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综述:用于催化的机器学习:架起数据驱动发现与物理洞察之间的桥梁
吴红静|谢尚康|李旭瑞|赵雅双|郭丽霞|涂新蕾|冯飞宇|王青涛|刘景辉|冯峰|卢春山|方如波|张群峰|李晓年浙江工业大学绿色化学合成技术国家重点实验室育种基地,中国杭州,310032摘要催化领域正在经历从传统的试错和理论驱动模式向一个新的时代的转变,这个新时代的特点是数据驱动方法和物理洞察的深度整合。作为人工智能的核心技术,机器学习(ML)凭借其在数据挖掘、性能预测和机理分析方面的能力,已成为改变催化研究格局的强大工具。ML已广泛应用于光催化、热催化、电催化和异相催化等领域。本文系统地概述了ML在催化领域的发展历程:从基于实验和计算数据的早期高通量筛选,到使用具有物理意义的描述符进行性能建模,
来源:Materials Today Chemistry
时间:2025-09-26
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通过配体调控来调节单分子磁体的行为以及DyIII团簇的光动力抗菌性能
本文探讨了基于 Dysprosium(镝)的单分子磁体(SMMs)的合成与表征,并进一步分析了其在生物传感、成像和治疗等领域的应用潜力。Dy³⁺离子因其较大的磁矩和强磁各向异性,被认为是构建高性能 SMMs 的理想选择。此外,由于镝离子的自旋轨道耦合特性,其基态为 Kramers 双重态(S = 5/2,L = 5,J = 15/2),这使得其在单分子磁体领域展现出独特的优势。为了提升镝基单分子磁体的性能,研究人员通常通过调控配体结构来改变配位环境和配位场。本文中,作者采用了一种新的策略,即利用原位生成的 Schiff 基配体(H₂L¹ 和 H₂L²)合成两种镝基单分子磁体,分别为 [Dy₂(
来源:Materials Today Chemistry
时间:2025-09-26
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角度不敏感的多层超涂层,具有双波段选择性发射特性,适用于红外伪装和辐射冷却
这项研究围绕中红外(MIR)波段的材料设计展开,重点在于开发一种高效的、亚波长级的多层超材料涂层(MMC),以实现中波红外(MWIR)和长波红外(LWIR)两个大气透射窗口(ATWs)的发射调控。中红外波段因其较低的大气吸收特性,被广泛应用于红外伪装和辐射冷却等技术领域。在这些应用中,材料需要在特定波长范围内具有高发射率,同时在非透射窗口波段保持较低的发射率,以减少不必要的热辐射并提高隐蔽性。此外,发射材料还应具备角度不敏感的特性,以适应复杂环境下的实际应用需求。研究团队提出了一种四层结构的多层超材料涂层,其总厚度约为1035纳米,远小于工作波长的最小值,实现了对中红外波段的高效调控。该涂层由
来源:Materials Today Electronics
时间:2025-09-26
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在SiO₂/硅(111)图案化基底上,通过外延侧向生长制备高锗含量的硅-锗薄膜
邱清輝|袁武義|李廷川|劉清毅|莊家善|沈季霖|蔡東升|許龍興|郭浩忠台湾桃园市中原基督教大学电子工程系,320314摘要在本研究中,我们利用具有微米级线状窗口阵列的SiO295%)SiGe的异质外延通过成分自调制过程实现了垂直生长。95%)的转变过程。此外,还进行了高分辨率X射线衍射(HR-XRD)分析和室温光致发光(PL)测量以确认样品质量。透射电子显微镜(TEM)分析表明,当异质外延直接在Si(111)面上进行时经常出现的平面缺陷(微孪晶/堆垛错位)在PS上生长时似乎被完全抑制。我们的薄膜表征结果表明,使用PS通过LPE进行ELO可以有效限制由晶格失配引起的 threading disl
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-09-26
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基于PVA/酪蛋白/壳聚糖的水凝胶,含有抗氧化生物活性成分,用于糖尿病伤口治疗
M. Gonçalves|A.C. Branco|V. Silva|D.C. Silva|M. Salema-Oom|J. Coelho|R. Colaço|R. Galante|P. Poeta|B. Saramago|A.P. Serro结构化学中心(CQE),化学工程系,分子科学研究所,里斯本高等技术学院,里斯本,葡萄牙摘要伤口愈合是一个复杂的过程,尤其是在糖尿病等慢性疾病中,这一过程常常受到长期炎症状态的阻碍。现代创可贴旨在保护伤口表面并加速愈合过程。由于水凝胶具有保持水分的能力,因此受到了特别关注。本研究致力于开发具有抗氧化特性的创新创可贴,以改善慢性伤口的愈合情况,特别是通过调节糖
来源:Materials Today Chemistry
时间:2025-09-26
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经磷钨酸改性的活性炭/聚砜复合膜,具有优异的防污性能和过滤效果
在当今全球水资源日益紧张的背景下,安全饮用水的获取成为了一个亟需解决的重要议题。自然有机物(NOM)作为水体中常见的污染物,其存在不仅影响水的感官性质,还可能引发消毒副产物的生成,从而对人类健康构成潜在威胁。因此,高效去除NOM的水处理技术成为研究的重点之一。其中,超滤(UF)膜技术因其能耗低、操作压力小等优势,被广泛应用于水处理领域。然而,传统超滤膜材料如聚砜(PS)由于其固有的疏水性,容易受到NOM和蛋白质的污染,导致通量下降和膜寿命缩短。为了解决上述问题,研究人员尝试通过引入纳米填料来改善膜的性能。这些填料包括二氧化钛(TiO₂)、碳纳米管(CNTs)、金属-有机框架(MOFs)以及活性
来源:Materials Today Communications
时间:2025-09-26
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爆炸焊接Nb/SS304复合板中结合界面的分子动力学模拟与实验研究
本研究系统地探讨了通过爆炸焊接(EXW)制造的Nb/SS304钢接头在界面处的元素扩散行为、晶体结构演变以及结合机制。通过结合分子动力学模拟和实验表征的方法,研究人员对这一过程进行了深入分析。模拟结果显示,在焊接的各个阶段,原子扩散持续进行,而在卸载阶段,由于压力释放和原子位移的能量障碍降低,扩散现象尤为显著。在冲击产生的高温条件下,Nb的晶体结构从常温下的体心立方(BCC)结构转变为面心立方(FCC)和六方密堆积(HCP)结构,而Fe则从BCC转变为FCC。这种转变是由于冲击引起的剧烈塑性变形所导致的,进而形成了大量1/615°)和高应变区域密切相关,主要集中在焊接界面处。本研究阐明了界面原
来源:Materials Today Communications
时间:2025-09-26
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研究一种新型苯并噻唑离子液体作为低碳钢高效且环保的缓蚀剂(1)
M HCl
在工业生产中,金属的腐蚀问题一直是一个重要的挑战。尤其是在酸性环境中,如盐酸(HCl)溶液中,金属材料容易受到腐蚀,影响设备的使用寿命和安全性。为了解决这一问题,研究者们一直在探索有效的腐蚀抑制剂。近年来,随着环保要求的提高,绿色、环保型的有机腐蚀抑制剂成为研究的热点。这些抑制剂通常具有较低的毒性和良好的环境适应性,能够在不损害环境的情况下有效保护金属免受腐蚀。在众多的腐蚀抑制剂中,离子液体(ionic liquids, ILs)因其独特的物理化学性质而备受关注。离子液体具有高溶解性、低熔点、低蒸气压、低毒性、高极性和良好的热稳定性,这些特性使其成为一种理想的腐蚀抑制剂材料。特别是,基于咪唑类
来源:Materials Today Communications
时间:2025-09-26
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ε-Ga₂O₃在蓝宝石衬底上异质外延生长的生长机制及其铁电性质
黄志扬|萧建南|肯尼斯·贾伦达尔|萧清莲|宋泰渊|林坤霖|黄宜卿|黄瑞华台湾新竹国立阳明交通大学先锋半导体创新研究所,30010摘要本研究系统地探讨了生长温度对通过金属有机化学气相沉积法在c面蓝宝石衬底上异质外延生长的ε-Ga2O3薄膜的结构、形态、光学、电学及铁电类性能的影响。薄膜的沉积温度范围为330°C–380°C,研究发现其相变具有明显的温度依赖性:330–340°C时为非晶态,350–360°C时为高质量ε相,380°C时为热力学稳定的β相。在360°C下生长的薄膜表现出最佳性能,包括尖锐的XRD峰、最小的半高宽(FWHM)、明显的六重对称性、垂直排列的柱状晶粒、光滑的表面形态以及最
来源:Materials Today Advances
时间:2025-09-26
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直接乙醇燃料电池中的电催化性能:单金属、双金属和三金属催化剂的贡献
帕里克莎·比什诺伊(Pariksha Bishnoi)|克尔蒂·米什拉(Kirti Mishra)|乌尔瓦希·森(Urvashi Sen)|萨马尔杰特·辛格·西瓦尔(Samarjeet Singh Siwal)印度哈里亚纳邦穆拉纳-安巴拉(Mullana-Ambala),马哈里希·马尔坎德什瓦尔(Maharishi Markandeshwar,具有大学地位)M.M. 工程学院化学系,邮编133207摘要近年来,清洁能源和燃料电池技术的进步呈指数级增长。燃料电池是一种能够将燃料的化学能转化为电能的电化学装置。本文研究了单金属、双金属和三金属催化剂在直接乙醇燃料电池(DEFCs)中的电催化活性。例
来源:Materials Today Catalysis
时间:2025-09-26
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由多硫辛酸驱动的生物忆阻器,用于高效监测汗液pH值
Zijun Xu|Ruiming Liu|Bai Sun|Xiaosen Pan|Zelin Cao|Kaikai Gao|Yu Cui|Hongbin Zhao|Hao Sun|Qiang Lu|Yi Lyu|Fenggang Ren西安交通大学第一附属医院肝胆外科,中国陕西省西安市,710061摘要忆阻器因其并行计算能力和模拟神经突触的特性,在类脑芯片和神经形态计算领域受到了广泛关注。然而,忆阻器在医疗监测和诊断中的应用尚未得到充分发展,这可能会延缓人工智能(AI)支持的智能医疗服务的进步。本文介绍了一种基于Ag/Poly(二乙二醇酯硫辛酸)-Li/FTO结构的pH响应忆阻器,该忆阻器表现
来源:Materials Today Advances
时间:2025-09-26
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激光处理CuZrTi合金在液态金属元素扩散过程中的微观结构演变
亚历山大·M·菲利莫诺夫(Aleksandr M. Filimonov)|彼得·加加雷拉(Piter Gargarella)|卢茨·梅德勒(Lutz Mädler)|伊利亚·V·奥库洛夫(Ilya V. Okulov)不来梅大学生产工程学院,德国不来梅市巴德加施泰纳街1号(Badgasteiner Str. 1),邮编28359摘要在设计阶段对材料拓扑结构进行修改的可能性,使得金属增材制造(AM)成为与液态金属析出(LMD)结合以合成新型层次结构材料的一种有前景的方法。然而,通过增材制造制备的前驱体中存在的元素微观偏析会导致成分和相结构的非均匀性,这不可避免地会影响析出过程。在本研究中,作者首
来源:Materials Today Advances
时间:2025-09-26
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高灵活性且具有光学活性的淀粉基纳米复合薄膜:有机修饰金纳米颗粒的影响
本研究聚焦于利用淀粉与金纳米颗粒(AuNPs)复合制备具有优异性能的纳米复合薄膜。淀粉作为一种广泛存在、可生物降解的天然高分子材料,因其可再生性和环保特性,在可持续材料开发中备受关注。然而,淀粉薄膜在机械性能和热稳定性方面存在一定的局限性,这限制了其在包装和其他工业领域的应用。为了克服这些问题,研究团队通过引入金纳米颗粒,对淀粉基薄膜进行了改性,从而显著提升了其综合性能。在实验过程中,研究者采用了多种条件进行AuNPs的合成与复合。通过调节金盐和稳定剂的浓度,成功制备了五组不同特性的AuNPs溶液。这些纳米颗粒随后被引入到淀粉基质中,采用的是外在合成(ex-situ)的溶液浇铸法。这种方法允许
来源:Materials Today Communications
时间:2025-09-26
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由稻草制成的多孔碳与CoMn2NiOx的多面体结构相结合,用于超级电容器应用
张婷仪|拉克什曼南·古鲁萨米|拉克什曼南·卡鲁帕萨米|桑班达姆·阿南丹|刘成华|吴杰杰台湾台中逢甲大学环境工程与科学系摘要在本研究中,我们利用碳酸钾(K2CO3)和硝酸铁(Fe(NO3)3作为活化剂,从稻草(RS)这种农业废弃物中制备出了高效的多孔碳材料(阳极),以促进石墨化过程,这种材料被命名为KFeRS。此外,还通过草酸共沉淀法制备了具有三重功能的Co、Mn和Ni氧化物作为阴极材料。结果表明,所制备的不对称超级电容器(ASC)CoMn2NiOx//KFeRS-0.12 M在0.2 Ag-1电流密度下具有80.08 Wh/kg的最大能量密度和720 W/kg的功率密度;在1.0 Ag-1电流
来源:Materials Today Chemistry
时间:2025-09-26
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Mg–TiO₂复合材料的应力腐蚀开裂行为及生物腐蚀特性
M. Sabbaghian | Sh. Arbabi | R. Mahmudi德黑兰大学工程学院冶金与材料工程学院,伊朗德黑兰摘要尽管镁是制造可生物降解植入物的理想材料,但它存在强度低和腐蚀速率高的问题。为了解决这些问题,最近人们考虑了晶粒细化、合金化和复合强化等方法。在使用这些植入物之前,分析其在腐蚀介质中的力学性能至关重要。在本研究中,探讨了添加2%和5%亚微米(0.3–1 µm)TiO2陶瓷颗粒对纯镁的微观结构、生物腐蚀行为和机械完整性的影响,实验在空气和模拟体液环境中进行。复合材料通过粉末冶金制备后,经过350°C下的挤压加工而成。微观结构分析显示,复合材料的晶粒尺寸没有显著变化,仍为
来源:Materials Today Communications
时间:2025-09-26
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使用太赫兹时域光谱和洛伦兹DHO模型对未掺杂和掺0.03 wt% Fe的LiNbO3单晶的太赫兹响应进行了全面研究
这项研究聚焦于铁(Fe)掺杂对锂铌酸盐(LiNbO₃)单晶在太赫兹(THz)区域光学特性的影响。锂铌酸盐是一种具有广泛应用的高介电功能光学材料,尤其在光子学、非线性光学和电光器件领域。通过使用Czochralski技术,研究者在相同条件下生长了未掺杂的LiNbO₃单晶以及0.03 wt%铁掺杂的LiNbO₃单晶,以确保晶体质量的一致性。这些单晶均为z切面,并且在化学合成过程中采用了高纯度的初始材料,包括碳酸锂(Li₂CO₃)、五氧化二铌(Nb₂O₅)和三氧化二铁(Fe₂O₃)。通过精确控制Li/Nb的非化学计量比(48.45/51.55),并引入特定比例的Fe₂O₃作为掺杂剂,研究者成功制备了
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-09-26
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通过伽马射线辐照的S-CNT/V₂O₅薄膜增强氢气传感性能:一种协同效应
在本研究中,科学家们探讨了伽马辐射对单壁碳纳米管掺杂五氧化二钒(S-CNT/V₂O₅)薄膜的影响。这种材料因其在气体传感领域的潜力而受到关注,特别是在氢气检测方面。研究者采用水热法合成S-CNT/V₂O₅纳米颗粒,并通过旋涂技术将其制成薄膜。随后,对这些薄膜进行了不同剂量的伽马辐射处理,剂量分别为0.1、10和50 kGy。通过对材料的结构、光学、形态和元素组成进行分析,研究者发现随着伽马剂量的增加,薄膜的晶粒尺寸和光学带隙逐渐减小,分别从55.68 nm减少到49.69 nm,以及从3.15 eV减少到2.82 eV。此外,研究还通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、能谱分析(EDAX)
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-09-26
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关于基于I线步进器的InGaAs/InP双异质结双极晶体管(DHBTs)的新见解
Soo Cheol Kang | Jin Chul Cho | Jun-Hwan Shin | Dong Woo Park | Eui Su Lee韩国大田市电子与电信研究所X射线·太赫兹组件研究部门,邮编34129摘要InGaAs/InP双异质结双极晶体管(DHBTs)被认为是无线通信、航空航天和雷达系统中高频功率放大器应用的有希望的候选器件。尽管发射极尺寸的缩小对于提高截止频率(f_T)至关重要,但传统的电子束光刻技术会增加工艺复杂性、生产成本并引发可靠性问题。作为一种成本效益高且能提升产量的替代方案,I线步进光刻技术最近重新受到了关注。在本研究中,使用I线步进光刻技术制造了一种发射极宽度
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-09-26
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在城市可持续发展转型中,将注重充足性的生活方式与对社会政治层面土地使用变化的接受度相结合
在当前高资源消耗的背景下,欧洲联盟(EU)设定了到2050年实现零温室气体排放的目标,并致力于成为第一个气候中性的大陆(EU Regulation 2021/1119, 2021)。为了实现这些目标,欧盟绿色协议的转型需要依赖于基于“足够性”的策略,这种策略强调在总体资源使用量较低的情况下,追求一种高质量的生活方式(Cordroch et al., 2022; Ness, 2023)。足够性理念的核心在于认识到,人们的生活满意度并不随着消费的无限增加而线性上升(cf. Fanning & O’Neill, 2019)。它通常与“满足感”的概念相关,既包括拥有足够资源的满足,也包括不过度拥有的满
来源:Landscape and Urban Planning
时间:2025-09-26
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波兰农田弃耕的原因:一项综合研究,运用了逻辑回归、专家评估以及ALS数据
在当今全球范围内,农业用地的荒废现象正逐渐成为影响粮食安全、生态环境以及农村可持续发展的重要议题。这一现象不仅涉及土地资源的利用变化,也反映了社会、经济和自然环境之间的复杂互动。农业用地荒废通常指的是农民长期或永久性地停止对土地的耕作活动,包括不再播种、收割、进行农业基础设施维护等。这种变化往往伴随着土地的退化、生态系统的转变以及农村人口的流失。本研究聚焦于波兰南部的Olkusz地区,探讨该地区农业用地荒废的成因及其影响因素,旨在为制定有效的土地管理策略提供参考。Olkusz地区总面积达620平方公里,涵盖82个村庄。这一区域的农业用地荒废现象在近年来尤为显著,尤其是在土地质量较低、耕地面积较
来源:Land Use Policy
时间:2025-09-26