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开发富含氧空位的钙钛矿材料,以实现宽光谱响应的光热辅助光催化MgH2脱氢反应
摘要 氢化镁(MgH2)作为一种有前景的氢储存介质备受关注,但由于其较高的热力学稳定性和缓慢的脱氢动力学,其在实际应用中存在障碍。为了解决这些问题,研究人员开发了一种基于SrTiO3的钙钛矿材料(STO-450),并在其中引入了氧空位,使其成为一种有效的光热辅助光催化剂,用于促进MgH2的脱氢反应。实验结果表明:当光照强度为1.152 W cm−2(相当于12倍太阳光强度)时,MgH2-30 wt.% STO-450复合材料在184.7°C下可脱附4.41 wt.%的氢气;而在光照强度为0.576 W cm−2(相当于6倍太阳光强
来源:Advanced Energy Materials
时间:2025-10-09
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为稳定且安全的钠金属电池定制的溶剂化结构
摘要 由于钠(Na)的成本低且储量丰富,基于钠的电池领域取得了显著进展,这得益于采用了受锂离子电池启发的电极,并结合了不同的电解质化学成分。然而,这类系统中使用的传统碳酸盐电解质具有易燃性、热不稳定性,并且容易发生严重的界面副反应,从而影响安全性并缩短电池的整体循环寿命。本研究提出了一种阻燃共溶剂策略,将三甲基硅基亚磷酸酯(TMSPi)和九氟己基三甲氧基硅烷(NFTOS)混合到基于碳酸丙烯酯(PC)的商业电解质中,形成了一种新型电解质系统(PCTN),该系统具有定制的溶剂化结构。实验发现,这种PCTN电解质在点燃时能够自熄,同时还
来源:Advanced Energy Materials
时间:2025-10-09
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有机电化学晶体管中的高离子传输性能得益于分子内的非共价相互作用
摘要 有机电化学晶体管(OECTs)在生物电子学领域具有巨大潜力,这得益于它们的离子电子耦合特性、低驱动电压(<1 V)以及生物相容性。然而,其较低的离子电子性能,尤其是在跨导(gm)方面,限制了它们获取高精度生物信号的能力。为了解决这一问题,合成了一系列含有4,4′-位置羟基侧链的聚(二噻吩)(opg2T-O、opg2T-S和opg2T-Se)。通过改变呋喃、噻吩和硒吩共聚单体的比例,系统地调节了分子内的非共价相互作用。全面的理论分析表明,opg2T-Se中的Se···O非共价相互作用比opg2T-S和opg2T-O中的S···
来源:Advanced Materials
时间:2025-10-09
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由强配位电解质衍生的双层固体电解质界面实现的超稳定钙金属阳极
摘要 钙(Ca)金属电池是当前锂离子电池化学体系的一种有前景的替代方案,这得益于地壳中钙元素的高丰度以及高容量钙金属阳极在循环使用过程中可能不会出现枝晶生长。然而,可逆的钙金属剥离和沉积过程受到有效电解质的缺乏以及固体电解质界面(SEI)层形成的阻碍。本文介绍了一种通过将LiB(hfip)4引入Ca[B(hfip)42/glyme溶液而形成的强配位电解质体系。这种高配位的glyme分子和B(hfip)4−阴离子能够在钙金属表面的SEI层中分解为富含有机物质的化合物以及CaH2、CaB2O4纳米晶体。透射电子显微镜观察结果显示,这些
来源:Advanced Materials
时间:2025-10-09
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具有免疫活性的T细胞融合脂质体显著提升了过继性T细胞疗法在治疗实体瘤方面的疗效
摘要 过继性T细胞疗法在某些血液癌症中取得了显著的成功,但其对实体瘤的治疗效果仍受到多种免疫学挑战的限制,包括肿瘤浸润不足、肿瘤细胞的免疫耐受性以及免疫抑制性的肿瘤微环境(TME)。本文报道了一种一步细胞工程策略,通过使用免疫包载的T细胞融合脂质体(IMPACTFUL)来增强T细胞对实体瘤的治疗效果。通过膜融合,IMPACTFUL能够在T细胞表面同时修饰上DPPA肽,并将载有白细胞介素-12 mRNA的磁性纳米颗粒核心(MNP/IL-12)递送到细胞质中。MNP/IL-12的内化使T细胞在外加磁场的引导下能够有效靶向肿瘤,并通过I
来源:Advanced Materials
时间:2025-10-09
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集成在玻璃基底上的VO2纳米复合薄膜,以实现可调性能
近年来,随着材料科学的不断发展,金属-绝缘体转变(MIT)材料因其独特的电学和光学性质而受到广泛关注。其中,二氧化钒(VO₂)因其在接近室温下的可逆半导体-金属转变(SMT)特性,成为研究热点。VO₂在加热至约340 K(即67°C)时,会发生从低温单斜相(VO₂(m))向高温金红石相(VO₂(r))的结构转变,同时伴随着电导率的急剧变化。这种特性使得VO₂在热致变色、光学开关、传感以及存储设备等领域展现出巨大的应用潜力。然而,由于VO₂的转变温度相对较高,限制了其在实际应用中的广泛使用。因此,研究人员不断探索新的方法,以调节VO₂的转变特性,使其更适用于实际场景。本文提出了一种新颖的纳米复合
来源:Advanced Photonics Research
时间:2025-10-09
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PiP-Plex:一种用于多重定量分析单细胞分泌蛋白质的粒子间相互作用系统
在这项研究中,科学家们提出了一种创新的单细胞蛋白质分泌分析方法,称为PiP-plex。该方法结合了微流控技术和可渗透的藻酸盐水凝胶,以实现对单细胞分泌蛋白质的高通量、高灵敏度和高多重检测。传统方法在单细胞水平上检测分泌蛋白时面临诸多挑战,例如难以同时检测多种蛋白、检测过程可能破坏细胞活性以及难以实现细胞的后续分离和扩增。PiP-plex则通过将单细胞与多种荧光编码的微粒(BMPs)共同封装在水凝胶颗粒中,使单细胞能够在不被破坏的情况下释放蛋白质,同时允许对分泌蛋白进行多重分析。这种方法为研究细胞功能多样性提供了强有力的工具,尤其在癌症免疫治疗等应用中具有重要价值。研究的核心在于构建一种新型的B
来源:Advanced Materials
时间:2025-10-09
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定制化订购助力高容量阴极材料的生产
在当今全球电动车产业迅速发展的背景下,锂离子电池的性能提升成为关键技术目标之一。电池正极材料作为决定电池容量和稳定性的关键组成部分,其结构设计直接影响电池的整体表现。传统的锂离子电池正极材料通常采用高度有序的结构,这种设计可以确保锂离子在特定的扩散路径中高效迁移。然而,这种严格有序的结构在某些方面限制了材料的多样性,尤其是对于那些不依赖昂贵金属如钴和镍的高容量正极材料。因此,研究者们开始探索具有更高容量和更大元素组合灵活性的新型正极材料,其中,具有阳离子无序结构的材料展现出新的潜力。过去,阳离子无序的结构常被视为次优选择,但在近期的研究中,这种结构被证明在某些锂金属氧化物化学体系中可以实现稳定
来源:Advanced Energy Materials
时间:2025-10-09
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可电离辅酶工程化的脂质/纤维微复合物可增强核糖体翻译,从而改善用于退行性疾病的mRNA疗法效果
摘要 线粒体功能障碍介导的核糖体翻译抑制是衰老的标志,也是导致退行性疾病的主要因素之一,这限制了mRNA疗法的效果。本文开发了一种可电离的辅酶Q10(iCoQ10)修饰的脂质/纤维微复合物(iCLNP@SF),该复合物能够恢复线粒体-核糖体轴的功能,从而增强mRNA翻译。iCoQ10替代了传统的可电离脂质,形成了前药脂质纳米颗粒(iCLNP),并通过可注射的多巴胺修饰短纤维进行体内给药。体外实验表明,iCLNP@SF能够协同增强衰老细胞的线粒体代谢和mRNA翻译。进一步的机制研究表明,iCLNP稳定了线粒体膜电位,抑制了cGAS-
来源:Advanced Materials
时间:2025-10-09
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通过深度共晶生物质复合材料实现的高寿命和快速发电的再生型水伏发电装置
摘要 水伏发电装置(HPGs)对于解决全球能源危机至关重要。然而,大多数现有的HPGs存在一个矛盾:它们要么只能产生短暂的电能,要么需要持续的水源来维持长期输出,而一旦断水,其性能会迅速下降,尤其是在低湿度环境下。这严重限制了它们的环境适应性和耐用性。此外,HPGs的可回收性也是减少电子垃圾的重要问题。本文提出了一种基于生物质的处理策略,通过将生物质大分子与氯化胆碱直接结合,制备出“深共晶生物质复合物”(DEBC)。该复合物形成了一个稳定且具有高度敏感性的氢键网络,使其既能实现快速发电,又能长时间持续工作。DEBC对外部湿度变化具
来源:Advanced Materials
时间:2025-10-09
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单量子点的确定性打印
摘要 量子点(QDs)独特的光学特性——尺寸可调的发射特性和高量子产率——使它们成为安全量子通信、量子计算、靶向单细胞和分子标记以及传感等应用的理想候选者。然而,由于量子点与传统半导体制造工艺存在材料不兼容性问题,针对单个量子点的可扩展和确定性异质集成策略长期以来一直难以实现。因此,为了推进可扩展的光子量子器件架构的发展,采用能够解决这些挑战的放置和异质集成策略至关重要。本文提出了一种电液动力(EHD)打印模型,即单粒子提取电动力学(SPEED)打印技术,该技术利用新型纳米级介电泳原理来精确打印和定位单个胶体量子点。通过使用溶解在
来源:Advanced Materials
时间:2025-10-09
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功能性Zn-Sn-O基体半导体的超声喷雾热解:通过化学计量设计提高VOC传感中对丙酮的选择性
在当前的研究中,科学家们探索了锡氧化物(SnO₂)、氧化锌(ZnO)以及锌锡氧化物(ZnSnO₃ 和 Zn₂SnO₄)的薄膜合成方法,重点在于通过控制化学计量比来调整材料的组成特性。通过采用超声波喷雾热解(USP)技术,他们成功地制备出一系列从纯SnO₂到纯ZnO的过渡材料,同时探索了中间Zn-Sn-O结构对气体传感性能的影响。该研究不仅涉及对材料结构、形貌和组成的分析,还结合了密度泛函理论(DFT)计算和机器学习(ML)模型,以揭示这些材料在检测乙酸乙酯(acetone)方面的潜力。研究中采用的USP技术是一种低成本、可扩展且易于调节材料组成的薄膜制备方法。与传统的化学气相沉积(CVD)和物
来源:Advanced Materials Interfaces
时间:2025-10-09
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在超稳定AuCuRh纳米线上,通过光照条件下亚硝酸盐还原与甲醛氧化耦合系统实现氨、甲酸和氢气的低压联合生产
摘要 亚硝酸盐电还原反应(NO2RR)为环境废水处理和氨(NH3)的生成提供了一种绿色且可持续的途径。本文通过电置换反应成功合成了富含缺陷的三金属AuCuRh纳米线(AuCuRh NWs),这些纳米线具有大量的晶界、孪晶界和原子台阶。由于其自身的稳定性和高活性,AuCuRh NWs能够在0 V电位下高效地驱动NO2RR反应(法拉第效率:98.32%,NH3产率:20.49 mg h−1 mgcat−1)。此外,AuCuRh NWs在甲醛电氧化反应(FOR)中也表现出优异的催化活性,在0.35 V电位下即可达到10 mA cm−2的
来源:Advanced Materials
时间:2025-10-09
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液晶的四重螺旋反转现象,由一种具有内在手性的光驱动分子机器通过直接传递手性信号来调控
本研究聚焦于一种新型的液晶(Liquid Crystal, LC)软材料,旨在通过引入具有刺激响应特性的分子机器,实现对液晶螺旋结构的动态调控。液晶因其高度有序的分子排列和对外界刺激的敏感性,在光学材料领域展现出巨大的应用潜力。然而,目前能够实现多态、可区分的螺旋结构调控的分子候选物仍然十分有限。因此,本研究设计并合成了一种具有四态动态手性特性的分子机器,其不仅具备优异的光响应能力,还能够在外部刺激下实现连续的四次螺旋反转,从而显著提升液晶材料的性能。分子手性在自然界中扮演着至关重要的角色,例如生命起源过程中,同手性被认为是生物特征的重要标志之一。科学家们通过研究小分子手性与生物功能之间的关系
来源:Advanced Materials
时间:2025-10-09
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智能窗帘:通过自然光触发的可变形遮阳装置与变色材料的协同作用,实现自发的太阳能调节
摘要 智能窗户采用响应刺激的显色材料制成,能够调节窗户对阳光的透明度,从而控制室内温度。这项技术的广泛应用可以提高室内舒适度并有效降低能源消耗。然而,由于这些材料本身的光学特性,固态智能窗户中的显色材料仍会吸收阳光,导致房间过度冷却和温度不稳定。本文将响应刺激的显色纳米线(NWs)与光热执行器结合,制造出具有宏观变形功能的智能窗帘。执行器中细菌纤维素与聚乙烯之间的热膨胀系数差异使得智能窗帘在光线较弱时保持卷曲状态(关闭状态),而在强光照射下展开(开启状态)。显色纳米线(热致变色或光致变色纳米线)的协同作用进一步提升了窗户的调光效率
来源:Advanced Materials
时间:2025-10-09
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一种无离子聚合物、无间隙的催化剂桥接膜电极组件,用于高性能的纯水供给阴离子交换膜电解槽
摘要 阴离子交换膜水电解器(AEMWEs)由于成本低且产品纯度高,在氢气生产方面具有很大潜力。然而,使用纯水作为电解质的AEMWEs性能不佳,这主要是由于膜电极组件(MEA)中的高欧姆电阻和缓慢的反应动力学。本文通过定向沉积催化剂层,开发了一种无需离子聚合物的无间隙催化剂桥接MEA(GCB-MEA),以实现高性能的AEMWEs。这种无离子聚合物的催化剂层连接了阴离子交换膜和气体扩散层,在其两侧形成了牢固的界面。与传统MEA相比,GCB-MEA具有更多的活性位点、更低的接触电阻、更快的质量传递动力学以及更强的界面结合力。基于GCB-
来源:Advanced Materials
时间:2025-10-09
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YbRh2Si2薄膜的精细外延生长
在材料科学领域,YbRh₂Si₂作为一种重费米子化合物,因其独特的量子临界点和奇异金属行为,受到了广泛的关注。这种材料在低温下表现出与传统费米液体理论相悖的电学特性,如电阻率与温度呈线性关系,这表明其电子行为与常规材料有显著差异。此外,YbRh₂Si₂还具有非传统的超导性以及对太赫兹传导和电噪声的特殊响应。为了深入研究这些现象,获得高质量的YbRh₂Si₂薄膜是至关重要的。本文重点探讨了如何通过分子束外延(MBE)技术提升YbRh₂Si₂薄膜的晶体质量和表面平整度,同时引入了Yb预处理作为优化薄膜质量的新策略。YbRh₂Si₂的晶体结构属于四角晶系,空间群为I4/mmm。在MBE生长过程中,为
来源:Advanced Materials Interfaces
时间:2025-10-09
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探索使用Pepper进行多模态协作式故事讲述:一项基于零样本大语言模型(LLM)的初步研究
随着大型语言模型(LLMs)的兴起,虚拟代理或聊天机器人中的协作式讲故事逐渐受到关注。尽管讲故事在社会机器人领域已有长期应用,用于教育、娱乐和说服等目的,但将LLMs整合到此类平台中的研究仍处于初步阶段。本文提出了一种全新的多模态协作讲故事系统,其中用户可以通过自然语言交互和展示物理对象的方式与社会机器人Pepper共同创作故事。该机器人采用基于YOLO的视觉系统来识别这些对象,并将它们无缝地融入叙事中。故事生成和适应过程由Llama模型在零样本设置下自主完成,旨在评估此类模型在互动讲故事中的可用性和成熟度。为了增强沉浸感,机器人通过富有表现力的手势、情感提示和语音调制来呈现最终的故事。用户反
来源:Frontiers in Robotics and AI
时间:2025-10-09
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一个关于绿地暴露、正念、体力活动水平以及感知压力的调节中介模型
城市化和现代生活方式在全球范围内对心理健康带来了显著挑战。随着城市规模的扩大和生活节奏的加快,心理压力已成为一个重要的公共卫生问题。长期的心理压力不仅影响个体的情绪状态,还可能引发一系列身心疾病,凸显了寻找可及、非药物干预手段以促进城市居民心理健康的迫切需求。在此背景下,城市绿地作为一种潜在的公共健康资源,逐渐受到关注。已有大量研究表明,接触自然环境,尤其是城市绿地,能够有效缓解心理压力,改善情绪状态,并降低感知到的压力水平。因此,“绿色处方”作为一种结合自然与健康干预的策略,正在成为构建健康城市的重要组成部分。然而,尽管这些研究提供了绿色环境对心理健康的直接益处,但它们往往忽略了背后的心理和
来源:Frontiers in Public Health
时间:2025-10-09
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提升数字STEM教育中的专业发展:跨学科的成功因素与障碍
数字技术在教学中的不断融合为科学教育带来了新的机遇,特别是在提升教学互动性、灵活性和以学生为中心的教学方法方面。然而,要实现这些机遇,教师必须具备相应的专业素养和积极的信念,以有效地将数字媒体融入教学实践中。因此,提供高质量的专业发展(PD)项目成为关键。这些项目不仅为教师提供实践性培训,还能增强他们的自我效能感,并支持以学生为中心的教学策略,包括对数字媒体的反思性使用。本研究中的“LFB-Labs-digital”项目,由德国教育部资助,旨在通过基于设计的研究方法,分析在不同学科中开展的以学生实验室为基础的PD项目的关键成功因素和障碍。在科学教育领域,数字工具的使用不仅改变了知识的获取方式,
来源:Frontiers in Psychology
时间:2025-10-09