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尿素活化草酸钴电催化析氧反应动力学提升的探索及其在可再生能源中的应用
研究人员通过创新性沉淀法在50°C条件下成功制备尿素活化草酸钴(UCoOx)电催化剂,该材料在析氧反应(OER)中展现出卓越的动力学性能。其仅需321 mV过电位即可达到10 mA cm−2的工业基准电流密度,并具有78 mV dec−1的微小塔菲尔斜率。在1 M KOH电解液中持续稳定工作80小时,同时保持95%的法拉第效率。相较于普通草酸钴(CoOx),尿素组分的引入使过电位显著降低68 mV,并通过将电荷转移电阻降低2.5 Ω有效提升了电子迁移速率。几何结构与本征活性分析表明该材料实现了催化效能的范式转变。太阳能驱动电解槽实验证实UCoOx/NF电极在1.57 V电压下具备工业化制氢(H
来源:Catalysis Science & Technology
时间:2025-09-28
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综述:太阳能驱动催化氨分解的气相和液相催化剂
1 引言当前,全球主要经济体仍主要依赖化石燃料消费。为实现联合国可持续发展目标(SDGs),特别是SDG 7(经济适用的清洁能源)和SDG 13(气候行动),向清洁能源转型至关重要。氢能是一种高效清洁的替代能源,具有较高的重量能量密度(119.7 MJ kg−1),但其储存和运输仍面临重大挑战。目前,氢通常以700巴的压缩气体形式在室温下储存,或以-252.9°C和1巴的液氢形式储存。为解决这些挑战,氨已被认为是一种有前景的氢源替代品。氨是一种广泛生产的商业化学品,2023年全球产量约为2.4亿公吨。与其他存储材料(如环己烷、乙醇和液化石油气)相比,氨具有高体积能量密度(108 kg H2 m
来源:Advanced Sustainable Systems
时间:2025-09-28
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综述:通过熵工程实现受限动态与静态无序——优异高温储能性能的新路径
Abstract聚合物基电容器在现代电子技术中扮演着关键角色,然而其储能性能在高温环境下会出现显著衰减,这极大限制了其在极端条件下的应用。尽管已有大量研究致力于解决这一挑战,但由于理想电介质本质是绝缘体,现有模型多基于无机材料经验总结导电行为。聚合物复杂的聚集结构使得准确描述其导电特性尤为困难。本文综述整合了既往研究成果,提出了一种以聚合物体系内部有序度为研究核心的新范式。该框架基于热力学原理和聚合物导电实验研究,为理解高温和高电场下非线性导电行为提供了全新视角,为设计具有卓越高温性能的先进聚合物基电容器提供了关键见解。引言:高温储能挑战随着电子设备向微型化、高功率密度方向发展,对电容器在高温
来源:Advanced Materials
时间:2025-09-28
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通过Rh催化的级联Wolff重排和脱羰胺化反应直接获得氨基环戊烯酮
摘要 本文高效地开发了环状2-二氮-1,3-二酮与二芳胺的级联反应方法,能够以良好的至优异的产率(71–90%)直接制备出一系列2-氨基环戊烯酮。该反应过程包括:首先生成酮烯,随后进行亲核加成/酮醇互变异构反应;接着在Rh2(OAc)4的催化下发生脱羰胺化反应;最后进行氧化处理。这一温和的反应体系适用于多种底物,为构建重要的氨基环戊烯酮骨架提供了一种简便实用的方法。 利益冲突 作者声明不存在利益冲突。
来源:Advanced Synthesis & Catalysis
时间:2025-09-28
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一种用于检测糖尿病肾病多重生物标志物的酶复合汗液传感器
摘要 传统的糖尿病肾病(DN)诊断方法通常包括血液检测、影像学检查或活检。然而,这些方法具有侵入性,需要大型专业设备,因此不适合频繁监测。随着精准医学的发展,对简单且易于使用的诊断工具的需求日益增加。本文介绍了一种新型传感系统,能够同时检测汗液中的三种关键DN生物标志物:葡萄糖(Glu)、尿酸(UA)和钾离子(K+)。该系统采用了一种具有高导电性、大表面积和丰富活性位点的二元复合电极,确保了出色的电化学性能和微量检测灵敏度。为确保特异性,系统中加入了葡萄糖氧化酶(GOx)、尿酸氧化酶(UAOx)和钾离子选择性载体。葡萄糖和尿酸通过
来源:Advanced Sustainable Systems
时间:2025-09-28
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Bi/N掺杂多孔碳材料,其中吡啶氮位点占主导地位,有助于实现二氧化碳向甲酸转化的低能量路径
摘要 将二氧化碳(CO2)电化学转化为高附加值产品被认为是减少二氧化碳排放和促进环境可持续性的有效策略。本文报道了一种采用简便的金属有机框架辅助方法制备的含氮掺杂多孔碳材料,这些材料中分布着超细的铋颗粒。具有最佳铋负载量(24.8 wt.%)的Bi/NC催化剂在电化学二氧化碳还原反应(eCO2RR)中表现出显著的催化活性,能够将二氧化碳高效转化为甲酸盐,其起始电位为−0.6 V(相对于标准氢电极RHE),同时具有较高的电化学活性表面积。该催化剂在0.5 mol/L KHCO3溶液中于−0.8 V(相对于标准氢电极RHE)时的甲酸盐
来源:Advanced Sustainable Systems
时间:2025-09-28
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静电自吸附稳定的超薄复合膜,实现高性能碱性水电解
摘要 由于在恶劣条件下存在有机-无机相分离问题,开发用于碱性水电解(AWE)的高性能、超薄膜仍然具有挑战性。本文通过使用钛酸盐偶联剂(CHOPT)进行界面工程处理,制备了一种超薄(约120微米)的聚醚砜/氧化锆(PES/ZrO2)复合膜。改性后的ZrO2具有与PES相反的Zeta电位,从而实现静电自吸附效应,且这种效应随碱度的增加而增强,确保了纳米颗粒的牢固固定。加入PPS网状结构进一步提高了膜的机械稳定性。优化后的膜表现出优异的性能:极低的面积电阻(0.09 Ω cm2)、较高的气泡点压力(4.55巴)以及出色的亲水性。在80°
来源:Advanced Sustainable Systems
时间:2025-09-28
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通过设计三原色交织像素,实现122% sRGB色域的全彩色纺织品显示器
摘要 纺织品显示器以其固有的柔韧性和透气性而闻名,已成为下一代可穿戴设备和物联网集成中的变革性平台。尽管取得了显著进展,但要实现动态可调的颜色显示仍然是一个关键挑战,这对有效的信息交互至关重要。本文通过一种编织结构解决了这一限制,该结构将发光的经纤维与光转换导电的纬纤维结合在一起,从而创建了一个三原色电致发光像素阵列,每个单元都精确地排列了红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)子像素。这些子像素具有出色的光谱纯度,半高全宽值低至37纳米——与量子点发光二极管相当。由此产生的像素单元实现了全彩色显示,其色域覆盖了sRGB标准的122%,
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-09-28
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层状GaSe0.5Te0.5合金晶体之锯齿形边缘与扶手椅形边缘的光致发光差异研究
摘要 具有六角晶结构的层状GaSe0.5Te0.5合金晶体及其可见光带间跃迁在电子学、光子学和光电子学领域具有广泛的应用前景。了解这些合金晶体的边缘特性和取向对于器件设计、制造和应用至关重要。因此,亟需一种简便的方法来识别其锯齿状或扶手椅状的边缘结构。本文观察了GaSe0.5Te0.5合金晶体的边缘依赖性光致发光现象,并揭示了发光特性与边缘结构之间的关联。与体区相比,边缘区域的光致发光强度有所增强。此外,通过空间分辨的拉曼散射信号,区分了两种类型边缘处的声子能带差异。光致发光和拉曼散射信号的变化归因于与边缘相关的结构:由于非故意的
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-09-28
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基于混合铁电-离子晶体管的物理水库计算系统
摘要 在“材料内计算”(in-materia computing)领域,通过利用材料的复杂性来实现高效节能的计算,推动了物理存储计算(Physical Reservoir Computing, PRC)技术的发展。这是一种处理动态时间任务的极具前景的方法。然而,将PRC组件集成到与互补金属氧化物半导体(CMOS)兼容且可扩展到大规模集成电路(VLSI)的平台上仍然具有挑战性,尤其是在使用特殊材料系统的两端设备中。本文报道了基于铪的混合铁电-离子场效应晶体管(hybrid ferroelectric-ionic field-effe
来源:Advanced Materials
时间:2025-09-28
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顺序制备的钙钛矿薄膜中的均匀性调控:用于全纹理钙钛矿/硅串联电池的工业规模沉积
摘要 将工业晶体硅与金属卤化物钙钛矿结合在串联配置中一直是研究的热点。尽管已经开发出一种混合沉积方法,可以在具有纹理的硅表面上实现钙钛矿薄膜的均匀且可扩展的生长,但这种干/湿法存在反应不完全和相杂质的问题,这对大规模生产构成了挑战。本文提出了一种协同策略,通过使用槽式模具涂层中的溶剂工程结合近红外(NIR)辐照预热来调节有机盐的渗透均匀性。混合溶剂的使用通过平衡溶剂蒸发速率和反应物扩散速率,有助于获得纯相且均匀的钙钛矿薄膜。此外,NIR能量能够直接且快速地加热大面积的钙钛矿湿膜,从而控制溶剂挥发,实现均匀的相变。因此,这种策略使得
来源:Advanced Materials
时间:2025-09-28
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自切换动态红外辐射冷却器,实现三模式温度调节
摘要 被动辐射冷却可以实现零能耗的热量散发,然而静态光子结构在多场景应用中往往会失败,因为不同热环境对红外发射光谱的要求各不相同,甚至相互矛盾。本文提出了一种自切换动态红外辐射冷却器(DIRC),能够实现三种模式的温度调节:低于环境温度、接近环境温度和高于环境温度的冷却。通过利用热响应水凝胶中宽带发射水分子在温度触发下的定向迁移,实现了用于低于环境温度冷却的红外选择性发射与用于高于环境温度冷却的宽带发射之间的光谱转换。该DIRC在2.5–25 µm波长范围内的平均宽带发射率为94.1%,并在8–13 µm范围内自动切换为选择性发射
来源:Advanced Materials
时间:2025-09-28
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综述:利用自由电子束研究强耦合与弱耦合纳米物理现象
摘要 路易斯·M·利兹-马尔赞(Luis M. Liz-Marzán)及其同事、其他纳米化学家的研究工作对电子光谱技术在纳米光学应用中的发展起到了关键作用。在简要介绍了这些技术及其在单个等离子体纳米颗粒上的应用之后,本文重点回顾了近年来电子光谱技术取得的进展如何使得在纳米尺度上研究光激发之间的耦合成为可能。具体而言,本文探讨了等离子体-等离子体、等离子体-激子以及等离子体-声子之间的耦合现象。 利益冲突 MK公司已将某些技术(STEM-阴极发光技术)授权给Attolight公司。本文中的
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-09-28
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单腔沉积多层聚对二甲苯薄膜:具有优异的可见度和基材附着力,适用于防护装置涂层
随着电子技术的快速发展,未来的电子设备正朝着更轻薄、更灵活的方向演进。这种趋势不仅推动了新型电子产品的开发,也对材料的性能提出了更高的要求。尤其是在柔性电子、可穿戴设备等新兴领域,保护性涂层技术显得尤为重要。这些设备虽然具备轻便和可弯曲的优点,但也更容易受到外界环境因素的影响,例如湿度和氧气的侵入,这可能导致设备性能下降甚至缩短使用寿命。因此,开发一种既能提供良好保护性,又具备优异光学性能的材料成为研究的热点。聚偏氯乙烯(parylene-C)作为一种广泛使用的保护性涂层材料,因其优异的电绝缘性、化学稳定性和生物相容性,被广泛应用于电子设备的封装和防护。然而,传统parylene-C薄膜的一个
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-09-28
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基于有机锰的混合卤化物透明玻璃陶瓷,用于可调多色X射线闪烁
摘要 基于有机锰的混合卤化物在光电子领域展现出广阔的应用前景。然而,这些材料在低温条件下的合成以及其可调发光特性的研究尚未得到充分探索。在本研究中,首次报道了一种新型的透明有机锰混合卤化物玻璃陶瓷,该材料能够实现多色光致发光。通过调节Mn2+28.3线对/mm)。这些突破不仅为设计多功能混合玻璃材料提供了新的思路,也为先进辐射检测技术和多色X射线成像技术开辟了应用前景。 利益冲突 作者声明不存在利益冲突。
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-09-28
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通过磷酸玻璃光纤的结构化芯工程实现1.0微米和1.5微米全光纤双频激光器
摘要 双频激光器在宽带光源、中红外光生成、先进显微镜技术以及泵浦-探测传感等应用中至关重要。然而,由于双频增益光纤的制造难度、高增益要求以及稀土(RE)离子的能量传递过程较为复杂,实现紧凑型全光纤配置仍然具有挑战性。本文提出了一种协同设计光纤结构和增益材料的策略来应对这些挑战。设计了一种双半圆形结构芯光纤(DSSCF),其在多组分磷酸盐玻璃中具有空间分离的Er3+/Yb3+和Yb3+掺杂区域。这种设计使得在1.0 µm和1.5 µm波长处实现独立发射成为可能,并且得益于99.7%的优异Yb3+ → Er3+能量传递效率,从而将Yb
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-09-28
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在多层GaSe结构中,利用热电子-空穴等离子体实现巨型多光子发光及能带重整化现象
摘要 层状半导体的高效光致发光(PL)对于推动下一代光子器件的发展至关重要。然而,热效应引起的损伤通常会阻碍其在生物传感和成像等实际应用中的使用。本文报道了多层GaSe的上转换光致发光现象,该现象能够规避热损伤。首次在多层GaSe中观察到了高阶多光子(最多8光子)光致发光现象。实验和理论结果均显示,光致发光峰的位置随功率的增加而红移(约40 meV,相当于带隙的2%),同时光致发光光谱的半高宽也显著增加(约2倍),这些现象归因于热电子-空穴等离子体的存在。时间分辨的光致发光实验揭示了载流子弛豫的多阶段过程,表明从热电子-空穴等离子
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-09-28
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无铅三弛豫铁电材料:在顺电状态下具有高能量存储能力,并且工作温度范围宽
摘要 开发能够在极端温度下可靠运行的无铅介电电容器对于下一代储能技术至关重要。虽然低于Burns温度(TB)的弛豫铁电体通过极化纳米区域(PNRs)展现了良好的储能特性,但其在TB以上的性能通常会下降。令人惊讶的是,一种由PNRs组成的三弛豫态材料被发现具有三种共存的对称性(四方、正交和菱形),并且在TB以上的顺电状态下表现出优异的储能性能。在掺杂了Bi(Mg2/3Nb1/3)O3的Ba(Zr,Ti)O3-(Ba,Ca)TiO3钙钛矿陶瓷中,这种三弛豫态材料在TB以上达到了9.3 J cm−3的显著储能密度和93%的效率,这一性能
来源:Advanced Materials
时间:2025-09-28
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Pt(100)电极上的吸附动力学与双电层性质
本研究围绕铂(Pt)电极与电解液界面的结构和物理化学特性展开,重点探讨了Pt(100)表面在酸性介质中的吸附行为、双电层结构及界面熵的变化。铂作为一种高效且稳定的催化剂,在多种电催化反应中具有重要作用,如氢气的析出和氧化、氧气还原、甲醇氧化等。然而,尽管Pt(111)表面已被广泛研究,Pt(100)表面的微观结构和吸附特性仍然缺乏深入理解。本研究通过结合多种实验技术与第一性原理计算,揭示了Pt(100)在不同电位下的吸附行为和吸附物覆盖率,以及界面熵的变化规律,为设计高效的Pt基纳米结构材料提供了新的理论依据。电化学系统,如电解槽、燃料电池和电池,是实现高效能量转换和储存的关键。电极-电解液界
来源:Advanced Materials Interfaces
时间:2025-09-28
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在可扩展的堆叠MoS2单层结构中实现直接带隙及光电性能的提升
本研究聚焦于二维过渡金属二硫化物(TMDCs)中最具代表性的材料——二硫化钼(MoS₂)的高质量转移与多层堆叠技术。MoS₂作为一种具有优异光学与电子特性的材料,其单层形式在光电子领域展现出巨大潜力。单层MoS₂具有直接带隙特性,其带隙能量约为1.8–1.9电子伏特(eV),能够高效吸收可见光,具有高达10%的光吸收率。相比之下,块状MoS₂由于带隙结构的变化,从直接带隙转变为间接带隙,导致其光吸收能力显著下降,限制了其在光电子器件中的应用。因此,如何在不破坏其本征性能的前提下,实现单层MoS₂的大面积转移并构建多层堆叠结构,成为提升其光电子性能的关键课题。为了克服传统转移方法在大面积MoS₂
来源:Advanced Materials Interfaces
时间:2025-09-28