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开环控制分体式跑步带速度可引发踝关节运动学方面的针对性双侧适应性变化
这项研究引入了一种新的双带跑步机控制方法,通过调整双脚在双支撑阶段的前后距离,系统性地诱导出对称性的适应效应。与传统的双带跑步机不同,传统方法通过让一条腿在快带行走,另一条腿在慢带行走,从而产生不对称的适应效应,这对单侧功能障碍如中风后偏瘫有帮助,但对于对称性功能障碍如双侧足底肌(PF)无力则效果有限。双侧足底肌无力在老年人中尤为常见,因此,开发能够针对这种对称性障碍的干预措施具有重要意义。研究团队设计了一种基于闭环控制的新型双带跑步机控制机制,称为相位依赖速度变化(PDSV)。该机制通过实时反馈数据(如力板上的垂直地面反作用力)来调整带速,从而实现目标状态。在双支撑阶段,该控制机制通过调整每
来源:Journal of Biomechanics
时间:2025-10-28
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综述:用于电化学水分解的Mo修饰过渡金属基纳米带:机理、设计策略与应用
摘要 利用可再生能源电力进行电化学水分解以生产高纯度绿色氢气被认为是一项极具前景的技术。然而,水电解过程需要较大的过电位,这对大规模应用构成了重大挑战。因此,开发成本低廉且性能稳定的基于过渡金属的电催化剂,在高电流密度下运行对于实现电化学水分解的工业化至关重要。最近,带状电催化剂因其结构优势(如直接键合、接触电阻降低以及高长宽比)而受到广泛关注,这些特点使得在给定孔隙率的情况下能够提供更大的反应表面积。为了进一步提高带状电催化剂的催化性能,人们采用了异质原子掺杂技术。特别是n型掺杂剂钼(Mo)可以通过调节电子结构并加速电荷传输来有
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定制的Ta2O5/TiO2纳米界面工程:提升单晶富镍正极的结构完整性和高压性能
摘要 单晶富镍三元材料由于其较高的放电比容量和优异的循环性能,在锂离子电池(LIBs)中作为正极材料具有巨大潜力。然而,其实际应用受到循环过程中不可逆相变、锂离子(Li+)扩散缓慢、晶格氧逸出以及界面副反应的阻碍。为了解决这些问题,本文报道了一种经过表面改性的先进单晶LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(SC-NCM)材料,采用Ta2O5和TiO2进行表面改性以减缓表面退化。实验结果表明,这种双重改性有效地稳定了晶格氧,显著抑制了Li+/Ni2+阳离子的混合,并提高了Li+的扩散动力学。在2.8–4.3 V电压下进行200次循环
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优化的蒸汽动力学提升了异质结的载流子传输效率:一种制造高效Sb2(S,Se)3太阳能电池的新策略
摘要 Sb2(S,Se)3太阳能电池近年来受到了广泛关注,然而,真空沉积法制备的这类电池的效率受到沉积过程中硫属元素损失以及异质结界面不稳定性的限制。本文提出了一种平均自由路径调制(MFPM)策略来解决这一问题。实验结果表明,在较高的沉积压力下,蒸汽分子的平均自由路径缩短,导致Sb2(S,Se)3薄膜的厚度、致密性和结晶度降低。此外,蒸汽分子平均自由路径的减小及其动能的降低促进了Sb2O3的形成,但同时引入了VSe等有害缺陷,影响了载流子的传输。相比之下,在0.5 Pa的压力下,CdS/Sb2(S,Se)3界面的质量得到了优化(Δ
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可自动降解的多离子型纳米平台:用于靶向并抑制小鼠异种移植模型中的实体肿瘤
摘要 针对硬质肿瘤组织,开发可自降解的隐形聚合物纳米结构在结构工程领域属于尚未探索的领域,也是癌症研究中的一项具有挑战性的任务。本文报道了一种无毒、无溶血性且具有抗污性能的3D星形可自降解两性离子纳米递送系统的研发成果,该系统在携带胰腺肿瘤的小鼠异种移植模型中表现出最佳的治疗效果。这种纳米星形两性离子系统是通过逐层共聚策略构建的,具体选用了可被溶酶体酶降解的中性疏水性聚己内酯(PCL)、阴离子羧基聚己内酯(CPCL)以及阳离子自销毁型聚(氨基酯,PAE)作为构建材料。体外活细胞实验验证了该纳米颗粒在溶酶体内能够按需自降解,并在细胞
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具有有机分子插层结构的受限生长高熵层状氢氧化物,用于高性能氧气演化催化
摘要 高熵层状(氧)氢氧化物(HE-LDHs)具有高效的内在活性和理想的“协同效应”,被认为是实现稳定且活性高的氧演化反应(OER)的有希望的候选材料。然而,由于高价中间体的溶解以及OER过程中不可预测的相变,如何在HE-LDHs的稳定性和活性之间找到平衡仍然是一个挑战。本文报道了一种基于金属-有机框架构建的插层结构,并通过异质界面限制作用,有效缓解了金属的溶解问题,同时优化了催化位点的价态,从而实现了高效且耐用的水电解氧化。所制备的HE-LDH@Mn-MIL-100在10 mA cm−2的电流密度下表现出211 mV的超低过电位
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白桦酸自组装纳米递送系统通过破坏GSK3β/NF-κB/CCL20轴,双重调节巨噬细胞的极化状态及巨噬细胞与软骨细胞之间的相互作用,从而缓解骨关节炎症状
摘要 骨关节炎(OA)是一种退行性关节疾病,其特征是M1巨噬细胞引发的滑膜炎以及病情的逐渐恶化。本研究发现,天然化合物桦木酸(BA)能够抑制M1巨噬细胞的特性,并促进其向M2表型的转化。然而,桦木酸在体内的溶解度较低且半衰期较短,这限制了其临床应用。为此,研究人员开发了一种热敏性水凝胶,该水凝胶以羟丙基壳聚糖为基质,负载了聚桦木酸纳米颗粒(PBA NPs)和叶酸(FA)靶向基团,从而制备出了具有缓释性、可注射性和增强稳定性的FA修饰PBA NPs@Gel水凝胶。FA-PBA NPs@Gel通过叶酸-叶酸受体1(FA–folate
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在旋转磁场下,Magnetospirillum gryphiswaldense的集体响应与运动规律
磁性趋动细菌(Magnetotactic bacteria, MTB)是一类独特的水生微生物,它们能够通过生物矿化形成磁性纳米颗粒,称为磁小体(magnetosomes),并将其排列成链状结构,从而实现对地磁场线的主动导航。这种生物磁性导航能力使得MTB在生物医学和环境科学领域展现出巨大的应用潜力。然而,如何在外部磁场作用下实现对大量MTB的精准控制,依然是当前研究的一个重要挑战。本研究通过对超过30,000条MSR-1菌株(Magnetospirillum gryphiswaldense)在不同旋转磁场(Rotating Magnetic Field, RMF)强度和频率下的运动轨迹进行系统
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用于耐用且灵活的超电容器的CNT/MXene混合纱线的可扩展界面设计
摘要 基于纱线的固态超级电容器在集成到可穿戴电子设备中具有巨大潜力,但其发展常常受到能量密度有限和纳米级结构不明确的影响。传统的结构通常涉及一维(1D)和二维(2D)材料的随机混合或基于薄膜的设计,这些设计缺乏界面均匀性和机械柔韧性。本文报道了一种维度可控的组装策略:通过一种可扩展的、无需粘合剂的涂布工艺,将一维碳纳米管(CNTs)和二维碳化钛(MXene)交替层叠在生物衍生的桑纤维纸上(韩国传统纸张KTP)。这种设计能够精确调节层间间距,增强结构完整性,并防止MXene聚集,同时保持较高的电荷迁移率。所得到的CNT/MXene@
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反向胶束作为钙钛矿-染料杂化体系中共享和增强能量传递的“建筑师”
摘要 在纳米晶体-染料组装体中,通过Förster共振能量转移(FRET)利用激子能量对于推进光捕获材料的发展至关重要。然而,直接的供体-受体接触往往会促进电子转移,从而限制能量转移效率。本文引入了反向胶束作为纳米反应器,将罗丹明B异硫氰酸酯(RITC)与CsPbBr3(CPB)纳米晶体在空间上分离,实现了高效且选择性的能量转移。通过调节水与表面活性剂的摩尔比(R),可以系统地控制胶束内供体-受体对的空间排列和微环境。在较低的R值(R = 2–4)下,水主要聚集在界面处,FRET显著增强,这得益于纳米级的限制、受限的染料取向以及较
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LiMn2O4纳米线正极在充放电循环过程中的1D锂离子传输
摘要 理解锂离子的传输机制对于开发快速充电的锂离子电池至关重要。本研究利用原位电子能量损失谱(EELS)技术,观察了锂离子在LiMn2O4纳米线正极中的一维运动情况。该纳米线正极的一端浸入离子液体电解质中,通过充放电循环进行实验。通过一系列图像分析,量化了纳米线正极与电解质界面附近的锂离子分布情况,结果表明:界面附近的锂离子浓度变化滞后于电池电流的变化。在脱锂过程中,纳米线正极中远离界面的区域的锂离子浓度会降低。基于这些观察结果,研究人员建立了一个模型,解释了锂离子在一维正极中的传输机制:锂离子是沿着电化学势梯度移动的,而非通过简
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构建异质结界面以诱导并完成以空穴为主的级联反应
摘要 载流子分离效率会影响级联反应最终产生的活性氧物种的数量,构建异质结界面是提高这一效率的理想策略。本文设计了一种自给自足的光Fenton体系,该体系利用CuxO/CuS/ZnIn2S4异质结实现了通过以空穴为主导的级联反应定向生成充足的单线态氧(1O2),从而有效降解阿莫西林。CuxO与ZnIn2S4之间的CuS界面是通过CuxO的原位转化形成的,XRD、XPS和TEM结构表征结果证实了这一过程。该异质结界面使能带结构从初始的I型转变为S型,优化了载流子分离效率及传输路径,这与以空穴为主的级联反应相契合。因此,通过水氧化反应原
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利用磁性细菌纳米纤维素实现的双重刺激化疗药物递送:揭示在特定润湿条件和局部加热作用下的最佳装载与释放机制
摘要 为了在癌症微环境中最大化多柔比星(DOX)的释放效果,研究人员设计了双刺激磁细菌纤维素(m-BC)支架,以实现DOX与支架的优化相互作用、局部加热(IH)以及在释放过程中对湿润条件的精准控制。m-BC的组成成分包括表面活性剂(油酸;OA)和原位合成的磁性纳米颗粒(MNPs),这些成分不仅显著提高了载药效率(95.5 ± 2.5%),还通过按需释放机制改变了其pH响应性。m-BC中的局部加热效应加速了DOX的释放过程,这与外部加热的效果明显不同。研究发现,DOX的释放是由热变形和质子化共同驱动的:在46°C时,局部加热显著增强
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掺硼碳纳米墙作为多功能界面:用于定向水传输和电润湿效应
摘要 通过调节sp²和sp³杂化纳米碳的表面特性,可以根据需求实现润湿性的调控。本文报道了一种利用微波等离子体增强化学气相沉积技术一步合成掺硼碳纳米墙的方法,这些碳纳米墙可作为多功能表面,用于实现可控的水传输和基于极性的电润湿效应。掺硼碳纳米墙(BCNW)表面在仅1.2伏的直流偏压下就能从高度疏水状态快速转变为超亲水状态。此外,在低外部偏压下,还能实现水滴在两个掺硼碳纳米墙表面之间的传输。电场的应用能够动态调节水滴的接触角,从而精确控制其变形和运动。这种具有疏水性质和基于极性的电润湿特性的纳米结构表面的制备方法,可广泛应用于生物医
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由烟草花叶病毒外壳蛋白模板化的扩展型等离子体纳米结构
本文探讨了一种利用生物模板——烟草花叶病毒衣壳蛋白(TMVP)——来构建具有纳米级精度的金属纳米结构的方法。TMVP因其自组装特性及与金属纳米颗粒的结合能力,成为一种极具潜力的生物材料。通过在TMVP上添加六组氨酸标签(6H-TMVP),研究人员能够实现不同形态的纳米结构,包括六边形排列的纳米片、方形排列的纳米片以及核心-壳层纳米棒等。这些结构的形成依赖于特定的溶液条件,如pH值、离子强度和添加剂浓度。研究还发现,6H-TMVP能够作为模板引导金纳米颗粒(AuNPs)的排列,形成具有扩展等离子共振特性的纳米环结构。这种方法不仅具备可扩展性和低成本,还能够实现纳米级别的精确控制,为未来的纳米材料
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银掺杂对MgB₄O₇热释光特性及辐射剂量测量性能的影响
摘要 本研究探讨了掺银(Ag)的四硼酸镁(MgB₄O₇, MBO)的热释光(TL)特性在辐射剂量测量中的应用。MBO因其组织等效性而备受关注,通过固态反应法制备,掺银浓度分别为0.1 wt%、0.5 wt%和1.0 wt%。通过全面的TL实验评估了其关键剂量测量特性,如剂量响应、重复使用性、衰减特性及加热速率。此外,还利用发光曲线分解(CGCD)和变加热速率(VHR)方法推导出相关动力学参数。实验结果表明,掺银显著增强了TL信号强度,尤其是在较高掺银浓度下,这表明掺银影响了陷阱密度和能量释放机制。掺银量为1.0 wt%的MBO样品
来源:Luminescence
时间:2025-10-28
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综述:通过原位傅里叶变换红外光谱揭示电化学CO2还原的机制洞察:最新进展及未来原位设计的展望
摘要 将二氧化碳(CO₂)电化学转化为有价值的化学燃料为解决环境和能源挑战提供了一种有前景的方法。然而,在电化学二氧化碳还原反应(eCO₂RR)中使用的催化剂往往在操作条件下会发生结构变化,从而对活性位点和反应机理产生不确定性。因此,实时监测催化剂表面和中间体至关重要。在各种表征技术中,原位傅里叶变换红外光谱(FTIR)能够提供关于表面结合物种、反应路径以及催化剂-电解质相互作用的独特分子级见解。本文综述了原位FTIR在电化学二氧化碳还原反应中的最新应用进展,强调了其在识别活性位点、材料界面和瞬态中间体方面的作用。此外,还讨论了方法学上的挑战,特别
来源:ChemNanoMat
时间:2025-10-28
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综述:超越传统碳材料:石墨烯和碳纳米管作为锂离子电池的先进导电添加剂——挑战与机遇
摘要 随着对高性能锂离子电池需求的不断增加,碳纳米管和石墨烯已成为推动该领域技术进步的关键导电添加剂。与传统炭黑相比,这些材料具有更优异的导电性、更好的机械柔韧性和独特的尺寸优势,在构建高效的三维导电网络方面展现出巨大潜力,并显著提升了电极内部电子和离子传输的效率。本文全面探讨了它们的尺寸依赖性特性、在复合体系中的协同效应以及在不同电极系统(如磷酸铁锂正极、镍钴锰正极和硅基负极)中的具体应用和性能优化机制。同时,也重点分析了导电网络的分散均匀性和长期结构稳定性等关键挑战,并概述了未来可扩展制造策略的发展方向。 利益
来源:ChemNanoMat
时间:2025-10-28
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使用经过金偶联的抗受体结合域抗体修饰的ZnO纳米棒对唾液中的SARS-CoV-2进行电化学检测
在2020年全球爆发新冠疫情后,公共卫生领域对快速、便捷且成本效益高的诊断技术需求日益迫切。传统检测方法虽然有效,但通常需要昂贵的设备和较长的处理时间,这限制了其在基层医疗场景中的应用。本文介绍了一种基于氟掺杂锡氧化物(FTO)电极修饰锌氧化物纳米棒(ZnONRs)的电化学免疫传感器,用于检测新冠病毒(SARS-CoV-2)唾液样本中的受体结合域(RBD)。ZnONRs因其较大的表面积、低成本的生产特性以及高效的电子传输性能,成为理想的传感平台。为了提升选择性和灵敏度,ZnONRs被功能化,结合了金纳米颗粒(AuNPs)修饰的单克隆抗体(mAbs)。对四种mAbs(2B9F9、3E5G8、4B
来源:ChemNanoMat
时间:2025-10-28
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二氧化钛的关键反应参数对太阳光和紫外光照射下颗粒态及薄膜态光催化产氢反应的影响
摘要 光催化技术作为一种可持续的绿色氢气生产方法正在兴起,在这一过程中,反应参数的优化以及材料工程起着关键作用。本研究以Degussa P25为模型催化剂,系统探讨了多种反应参数对光催化产氢过程的影响,这些参数包括颗粒态和薄膜态下的操作条件。研究了催化剂负载量、清除剂负载量、共催化剂负载量以及温度等因素在不同反应模式(如搅拌、超声处理和薄膜制备)下的影响。结果表明,优化这些反应参数可以在所有光照条件和反应模式下显著提高光催化产氢性能。超声辅助的光催化过程能够提升最佳催化剂和共催化剂负载量,从而实现更高效的氢气生成。此外,在40°C的太阳光照射下,经
来源:ChemNanoMat
时间:2025-10-28