下,质量损失仅限于4.05%,与纯环氧树脂和未涂层混凝土相比,分别
来源:ACS Applied Engineering Materials
时间:2025-10-24
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双重防护功能涂层:3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性的COF-环氧混合涂层在防雾沉积和防腐蚀中的应用——密度泛函理论(DFT)分析与实时监测
开发具有优异机械性能和粘附力的高性能混合防护材料对于应对脂肪沉积(fatberg)和污水管道腐蚀等关键问题至关重要。在本研究中,我们提出了一种将共价有机框架(COFs)与环氧树脂结合的方法,用于制备具有多层结构的多功能聚合物。通过将3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)功能化的COFs与环氧树脂基体结合,我们成功制备了一种具有极高机械强度、热稳定性和卓越粘附性能的混合涂层。该涂层的拉伸强度达到140 MPa,粘附强度达到9.5 MPa。密度泛函理论计算进一步证实了APTES功能化COFs-环氧树脂混合涂层的化学硬度和机械强度得到了提升。这种有机框架-环氧树脂涂层在控制污水系统中的脂肪、油和油脂
来源:ACS Applied Engineering Materials
时间:2025-10-24
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基于噻诺[3,2-b]噻吩的有机阳离子形成半透明薄膜:合成、光物理性质及逆钙钛矿太阳能电池
设计和合成用于钙钛矿基太阳能电池的小分子以提高其稳定性和光电转换效率是重要的研究课题。有机阳离子已被证明是这类工程问题的良好解决方案。本文介绍了一种基于噻吩[3,2-b]噻吩结构的有机阳离子TT-PhCH2NH3I的设计及简易合成方法,该阳离子可作为钙钛矿太阳能电池的添加剂。这种阳离子形成的薄膜光滑且半透明,其性质通过紫外-可见光谱(UV–vis)、循环伏安法(CV)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及接触角(CA)测量进行了表征。TT-PhCH2NH3I薄膜具有均匀光滑的表面形态,表面粗糙度(RMS)为65纳米,并且具有优异的亲水性,水滴在薄膜上的接触角为55.1°。该材料还
来源:ACS Applied Energy Materials
时间:2025-10-24
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硝酸根配位加速镍的低价态电荷转换循环,从而实现稳定的氧气释放
传统的氧演化反应(OER)总是涉及高价态金属位点,这些位点在高电位下生成,且难以长时间稳定,从而严重限制了OER的活性和稳定性。为了避免使用高价态的Ni4+,研究人员设计了一种基于低价态电荷转换循环的路径:该路径包括Ni(OH)2的电化学氧化生成NiOOH,以及NiOOH的自发放能化学还原生成O2。这一过程通过NO3–配体得到加速,在90°C下使用镍羟基硝酸盐(NiOHNO3)与化学计量的硝酸盐进行实验验证。丰富的硝酸盐配体通过扩展晶层隧道来打破晶体结构中的强氢键,从而降低Ni2+/Ni3+转化的能量障碍,并促进氢的脱离和插入,同时起到质子转移中继站的作用。更有趣的是,这种机制仅涉及两种价态之
来源:ACS Applied Energy Materials
时间:2025-10-24
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利用共晶熔盐实现的大规模Ti3AlC2 MAX相合成,用于高性能Ti3C2TX MXene透明加热器和呼吸传感器
尽管已有相关研究,但使用熔盐法制备大尺寸的Ti3AlC2 MAX颗粒仍然面临挑战。在本研究中,首次通过1300°C下熔融共晶盐并经过4小时烧结工艺,成功合成了尺寸为10–37 μm的大尺寸Ti3AlC2 MAX颗粒。利用熔融共晶盐制备的Ti3AlC2 MAX颗粒具有更大的晶体尺寸,进而生成了尺寸为3–12 μm的Ti3C2TX MXene。由制备得到的Ti3C2TX MXene制成的透明加热器和基于纺织材料的呼吸传感器表现出优异的性能,这主要得益于MXene较大的颗粒尺寸。在厚度为rs = 212.16 Ω/sq–1、电阻率为T = 73.76%的Ti3C2TX MXene薄膜中,实现了148
来源:ACS Applied Materials & Interfaces
时间:2025-10-24
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氮化钛薄膜作为耐用的增强型窗口,用于电化学红外光谱分析
随着电化学反应在绿色能源转型中变得越来越重要,用于表征这些反应的光谱方法也随之变得越来越有价值。电化学衰减全反射-表面增强红外光谱(ATR-SEIRAS)因其能够对催化剂-电解质界面处的分子进行表征而备受关注。然而,使用电化学ATR-SEIRAS进行的大量研究受到窗口材料较差的化学和机械稳定性或光学性能的限制。在这项工作中,我们报道了一种采用Ar和N2等离子体通过一步反应溅射工艺制备的氮化钛(TiN)作为ATR-SEIRAS的新材料,因为它制备简单、导电性良好、具有出色的机械和化学稳定性,并且能够获得表面增强的光谱。在TiN表面沉积Pt后,使用CO探针验证了TiN层的光谱性能。TiN在通常用于
来源:ACS Applied Materials & Interfaces
时间:2025-10-24
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通过电子互补效应动态调控Mn–Ce催化剂中的氧空位,从而提高CO还原NO的效率
在含氧(O2)条件下,开发高效的非贵金属催化剂以实现一氧化氮(NO)的还原一直备受关注。在本研究中,通过共沉淀法在Mn–Ce催化剂上构建了不对称的Mn–Ov–Ce结构。优化后的Mn0.2Ce0.8O2催化剂表现出优异的催化性能,在260°C、5% O2的条件下实现了90%的NO转化率和95%的N2选择性。表征和理论计算表明,这种不对称的Mn–Ov–Ce结构促进了Mn与相邻Ce之间的电子传递,从而有助于动态氧物种(Ov)的生成。此外,原位DRIFTS和DFT计算显示,掺入的Mn有助于中间体的快速消耗以及CeO2表面动态氧物种的补充,从而提升了催化性能。本研究提供了一种有效的方法,通过调节CeO2
来源:ACS Applied Materials & Interfaces
时间:2025-10-24
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通过金纳米粒子的流动修饰实现传感功能的独立多孔硅膜
在当今科学技术迅速发展的背景下,纳米材料与半导体材料的结合已成为一个备受关注的研究方向。其中,多孔硅(PSi)因其独特的光学、物理和化学特性而受到广泛研究。近年来,通过将PSi与等离子体纳米颗粒(NPs)结合,其性能得到了进一步提升,拓展了其在多种应用领域的潜力。然而,目前的纳米颗粒沉积方法往往存在一些局限性,例如纳米颗粒主要集中在PSi表面,难以实现对内部孔隙的均匀填充,这在一定程度上限制了其在光学和传感等领域的应用效果。因此,研究者们正在积极探索新的方法,以实现对PSi材料的均匀装饰,从而充分发挥其性能优势。为了克服这一挑战,本文提出了一种创新的流经策略,利用纳米颗粒悬浮液对自由站立膜(F
来源:ACS Applied Nano Materials
时间:2025-10-24
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利用双金属AuPt/ZrO2纳米催化剂直接将葡萄糖氧化为葡萄糖酸
将生物基资源如葡萄糖转化为高附加值化学品是实现生物质利用的关键步骤。本研究报道了一种一步法将葡萄糖转化为葡萄糖酸的方法,通过选择性调控葡萄糖的氧化路径,使其从典型的葡萄糖酸生成路径向葡萄糖酸生成路径转变,使用了负载在氧化锆上的单金属金(Au)和铂(Pt)以及双金属AuPt纳米催化剂。单金属催化剂促进葡萄糖向葡萄糖酸的转化,而双金属催化剂则更倾向于直接将葡萄糖转化为葡萄糖酸,其催化效果依赖于Au/Pt的比例,其中Au67%Pt33%@ZrO2催化剂的葡萄糖酸选择性可达到44%。理论计算确认了合金的形成,这一结论也通过实验手段如EDX映射和HR-TEM成像得到了验证。葡萄糖酸(GA)是生物质转化为
来源:ACS Applied Nano Materials
时间:2025-10-24
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可扩展的酶级联-氨基甲酸酯形成工艺的开发与优化,用于合成CDK2选择性候选药物Tegtociclib(PF-07104091)
PF-07104091(tegtociclib)是一种环素依赖性激酶2(CDK2)的选择性抑制剂,目前正作为治疗乳腺癌的候选药物进行研究。在本报告中,我们详细介绍了用于合成PF-07104091的一种选择性酶级联-氨基甲酸酯形成方法的开发与优化过程。这种新开发的工艺实现了精确的立体化学控制以及高效的处理,能够以较高的产率和纯度获得粗活性药物成分(API),同时降低了工艺质量强度(PMI)和周期时间。在试点工厂规模的生产中,该优化后的高效且可持续的工艺成功生产出了超过450公斤的PF-07104091。
来源:Organic Process Research & Development
时间:2025-10-24
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由酸或碱催化的乙腈水解的热量测定研究
酸/碱-乙腈(ACN)混合体系在许多现代反应过程中有着广泛的应用。本研究探讨了ACN与不同浓度硫酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾的水溶液之间的反应。实验结果表明,反应过程中会释放出不同程度的热量;同时发现,随着强酸或强碱溶液浓度的增加,产生的热量也随之增加。特别是在高浓度条件下,强酸和强碱能够在常温下促使ACN发生放热水解反应。合理使用ACN与强酸及强碱的混合溶液有助于预防安全事故,并为未来关于ACN作为溶剂的水解反应研究提供有益的见解。
来源:Organic Process Research & Development
时间:2025-10-24
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一些值得工艺研发化学家和工程师关注的内容
近年来,化学合成方法的创新不断推动着有机化学领域的发展,特别是在药物合成、材料科学和精细化学品制备方面。随着对高效、选择性高、绿色且兼容多种官能团的反应条件的需求日益增长,科学家们开发了多种新的反应策略,以解决传统方法在某些复杂结构合成中的局限性。本文将围绕几个重要的有机合成方法展开解读,包括C(sp³)H/N(sp²)交叉偶联反应、末端炔烃的二碘三氟甲氧基化反应、可见光介导的SNAr吡啶化反应、Smiles重排反应、金属催化氢原子转移化学、多金属配合物的协同反应、光化学C–H卤化反应、碳-氮原子交换反应、异构化反应、以及有机化学教育的革新等。这些方法不仅拓展了合成化学的边界,也为工业和学术研
来源:Organic Process Research & Development
时间:2025-10-24
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无标度簇–聚合物塌陷过程中的簇聚类
当聚合物受到低于其塌陷转变温度的冷却处理时,会收缩形成球状结构。这一过程始于单体簇(或称为“珠子”)的形成。这些初生的簇会逐渐合并,导致平均簇大小 Cs 的增大,最终形成单个球状体。这种簇的聚集过程类似于液滴的合并现象。这表明这种聚集方式与许多粒子系统(如胶体自组装)中的簇-簇聚集过程存在显著相似性,这些过程通常具有普遍的动态标度行为。受此启发,我们利用分子动力学模拟验证了在不同弯曲刚度 κ 下聚合物塌陷过程中的动态标度现象。我们通过观察簇的大小分布 Ns(t) 随时间 (t) 的变化以及簇的增长情况 Cs(t) 来研究这一动态过程。无论 κ 的值如何,我们都观察到了幂律标度关系 Cs(t)
来源:Macromolecules
时间:2025-10-24
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一种非仿射模型用于研究橡胶聚合物的功能依赖性及网络中的团块运动
本研究提出了一种新颖的非仿射本构模型,用于探讨橡胶状聚合物网络的功能依赖性及颗粒运动特性。该模型认为聚合物网络的变形包括两部分:交联点的非仿射运动以及聚合物颗粒的额外运动。基于链模型,将聚合物视为由均匀单元格组成的集合体,这些单元格首先发生虚拟变形,随后通过额外运动来适应宏观的块状变形。通过虚拟网络、动能和变形梯度来分析聚合物颗粒的塌陷过程。功能参数(f)和第二不变量(I2)被确定为理解非仿射变形的关键因素。该模型利用硫化天然橡胶、PAAm水凝胶以及P(BMA-co-MEA)-Li弹性体的实验数据进行了验证,结果表明理论预测与实验观察结果高度一致。本研究为橡胶状聚合物的力学行为提供了新的见解,
来源:Macromolecules
时间:2025-10-24
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通过动态光散射和分子动力学模拟研究含有溶解发泡剂的聚苯乙烯低聚物的菲克扩散系数
本研究旨在深入理解含有发泡剂的聚合物熔体中的质量扩散现象。为此,我们开发了动态光散射(DLS)和分子动力学(MD)模拟方法,对这些系统中的扩散质量传递过程进行了全面分析。首次对由定义明确且近乎单分散的寡聚物与溶解的发泡剂组成的混合物进行了全面表征,包括测定它们的密度和扩散系数,并研究了其液态结构。在此过程中,首次探讨了寡聚物的分子特性(如链长)以及溶质对Fick扩散系数D11、自扩散系数和Maxwell-Stefan扩散系数以及热力学参数的影响,同时分析了不同扩散系数之间的关系,这些研究是在聚苯乙烯(PS)寡聚物与溶解的氮气(N2)、二氧化碳(CO2)或1,1,1,2-四氟乙烷(R134a)的
来源:Macromolecules
时间:2025-10-24