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  • 设计适用于低温锂离子和钠离子电池的阳极-电解质界面:挑战与策略

    锂离子电池和钠离子电池在极端环境中的能量存储应用日益受到重视,尤其是在低温条件下。随着电动汽车、航空航天、军事行动和可再生能源系统的快速发展,电池在寒冷环境下的性能需求变得尤为关键。然而,尽管这两种电池技术在低温环境下展现出一定的潜力,其实际应用仍面临诸多挑战,尤其是在电化学行为和界面稳定性方面。传统的电池设计往往假设锂离子(Li⁺)和钠离子(Na⁺)在电化学特性上具有相似性,这种假设在一定程度上限制了对两者在低温条件下不同退化机制的深入研究。本文通过分析Li⁺和Na⁺在低温环境下的溶剂化结构、脱溶剂动力学以及固态电解质界面(SEI)的离子传输机制,揭示了它们在低温性能上的差异,并提出了相应的

    来源:ACS Energy Letters

    时间:2025-10-27

  • 石墨烯修饰氮化硼在去除水溶液中染料方面的高效性能:为纺织废水处理设计的建模与优化流程

    本研究重点探讨了通过石墨烯修饰氮化硼(GBN)材料高效去除偶氮染料的应用,目标是解决纺织工业废水中的污染问题。通过一种简便的方法合成GBN,并采用XRD、SEM/EDS、TGA-DTA和BET等技术手段对材料进行了表征,结果显示该材料具有微孔结构和良好的结晶性。以甲基橙(MO)作为模型染料,通过响应面法(RSM)对吸附实验进行了优化,实验变量包括pH值、吸附剂用量和初始MO浓度。研究结果表明,pH值和吸附剂用量是影响MO去除效率的主要因素。在最佳条件(pH值为2,吸附剂用量为0.062克,初始MO浓度为100毫克/升)下,GBN在20分钟内达到了高达322.5毫克/克的吸附容量,并且在10次重

    来源:ACS Omega

    时间:2025-10-27

  • 利用马菲试剂(Marfey’s Reagent)的不同变体对β-非对映氨基酸进行增强的立体化学分析

    在生物有机化学和有机合成领域,氨基酸立体异构体混合物的分析一直是一项经典而具有挑战性的课题。传统的分析方法中,使用Marfey’s试剂(1-氟-2,4-二硝基苯基-5-(L-丙氨酸)酰胺)进行化学衍生化,是评估氨基酸立体化学纯度的重要手段。通过该试剂与氨基酸的反应,生成的对映体可以利用高效液相色谱(HPLC)进行分离,从而实现对L或D构型的准确识别以及对对映体比(dr)和对映过量(ee)的测定。然而,在某些情况下,特别是针对非天然氨基酸(ncAAs)的Cβ-对映异构体,Marfey’s试剂的分离效果并不理想,这限制了其在更复杂结构氨基酸分析中的应用。为了解决这一问题,本研究探索了多种替代的立体

    来源:ACS Omega

    时间:2025-10-27

  • 朝向糖模拟免疫调节剂:对Phocaeicola vulgatus核心寡糖的合成分析及其被DC-SIGN识别的机制

    在人体肠道中,微生物群落构成了一个复杂的生态系统,对维持健康具有至关重要的作用。这些微生物不仅影响宿主的代谢过程,还在免疫调节方面发挥着重要作用。在众多的肠道菌群中,*Phocaeicola vulgatus*(原名为*Bacteroides vulgatus*)作为一种常见的革兰氏阴性厌氧菌,已被证实能够调控肠道炎症,从而帮助宿主抵御某些炎症性疾病。研究显示,该细菌的脂多糖(LPS)具有抗炎特性,可能在维持肠道稳态和防止炎症性疾病的进展中扮演关键角色。LPS作为细菌细胞壁的重要组成部分,通常被宿主免疫系统识别,进而引发免疫反应。在免疫系统中,区分有益的共生菌与有害的病原体是至关重要的。这一过

    来源:ACS Omega

    时间:2025-10-27

  • 利用多元回归分析和LC/MS分析中的校准曲线,评估替代物浓度降低对回收率计算值的影响

    本研究探讨了在使用模型化合物对-甲苯胺(OT)进行样品分析时,改变替代物(surrogate)浓度对回收率计算值的影响。通过使用液相色谱-质谱联用技术(LC/MS)和数据处理方法,研究了低浓度混合样品中分析物和替代物浓度变化对回收率计算的影响。在这些模型样品中,分析物(OT,m/z 108)和替代物(OT-d3,m/z 111)的浓度被降低以模拟实际样品中这些物质的浓度变化。同时,还研究了在存在和不存在内标物(IS,OT-4,6-d2,m/z 110)的情况下,分析物和替代物浓度之间的关系。尽管在每个浓度水平上成分的比例相同,但低浓度样品中分析物和替代物峰面积比例的变化更为显著。此外,这种效应

    来源:ACS Omega

    时间:2025-10-27

  • 通过掺钯(Pd)、铂(Pt)和银(Ag)的BC6N单层膜检测肺癌生物标志物C3H6O、CH2O和C5H8:基于密度泛函理论的研究

    肺部癌症的早期检测一直是临床领域的一大挑战,其难点在于现有诊断方法往往成本高昂、侵入性强且敏感度不足。随着科学技术的发展,研究人员逐渐将目光投向了一种非侵入式的检测手段——呼气分析。呼气中包含的挥发性有机化合物(VOCs)被视为潜在的生物标志物,例如丙酮(C₃H₆O)、甲醛(CH₂O)和异戊二烯(C₅H₈)等分子在肺癌患者的呼气中浓度显著升高。本研究利用密度泛函理论(DFT)对原始结构和过渡金属(TM)掺杂(如钯(Pd)、铂(Pt)和银(Ag))的BC₆N单层材料在这些VOCs上的传感性能进行了评估。研究发现,与原始结构相比,过渡金属掺杂显著提升了吸附能力和传感响应。特别是Ag掺杂的BC₆N表

    来源:ACS Omega

    时间:2025-10-27

  • 高压下含二氧化碳与不含二氧化碳的3-氨基-1-丙醇水溶液及其与2-氨基-2-甲基-1-丙醇混合物的密度

    在当前全球面临气候变化和环境污染的背景下,碳捕集与封存(CCS)以及碳捕集与利用(CCU)技术成为减少二氧化碳(CO₂)排放的重要手段。这些技术的核心在于捕获并存储或转化CO₂,而胺类水溶液因其在化学结合CO₂方面的高效性,成为这类过程中的关键介质。然而,对于高压力和高温系统中这些溶液的一些物理性质,现有的物理化学数据库仍存在信息不足的问题。本研究提供了关于3-氨基-1-丙醇(AP)水溶液在CO₂载荷和未载荷状态下的密度数据,以及其与2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)混合物在高压力条件下的密度信息。实验数据覆盖了广泛的温度范围(293.15 K至393.15 K)和压力范围(最高至100

    来源:ACS Omega

    时间:2025-10-27

  • 晶格工程:锌基氮化物中的新型二维单层结构

    近年来,二维材料的研究取得了显著进展,尤其是从单层石墨烯的分离开始,其独特的电子特性吸引了广泛的关注。二维材料具有独特的电化学、光学和机械性能,这些特性可以被调控,从而为纳米工程、光电子学和自旋电子学等领域提供了巨大的应用潜力。例如,过渡金属二硫属化合物(TMDCs)等多层二维材料,已经成为异质结构工程的重要平台。这类材料的晶体结构从三维向二维转变,为新型设备架构提供了关键的基础,能够通过维度降低改变材料的性质。本文旨在系统地研究IIB–VA锌磷化物(ZnX,其中X = As、Sb、Bi)的新型二维单层结构的结构、电子和热力学稳定性,并通过晶格工程方法构建模型,以探索其潜在的合成路径。锌磷化物

    来源:ACS Omega

    时间:2025-10-27

  • 纳米尺度下填充橡胶的粘附性能

    软材料与表面之间的粘附现象在工业应用中具有重要意义。为了深入理解这种微观粘附机制,我们开展了一项计算研究,重点分析填充橡胶在纳米尺度上的接触与粘附行为。该研究考虑了填充橡胶表面与基底之间的局部纳米粗糙度,并构建了一个橡胶与基底相互作用的模型。通过不同局部应力和温度条件下的模拟,我们探讨了接触面积和粘附能的变化情况。本研究进行了两组不同的计算机模拟,第一组模拟中将填充橡胶视为均匀材料,展示了局部表面形貌在纳米尺度上的重要性。第二组模拟中则考虑了填充橡胶作为非均匀材料,其内部存在填料与橡胶基体之间的弹性差异,进一步说明了局部弹性特性与表面形貌的共同作用对粘附的影响。在实际应用中,软材料的粘附行为涉

    来源:ACS Omega

    时间:2025-10-27

  • 用于检测SARS-CoV-2变异株的非竞争性荧光偏振适配体测定法

    随着全球范围内SARS-CoV-2疫苗的广泛接种,疫情已逐渐缓解。然而,新的病毒变种不断出现,给公共卫生带来了持续的挑战。尽管现有的诊断技术能够有效地检测特定的变种,但面对病毒的快速变异,亟需开发出一种具有广泛适用性的检测方法,这种方法应能够减少变异对检测结果的影响。特别是在大规模筛查和长期监测方面,快速、简便且成本低廉的检测技术尤为重要。本研究评估了一种非竞争性荧光偏振适配体检测方法(NC-FPAA)在SARS-CoV-2检测中的应用潜力,包括野生型病毒株和多种变种。研究中采用了两种荧光标记的适配体,K1(77个核苷酸)和M40(51个核苷酸),这两种适配体之前被报道具有对不同SARS-Co

    来源:ACS Omega

    时间:2025-10-27

  • 将丝蛋白衍生的肽修饰到聚合物中,可以提高复合材料与丝素之间的相容性

    丝绸丝蛋白(SF)与聚合物复合材料在制备过程中常常因低相容性而导致材料强度下降。为了解决这一问题,本研究提出了一种通过修饰SF主链结构中的肽基团来提高其与聚合物相容性的新方法。通过物理性能和结构分析,研究发现肽修饰能够有效改善SF与聚合物之间的相容性,从而提升材料的综合性能。这种基于肽修饰的创新技术为SF/聚合物复合材料的性能优化提供了新的思路。### 1. 丝绸纤维蛋白的特性与应用前景丝绸纤维蛋白(SF)是一种天然的纤维蛋白,主要由家蚕(*Bombyx mori*)等生物体分泌,具有优异的机械性能和生物功能特性。SF的分子结构由约80%的结晶区和20%的非结晶区组成,其中结晶区主要由重复的G

    来源:ACS Omega

    时间:2025-10-27

  • 来自马尾藻衍生物生物分子的光保护及抗氧化脂质体配方,用于护肤应用

    随着全球对可持续护肤产品的需求不断上升,研发环保且健康导向的配方变得尤为重要。传统配方通常依赖于合成成分,这些成分可能对人体健康和海洋生态系统造成潜在危害,因此,寻找天然、可生物降解的替代品成为当务之急。近年来,热带地区频繁出现的褐藻“Sargassum”浮游生物现象,不仅带来了大量未被充分利用的生物质,也引发了环境和经济上的挑战,例如生态破坏和废弃物堆积。将这些生物质转化为纳米载体用于护肤产品的开发,符合循环经济的原则,并促进了对海洋资源的利用。本研究通过系统的理化和功能评估,开发并表征了以褐藻脂质为基底、以岩藻多糖(fucoidan)为包覆层的脂质体纳米载体,旨在提升护肤产品的性能。所使用

    来源:ACS Omega

    时间:2025-10-27

  • 综述:磷酸盐法处理乏核燃料电化学加工盐废物的脱氯与处理:近期工作展望

    核能作为一种公认的清洁能源正在复兴,加之电力需求的显著增长,为核工业带来了新一轮的创新。随着小型模块化反应堆(SMRs)和熔盐反应堆(MSRs)的出现,本地持续供电已成为现实。然而,随之而来的是确保乏核燃料(UNF)得到妥善管理的环境和监管责任。提高核燃料循环效率并实现闭式循环的考虑之一,就是对UNF进行电化学处理,也称为高温处理(pyroprocessing)。另一种回收UNF的选择则包括一组水法处理工艺,例如钚铀还原萃取法(PUREX)。在UNF的电化学处理中,铀和锕系元素可以通过在阴极的电化学还原被回收并与裂变产物分离。然而,裂变产物,包括碱金属(A)、碱土金属(AE)和稀土(RE)元素

    来源:ACS Omega

    时间:2025-10-27

  • ForMileS:一个用于生成串联质谱碎片离子分子结构的Python开源程序

    本文讨论了一种新的分子结构生成工具——ForMileS,它旨在为质谱分析中的碎片离子生成合理的结构模型。质谱技术,特别是串联质谱(MS²),在化学研究中扮演着重要角色,但其碎片化机制仍不完全明确。生成合理的碎片离子结构是解析这些机制的关键挑战之一,因为实验数据通常不直接提供碎片离子的结构信息,而是给出精确质量、电荷状态和碰撞能量等参数。ForMileS通过结合分子式、电荷状态、精确质量以及前体离子的结构特征,采用了一种简化版的分支限界(branch-and-bound, B&B)算法,以生成符合实验数据的碎片离子结构集合。在质谱分析中,分子离子(即前体离子)通常通过不同的方法进行碎片化,其中最

    来源:ACS Omega

    时间:2025-10-27

  • 通过协同掺杂BaCO3到石墨烯纳米片电极中,提升超级电容器的性能

    ### 概述随着全球城市化进程的加速和传统能源资源的逐渐枯竭,可持续、可再生的能源存储技术已成为科研与工业领域的重要研究方向。在众多能源存储技术中,超级电容器(Supercapacitors, SCs)因其快速充放电能力、高功率密度以及卓越的循环性能而备受关注。超级电容器不仅能够满足现代电子设备对高能效和高稳定性的需求,还因其在可穿戴电子、智能电网、记忆备份系统、便携式医疗设备和军事技术等领域的广泛应用,成为当前能源存储研究的热点。超级电容器的性能主要依赖于其电极材料的结构特性与电化学性能,而巴氏碳酸盐(BaCO₃)作为一种稳定的无机化合物,因其高离子导电性和热稳定性,被认为在电化学应用中具有

    来源:ACS Omega

    时间:2025-10-27

  • 独立存在的丝胶和吉兰胶纳米图案薄膜及其Eu3+掺杂薄膜的光谱学研究

    本研究围绕一种新型的柔性与纳米图案化复合薄膜的开发展开,该薄膜由蚕丝中的丝胶蛋白(Silk Sericin, SS)和一种天然多糖——结冷杉胶(Gellan Gum, GG)组成。这类材料在光子学领域展现出广阔的应用前景。SS作为一种天然蛋白质,通常被用于制作蚕丝纤维,而其在光子学方面的潜力却长期未被充分挖掘。相比之下,GG因其高透明度、良好的机械性能和可调节的流变特性而被广泛应用于生物传感器、包装材料等。本研究通过将SS与GG结合,设计出一种兼具优异机械性能与光学性能的复合材料,并进一步探讨了通过引入稀土元素铕(Eu³⁺)离子对薄膜光谱特性的影响,从而拓展了其在光子材料中的应用可能性。SS和

    来源:ACS Omega

    时间:2025-10-27

  • 利用乳酸植物杆菌(Lactiplantibacillus)菌株从甘蔗渣水解物中生产乳酸

    在当今全球对可持续材料日益增长的需求背景下,乳酸(LA)作为一种重要的有机酸,被广泛应用于食品、化妆品、制药、纺织和化工等多个行业。同时,乳酸是合成聚乳酸(PLA)的关键原料,而PLA作为一种可生物降解和可生物吸收的材料,正在逐步替代传统的石油基塑料。随着环保意识的提升和生物材料技术的发展,乳酸的生产需求持续上升,预计到2025年将达到1960.1万吨,市场价值约为98亿美元。因此,研究如何高效、经济地生产乳酸成为生物材料领域的重要课题。传统的乳酸生产主要依赖于化学合成,这种方法虽然效率较高,但通常会产生不纯的DL型乳酸,而微生物发酵则能够生产出具有光学纯度的L(+)或D(−)型乳酸,这些产品

    来源:ACS Omega

    时间:2025-10-27

  • 镍(II)四方平面配合物中固态亚硝酸盐配体光异构化机制的实验证据

    在这一研究中,科学家们设计并合成了两种具有光响应特性的正方形平面镍(II)硝酸盐配合物,分别命名为Ni-4d和其相关的氧化亚胺Ni-4d′。在这些化合物的基态单晶结构中,硝酸根形式(Ni–N(O)₂)是主要的结构。通过使用530纳米发光二极管(LED)在100 K温度下,可以生成并检测到这两种系统中的内型硝酸盐(endo-nitrito)和外型硝酸盐(exo-nitrito)链异构体。随着时间推移,内型硝酸盐逐渐占据主导地位,几乎达到100%的转换率,这一结果通过光晶体学和红外(IR)光谱实验得到验证。两种系统的内型硝酸盐稳定性相近,实验确定的衰减温度(T_d)值也表明了这一点。此外,当在90

    来源:ACS Omega

    时间:2025-10-27

  • 放射治疗对脑微血管蛋白质组的长期影响:暴露后六个月的分析

    辐射治疗(RT)是一种用于治疗原发性和转移性脑肿瘤的重要手段,据统计,约有一百万美国患者在接受治疗后能够存活超过六个月。然而,高达90%的幸存者会经历由辐射引起的认知功能下降。近年来,有新的证据表明认知能力的下降与辐射导致的脑微血管内皮功能障碍密切相关。尽管如此,关于这一现象的体内研究仍较为有限。因此,探索连接辐射、内皮损伤和认知功能下降的分子及细胞通路对于开发针对性干预措施具有重要意义。为了填补这一研究空白,我们对接受12 Gy辐射的五只小鼠和对照组的五只小鼠在辐射治疗后六个月的脑微血管进行了定量蛋白质组学分析。我们利用了基因本体(GO)富集分析、Mitocarta分析、Ingenuity

    来源:ACS Omega

    时间:2025-10-27

  • 利用具有FeOOH共催化剂的密集结构树枝状铋矿光阳极实现增强型水分解

    太阳能水分解是一种极具前景的可持续制氢方法,其核心原理是利用太阳能将水分解为氢气和氧气。氢气作为清洁能源载体,具有高能量密度和零碳排放的优势,因此在可再生能源领域受到广泛关注。然而,当前的太阳能水分解系统在效率方面仍存在明显瓶颈,限制了其商业化应用的前景。以二硫化铋(Bi₂S₃)为代表的半导体材料因其良好的光学吸收特性、较低的毒性和适中的带隙宽度(1.3–1.7 eV)而备受关注,尤其适用于水氧化反应。尽管已有多种策略被用于优化Bi₂S₃基光阳极的性能,如构建异质结、引入有机-无机复合结构、利用等离子体增强等,其整体效率仍远低于理论极限(约30 mA·cm⁻²)。本文通过形态工程和表面功能化手

    来源:ACS Omega

    时间:2025-10-27


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