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N型掺杂碳添加剂在阳极催化剂层中的应用,可改善阴离子交换膜燃料电池的孔结构及水分管理性能
摘要 膜电极组件(MEA)作为阴离子交换膜燃料电池(AEMFCs)的核心部件,直接影响其性能。然而,峰值功率密度(PPD)和耐用性往往受到阳极催化剂层(ACL)中积水问题的限制,尤其是那些孔隙不足的电池,因为氢氧化反应会产生水分。在这项研究中,通过功能团自组装技术制备了具有大孔径、优异分散性和丰富缺陷的氮掺杂碳(NC),并将其作为ACL的添加剂。这不仅增加了孔隙体积,改善了水分管理,避免了积水问题,还提高了ACL的导电性。结果表明,含有经过优化的物理化学性质和含量的NC添加剂的MEA在PPD和耐用性方面都有显著提升。优化后的MEA
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通过纳米粒子表面配体设计调控磁热疗特性:对细胞反应的影响
近年来,磁性氧化铁纳米颗粒(MIONPs)因其独特的物理化学特性,在生物医学领域展现出巨大的应用潜力。它们在靶向药物递送、医学成像增强以及磁热治疗(MHT)等前沿技术中发挥着重要作用。磁热治疗是一种利用交变磁场诱导纳米颗粒产生热量以治疗癌症等疾病的方法,其效果取决于纳米颗粒的磁性性能、分散稳定性以及与细胞的相互作用。然而,尽管已有大量研究关注MIONPs的磁性优化,但其表面设计的最优方案尚未达成一致。本文旨在探讨不同表面配体对MIONPs磁性、热效应和细胞活性的影响,从而为磁热治疗的临床应用提供新的视角和设计策略。MIONPs的性能受到多种因素的影响,包括尺寸、形态、晶体结构以及表面配体的分子
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一种基于光电触发缺陷诱导的局部电荷分离策略,用于促进锂硫电池中硫元素的双向氧化还原反应动力学
摘要 光辅助策略在解决锂硫电池(LSBs)中多硫化物穿梭效应和反应动力学缓慢的问题方面展现出了巨大的潜力,但传统的异质结光电电极不可避免地会产生空间屏蔽效应,从而阻碍多硫化物的双向氧化还原反应。本文提出了一种利用光电效应增强的局部电荷分离策略,采用具有钛空位缺陷的TiO2(Tiv-TiO2)光电电极来提高表面电势,促进光生电子/空穴的分离,并优化光辅助锂硫电池(PA-LSBs)中的双向硫氧化还原反应。因此,Tiv-TiO2与多硫化物之间的化学相互作用得到增强,显著降低了锂化/脱锂的能量障碍,减轻了穿梭效应。结果表明,在光照条件下,
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基于氧化还原反应的原子开关作为分子电子器件的平台
分子电子学作为一项前沿科技,近年来因其在后硅基电子器件中的巨大潜力而受到越来越多的关注。传统上,分子结被认为是构建分子电子器件的基本单元,但其制造过程往往需要复杂的步骤,限制了新型分子电子设备的高效开发。为了解决这一问题,本文提出了一种利用原子开关的简单制造方法。该方法通过氧化还原反应和金属原子的迁移来实现分子结的形成,从而在原子尺度上实现电子器件的构建。原子开关(Atomic Switch, AS)是一种基于固态电解质中金属离子迁移和氧化还原反应形成的设备。这类设备的核心在于其能够通过施加外部电压来形成和断裂金属原子丝,这种特性使得其在构建分子电子器件方面具有独特的优势。与传统的断结技术(B
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全干自粘软电极,带有皮下微孔,适用于长期皮肤监测
摘要 由于需要使用粘性背衬和导电凝胶,长期电生理记录仍然具有挑战性,尤其是在娇嫩的皮肤上。本文介绍了一种全干型、自粘性的表皮电极,该电极通过将低密度、类似章鱼的微结构与多孔的底层结构相结合来实现。这种设计具有显著优势,包括低电极-皮肤阻抗、高透气性、动态粘附性(可防止界面分层)以及适度的粘附强度(便于安全拆卸)。这些电极能够实现24小时以上的稳定、高质量记录,即使在皮肤反复变形的情况下也能保持信号完整性。在健康受试者中进行的临床前研究表明,这种电极在手腕和眼部区域的电生理监测效果良好,持续时间超过24小时,显示出其在新生儿重症监护
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基于水相的硫化铅碲纳米复合材料对X射线和γ射线的探测能力
在现代材料科学领域,铅硫属化合物(如PbS、PbSe和PbTe)因其独特的物理特性,尤其是其高原子质量与高电荷迁移率的结合,被认为在多种应用中具有极大的潜力。这些材料在探测高能量子(如X射线和γ射线)方面表现出色,因为它们能够实现电子与声子模式的解耦,从而在室温下获得较高的固有能量分辨率。然而,由于缺乏一种简单且高效的制造方法,长期以来,这些材料的规模化应用受到了限制。本文提出了一种新的合成策略,利用水溶液中的PbSₓTeᵧ纳米颗粒,将其接枝在聚酰胺纤维(ANF)骨架上,从而在大体积的纳米结构固体中实现优异的电荷传输性能。该策略的核心在于构建一种具有尺寸可调的纳米结构材料,以实现对高能量子的高
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Fe-Co LDH/MoP异质结构,其中Fe和Co作为插层剂用于氧进化电催化
摘要 由于反应动力学缓慢且热力学条件不利,氧进化反应(OER)仍然是高效水分解的瓶颈。基于过渡金属的层状双氢氧化物(LDHs),如掺铁的钴基氢氧化物(Fe-Co(OH)2),因其良好的性价比和活性而成为极具吸引力的OER催化剂。为了同时提高活性位点的暴露程度和导电性,通过一种新的“MoO3插层-磷化”工艺,将Fe-Co(OH)2沉积在MoP纳米带(Fe-Co(OH)2/MoP)的表面。在这种工艺中,原子级分散的Fe和Co掺杂剂被引入到二维MoO3的范德华(vdW)间隙中,作为前驱体来促进Fe-Co(OH)2/MoP表面活性位点的暴
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用于宽带电磁波吸收和热绝缘的界面工程MXene异质结构
摘要 合理构建多组分异质界面对于克服单组分微波吸收剂的固有局限性至关重要。本研究设计了一种新型的多组分复合材料Ti3C2Tx-TiO2/氮掺杂碳,该材料基于MXene@聚吡咯结构。通过采用原位聚合-煅烧温度梯度设计方法,精确控制了MXene前体的氧化程度和碳化过程,从而调节了介电常数。优化后的复合材料表现出优异的微波吸收性能,在2.2毫米厚度下实现了6.89 GHz的有效吸收带宽(EAB,RL ≤−10 dB)和−57.27 dB的强反射损耗。机理研究表明,多层异质界面之间的良好阻抗匹配和多重极化作用共同作用,形成了一个综合的微波
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通过非局域耦合在宿主-客体共振器阵列中实现宽带声子共振谱
在现代材料科学与工程领域,声子(phonon)的传输特性是决定热传导行为的重要因素。声子作为晶体中集体的、波状的振动模式,其在纳米尺度下的运动特性展现出独特的物理现象。这些现象不仅影响材料的热传导能力,还为新型热管理技术、声子基信息处理系统以及能量转换装置提供了潜在的应用前景。然而,传统上对声子传输的调控主要依赖于经典的傅里叶热传导定律,该定律在宏观尺度下适用,但在纳米尺度或低维材料中,由于声子的相干性增强,其行为呈现出非线性、非局部化和干涉效应等复杂特征。因此,研究如何通过共振机制实现对声子传输的精确控制,成为当前材料科学的一个重要课题。共振机制被认为是实现声子传输调控的一种有前景的方式。其
来源:Small Structures
时间:2025-10-26
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对伴侣需求的了解是否会影响簇毛卷尾猴的食物分享行为?
在本研究中,科学家们探讨了突吻猴(*Sapajus* spp.)是否根据观察到的伙伴进食行为来调整自己分享食物的意愿。这一研究的意义在于揭示动物是否具备理解他人心理或生理状态的能力,这是研究动物社会认知的重要方面。在合作与竞争的环境中,这种能力对个体的适应性至关重要。研究者通过实验设计,试图验证之前研究中提出的假设,即当突吻猴观察到伙伴进食后,它们会减少食物分享的意愿。然而,研究结果并未支持这一假设,反而表明突吻猴的分享行为似乎并未受到伙伴是否进食或所吃食物质量的影响。研究者在实验中采用了一种巧妙的设计,将实验分为两个阶段。在第一阶段,伙伴被给予不同种类的食物(香蕉、胡萝卜或无食物),而这些食
来源:American Journal of Primatology
时间:2025-10-26
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多导管喷雾器出气口振荡机制的设计与实验验证
摘要 为了提高空气辅助喷雾器对果树内冠层和叶片背面的液滴沉积效果,设计了一种具有振荡式空气出口的果园喷雾装置。以空气出口速度、振荡频率和振荡角度为实验因素,在果树冠层进行了单因素实验和三因素三水平的液滴沉积实验。同时,使用高速摄像机捕捉叶片在振荡风场和静止风场中的运动姿态,发现振荡风场能够显著诱导叶片的前后摆动,并增强对液滴运动轨迹的干扰。研究结果表明,与固定式空气出口相比,振荡式空气出口不仅增加了叶片背面的液滴沉积量,还提高了液滴在果树冠层中的渗透率。这三个因素对叶片背面液滴沉积密度的影响顺序(从大到小)为:振荡角度、振荡频率、
来源:Pest Management Science
时间:2025-10-26
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microRNA 调节蚜虫对黄色粘性诱捕器的趋光性反应
摘要 背景 彩色粘性诱捕器基于蚜虫的向光性被广泛用于蚜虫种群的监测和控制。然而,其背后的分子机制仍不清楚。 结果 在本研究中,我们探讨了microRNA(miRNA)对桃蚜(Myzus persicae)向光性的调控作用,桃蚜是全球主要的农业害虫。行为实验表明,在不同高度
来源:Pest Management Science
时间:2025-10-26
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新热带地区树蝉(半翅目:膜翅科)头盔进化的系统基因组学研究:五个亚科中保守的形态复杂性
本研究聚焦于树跳虫(Hemiptera: Membracidae)这一昆虫类群的系统发育关系,特别关注其显著的“头盔”结构的形态复杂性。树跳虫以其在胸甲(pronotum)上形成的复杂头盔结构而闻名,这些结构在进化过程中展现出高度的多样性,可能与拟态、防御策略或其他生态适应有关。然而,尽管已有大量研究探讨了这一类群的进化历史,其形态多样性的演化机制仍未完全厘清。一个核心问题在于,这些相似的形态特征是由于系统发育上的保守性,还是通过趋同进化独立多次出现。为了深入探讨这一问题,本研究采用了高通量的基因组数据与几何形态测量相结合的方法,对树跳虫的头盔形态进行了系统分析。研究团队收集了来自2539个核
来源:Systematic Entomology
时间:2025-10-26
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整合分类学揭示了林奈所描述的“Termes fatalis”(等翅目:白蚁科)的真正身份,这一物种正是白蚁名称的由来
摘要 T. incognitus 新种,它是科学界首次发现的新物种。 利益冲突声明 作者声明不存在利益冲突。
来源:Systematic Entomology
时间:2025-10-26
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WhiB6在耻垢分枝杆菌(Mycobacterium smegmatis)中传递接触依赖性信号,并同时诱导ESX-1和ESX-4的表达
摘要 细菌进化出了复杂的条件性途径,以应对环境压力和信号。我们利用Mycobacterium smegmatis中的接合现象来识别介导供体细胞与受体细胞之间相互作用的接触识别和响应途径。与兼容的供体细胞接触会触发受体细胞的反应,这一反应需要ESX-1分泌系统的参与,并随后激活休眠的ESX-4分泌系统。该信号转导途径的各个环节以及ESX-1和ESX-4分泌系统之间的协调机制和依赖关系尚不清楚。先前的研究确定SigM是一种响应细胞接触的sigma因子,专门用于激活ESX-4。WhiB蛋白是一类仅存在于放线菌中的铁-硫结合应激响应转录因
来源:Molecular Microbiology
时间:2025-10-26
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边界交换和底栖通量驱动了北太平洋边缘海域中微量元素的循环
海洋中的微量元素在生态系统中扮演着至关重要的角色,它们是初级生产者(如浮游植物)不可或缺的微量营养素,参与多种生物代谢过程,进而影响海洋生物的生长和繁殖。然而,这些微量元素在西北太平洋区域,特别是东海和黄海,其行为和分布机制仍存在许多未解之谜。本研究聚焦于东海和黄海,系统地分析了Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn和Cd等微量元素在不同水层中的分布特征,并探讨了它们的底栖通量及其对海洋营养循环的潜在影响。同时,利用稀土元素(REEs)的分数化,特别是Nd/Er比值和Ce/Ce*比值,来追踪海洋中元素的吸附、再分配及水体混合等过程。这些数据不仅有助于揭示海洋微量元素的生物地球化学循环规律,也为理解
来源:Limnology and Oceanography
时间:2025-10-26
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从哥斯达黎加咖啡(Coffea arabica L.)豆中分离并鉴定可能产生赭曲霉毒素的真菌
摘要咖啡植物和咖啡豆容易受到真菌污染,这些真菌会产生如赭曲霉毒素A(OTA)等霉菌毒素,对消费者的健康构成威胁。因此,本研究旨在分析哥斯达黎加咖啡豆中的真菌群落,重点关注可能产生赭曲霉毒素的真菌种类及其对抗真菌药物的体外敏感性。研究人员从哥斯达黎加的樱桃咖啡豆、生咖啡豆和烘焙咖啡豆中分离出真菌样本,并通过形态学观察、MALDI-TOF技术及基因测序对其进行鉴定。所有分析样本中的真菌分离频率为33.10%:其中樱桃咖啡豆中的分离频率为49.51%,生咖啡豆为37.67%,烘焙咖啡豆为17.33%。樱桃咖啡豆主要受到Geotrichum klebahni的污染(分离频率为46.34%,相对密度为9
来源:Canadian Journal of Microbiology
时间:2025-10-26
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特征决定了食蚜瓢虫群落对景观复杂性的响应
摘要 瓢虫是重要的生物控制剂,但受到农业集约化和景观变化的影响而面临威胁。它们对景观的响应并不一致,这可能是由于研究主要集中在分类学上,忽略了导致不同物种对景观响应差异的关键特征。 在这项研究中,我们调查了瓢虫在苜蓿田中对环境变量的响应及其相关特征。我们研究了五个特征:体型、活动时间、栖息地专化性、空间分布范围以及扩散习性,并分析了单个特征和多个特征(特征组合)如何受到局部变量(蚜虫密度)、景观组成(土地利用多样性)和景
来源:Insect Conservation and Diversity
时间:2025-10-26
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通过鱼类在两种沉水大型水生植物之间产生的明显竞争:来自一个中型生态系统研究的证据
摘要 沉水大型水生植物的共存对于维持浅水湖泊生态系统的健康和生物多样性至关重要。现代共存理论(MCT)通过考虑局部尺度上的平均适应度差异和生态位差异,被广泛用于解释草原和微生物群落中的物种共存现象。然而,这一理论尚未被应用于研究沉水大型水生植物的共存问题。在淡水生态系统中,鱼类在调节沉水大型水生植物群落结构方面发挥着重要作用。鱼类可以通过间接改变水环境或直接作为食草动物来影响沉水大型水生植物之间的种间/种内竞争,这可以被视为明显竞争。
来源:Freshwater Biology
时间:2025-10-26
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裸露的角质层对于果蝇翅膀的发育至关重要,其作用超出了Wingless信号通路的作用范围
在本研究中,我们探讨了Nkd蛋白在果蝇翅膀发育中的复杂功能。Nkd(naked cuticle)基因在果蝇中具有高度保守性,并在多个生物模型系统中得到了广泛研究。该基因在果蝇发育过程中起着关键作用,尤其是在Wingless信号通路的调控中。Nkd蛋白作为负反馈调节因子,能够影响Wingless信号的强度,从而对翅膀形态和发育过程产生深远影响。研究发现,Nkd蛋白的表达依赖于Wingless信号,且其调控区域能够招募Wg依赖的TCF蛋白,这表明Nkd是Wingless信号通路的直接靶基因。此外,Nkd的细胞定位受到特定结构域的调控,例如Dsh(Dishevelled)结合区域和两个潜在的核定位信
来源:FEBS Open Bio
时间:2025-10-26