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活性炭负载的纳米零价铁(nZVI@AC)用于增强过氧乙酸的活化效果,在类芬顿反应中降解磺胺甲噁唑
本研究提出了一种新型的纳米零价铁负载活性炭(nZVI@AC)复合催化剂,旨在解决裸露纳米零价铁(nZVI)在应用过程中固有的聚集和氧化问题。该复合材料在过氧化氢(PAA)活化过程中表现出高效的催化活性,能够在10分钟内完全降解磺胺甲恶唑(SMX),其表观反应速率常数(kobs)为0.3171 min-1。通过多种表征手段验证了活性炭载体对电子传递的增强作用以及对电子供体能力的提升,这有助于最大程度地暴露活性的Fe2+物种,从而对PAA的活化及活性氧物种(ROS)的生成至关重要。通过自由基淬灭、电子顺磁共振(EPR)和探针实验,研究确认了羟基自由基(•OH)、单线态氧(1O2)和乙酰过氧基自由基
来源:Materials Advances
时间:2025-09-19
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为了理解具有可调机械响应的3D手性NPR结构的设计原理及其旋转变形力学特性
在当前的研究中,科学家们提出了一种创新的三维负泊松比(NPR)螺旋结构设计,旨在解决传统负泊松比材料在制造过程中的复杂性和局限性。该结构基于二维交错肋架构,结合了水平方向的螺旋交替肋与垂直方向的Z型连接配置,以实现更优的成型性和制造兼容性。研究团队还提出两种优化架构:波形优化结构(W-NPR)和节点增强结构(N-NPR),并将其与原始折叠结构(F-NPR)进行对比分析。结果表明,N-NPR结构在成型性方面表现出色,适合使用数字光处理(DLP)技术进行制造。负泊松比材料因其独特的“负向收缩”特性,在生物医学、运动装备和传感器等领域具有广泛的应用前景。然而,传统的三维负泊松比结构在制造过程中面临诸
来源:Materials & Design
时间:2025-09-19
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在静水压力下调节新型MAX相Zr₃CdC₂的物理性质,以适应工业应用需求
Zr₃CdC₂作为一种新型的MAX相化合物,近年来在材料科学领域引起了广泛关注。MAX相材料以其独特的结构和优异的物理性能而著称,这类材料通常具有金属与陶瓷之间的双重特性,即在某些方面表现出金属的高导电性,而在其他方面则展现出陶瓷的高硬度和耐磨性。Zr₃CdC₂的结构基于六方晶系,空间群为P6₃/mmc(编号194),其结构特点为由金属层与碳或氮层交替堆叠而成,形成了一种具有层状特征的纳米复合材料。这种结构不仅赋予了Zr₃CdC₂良好的机械性能,还使其在高温、高压等极端条件下表现出优异的稳定性。本研究采用密度泛函理论(DFT)对Zr₃CdC₂在0至30 GPa的静水压力范围内进行了系统的理论计
来源:Materials Chemistry and Physics
时间:2025-09-19
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掺铥(Tm)和掺镱/铒(Yb/Er)的锗酸盐碲酸盐玻璃的光谱及热成像特性研究
近年来,随着对光学材料研究的不断深入,玻璃材料因其独特的物理和化学性质,在光学传感、激光技术以及热成像等领域展现出了广泛的应用前景。特别是,以锗酸盐-碲酸盐玻璃(germanate-tellurite glasses)为基础的复合材料,因其优异的热稳定性、化学耐久性以及较低的声子能量,成为研究的重点对象。此类玻璃不仅具有宽广的透明波段范围,还具备较高的折射率,使其在光学器件的设计与制造中具有显著优势。本文聚焦于Tm³⁺(铥离子)单掺杂、Tm³⁺/Yb³⁺(铥/镱共掺)以及Tm³⁺/Yb³⁺/Er³⁺(铥/镱/铒三掺)三种不同掺杂方式的锗酸盐-碲酸盐玻璃,探讨其在光谱特性与热成像性能方面的表现。
来源:Materials Research Bulletin
时间:2025-09-19
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氧化高熵合金增强的2024Al合金:异质结构通过核壳结构及原位纳米面心立方(FCC)相增强界面强度
本研究聚焦于高熵合金(HEA)增强铝基复合材料的结构设计与性能优化。传统上,金属基复合材料的增强相主要包括陶瓷、碳基材料和金属,其中陶瓷增强相如Al₂O₃、SiC和AlN因其高硬度、高强度和优异的耐磨性被广泛使用。然而,陶瓷增强相存在与铝基体润湿性差的问题,这通常导致界面结合不充分,进而影响复合材料的整体机械性能。相比之下,金属增强相,特别是高熵合金,因其良好的强度、疲劳性能和可调控的微观结构,为提升复合材料的性能提供了新的可能性。高熵合金作为一种新型材料,自21世纪以来成为研究热点。其独特的成分组合赋予了其优异的力学性能、耐腐蚀性和低密度,使其在铝基复合材料中的应用前景广阔。然而,高熵合金增
来源:Materials Characterization
时间:2025-09-19
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辐照温度对W-0.3Cr合金在6.4 MeV Fe离子辐照后微观结构和硬度的影响
本研究聚焦于钨-0.3%铬(W-0.3Cr)合金在不同温度下受到6.4 MeV铁离子辐照后的微观结构演化、缺陷行为以及硬度变化。通过结合多种先进表征技术,如掠入射X射线衍射(GIXRD)、透射电子显微镜(TEM)和纳米压痕测试(nanoindentation),研究团队深入探讨了辐照温度对材料性能的影响机制。实验结果揭示了材料在高温辐照条件下,其内部结构和力学行为的变化规律,为未来核聚变反应堆中钨基材料的开发提供了重要参考。### 辐照温度对缺陷行为的影响在本研究中,W-0.3Cr合金在773 K、1073 K和1273 K三个温度下接受6.4 MeV铁离子辐照,其损伤峰值为0.26 dpa(
来源:Materials & Design
时间:2025-09-19
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将机器学习与微观结构分析相结合,用于设计高性能陶瓷增强涂层
陶瓷增强金属基熔覆堆焊钢表面的制备是提高盾构机刀盘耐磨性能的有效方法。然而,设计高性能的金属-陶瓷粉末面临诸多挑战,因其成分复杂,通常需要大量的实验工作。为了解决这一问题,本研究利用实验数据,通过机器学习预测陶瓷增强铁基等离子熔覆堆焊层的耐磨性能,以支持高性能金属-陶瓷粉末的设计。首先,建立了四种非线性回归模型。经过优化和比较后,选择了最优模型用于预测堆焊层的耐磨性能。随后,通过实验验证了预测模型的可靠性。最后,对模型进行解释,对堆焊层的微观结构进行分析,并进行热力学计算,以阐明粉末成分、微观结构与堆焊层性能之间的关系。研究结果表明,随机森林模型(RF)在优化后具有最佳的预测精度,其决定系数(
来源:Materials Characterization
时间:2025-09-19
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掺铁的Co₄Sb₁₂斯库特鲁德合金的电子结构、磁性质、输运性质和弹性特性
本研究通过密度泛函理论(DFT)和半经典玻尔兹曼输运理论,对Fe掺杂的Co₄Sb₁₂合金的结构、电子、磁性、输运和弹性特性进行了系统分析。研究团队采用第一性原理模拟方法,结合Quantum Espresso软件,使用广义梯度近似(GGA)和Perdew-Burke-Ernzerhof(PBE)交换关联泛函来计算这些材料的结构、电子和弹性特性。在输运特性的计算中,假设了一个恒定的弛豫时间(10⁻¹⁵秒),并基于这一假设计算了相关的输运系数。研究发现,Co₄Sb₁₂和FeCo₃Sb₁₂合金均表现出直接窄带隙半导体的特性,其能带隙分别为0.54 eV和0.67 eV。磁性方面,Co₄Sb₁₂的磁矩为
来源:Materials Chemistry and Physics: Sustainability and Energy
时间:2025-09-19
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揭示含适量镁的Al-Mg-Si-Sc-Zr-Mn合金的SLM(选择性激光熔化)工艺-微观结构-性能之间的关系
这项研究探讨了通过选择性激光熔化(SLM)技术制造一种新型的Al-Mg-Si-Sc-Zr-Mn合金的工艺-结构-性能关系。SLM技术因其能够制造具有复杂几何形状和轻量化结构的高精度铝合金部件,而在航空航天和电动汽车等领域展现出巨大潜力。然而,目前高强铝合金的打印性能仍然受到打印过程中易产生裂纹以及微结构控制复杂性的影响。为了克服这些限制,研究团队设计了一种含有特定合金元素的新型Al-4.79Mg-1.3Si-0.51Sc-0.27Zr-0.47Mn(重量百分比)合金,并通过SLM工艺进行了加工。该合金的打印参数经过系统优化,实现了高密度和优良的打印性能,为高强轻质材料的制备提供了一种新的可能性
来源:Materials & Design
时间:2025-09-19
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基于数据的预测与金纳米棒-螺旋结构光学不对称性的逆向设计
光的不对称性在金纳米棒(Au NR)螺旋组装体的研究中具有重要意义,这不仅推动了功能纳米材料的发展,还为光电子学、催化和生物医学等应用领域提供了新的可能性。传统的研究方法在理解和预测这些纳米结构的光不对称性方面存在一定的局限性,尤其是对结构与性质之间的关系缺乏系统性的理论指导,这在一定程度上阻碍了对光不对称性的精确控制和合理设计。因此,研究人员开始探索基于人工智能(AI)的自动化方法,通过数据驱动的流程,不仅能够预测Au NR螺旋组装体的不对称因子(g因子),还能逆向获取实现目标g因子所需的几何参数。这种方法在多个科学领域已经展现出显著的潜力,例如在材料科学、生物医学和光学工程中的应用,为复杂
来源:Materials & Design
时间:2025-09-19
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单晶和非晶ZnGa₂O₄作为β-Ga₂O₃ MOSCAP器件栅极电介质的比较高温电学研究
在当前的半导体技术发展中,宽禁带材料因其优异的物理和电性能而受到越来越多的关注。这类材料具有较高的击穿电压和良好的热稳定性,使其在高功率和高温度应用中展现出巨大的潜力。近年来,随着对高能效和高性能电子器件的需求不断增长,研究人员开始探索新的宽禁带材料,以替代传统的硅基器件。其中,氧化镓(Ga₂O₃)因其独特的性能,例如高击穿电压和热稳定性,已成为功率电子器件中的重要候选材料。然而,Ga₂O₃在实际应用中仍然面临一些挑战,包括界面质量、长期可靠性和制造成本等问题。因此,寻找具有更宽禁带的替代材料成为了一个重要的研究方向。在这一背景下,氧化锌镓(ZnGa₂O₄)作为一种新型的宽禁带材料,吸引了广泛
来源:Materials Research Bulletin
时间:2025-09-19
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红树林的发展及其形态动态对河口海峡-浅滩系统中河道功能变化和流速不对称性的影响
Amin Rahdarian | Karin R. Bryan | Mick Van Der Wegen德国基尔克里斯蒂安-阿尔布雷希茨大学地球科学、海岸地质学与沉积学研究所摘要河口通道负责输送潮汐水流和沉积物,而潮汐剩余流的运动方向和规模在很大程度上取决于周围的河口地形、浅滩和植被覆盖情况。本研究探讨了新西兰怀蒂安加河口一处被红树林覆盖的浅滩周围,历史地貌动态、红树林发育以及河道对潮汐水动力学的控制作用。研究人员使用Delft3D水动力模型,结合20世纪40年代的历史影像数据(包括红树林的生长状况),分析了历史变化对水流模式和流动不对称性的影响。模型结果清晰地显示了模型区域内不同区域的潮汐特
来源:Marine Geology
时间:2025-09-19
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四川盆地南部超深下寒武统富气页岩的原位气体(GIP)模型及其资源潜力
在中国南方的四川盆地内,深部和超深部寒武纪早期(称为DUDQ)页岩蕴藏着丰富的天然气资源。然而,由于这些页岩具有强烈的非均质性,使得对其含气量(Gas-in-Place, GIP)和资源潜力的准确预测变得复杂。为了更好地了解这些页岩的含气特性,研究团队聚焦于四川盆地南部第一口高产的DUDQ页岩气井Z201,对该井的寒武纪早期Qiongzhusi组Q1₂亚段进行了详细的地质分析,并通过高温(60−150°C)和高压(0.01−35 MPa)的甲烷吸附实验,测量了其吸附参数。在此基础上,建立了地质GIP模型,以预测DUDQ页岩的天然气资源量。研究发现,DUDQ页岩的最大绝对吸附量(n₀)和吸附相甲
来源:Marine and Petroleum Geology
时间:2025-09-19
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针对美国航空公司(United States Airlines)预测客户满意度的优化机器学习模型,进行了特征重要性分析
本研究提出了一种名为“形式验证”(Conformal Validation)的系统化方法,旨在解决机器学习模型在高风险应用中的性能验证挑战。该框架通过结合形式预测(conformal prediction)与人类决策者协作机制,在模型置信度较低时主动转移决策权,从而提升整体系统的可靠性和安全性。### 核心问题与解决方案当前模型验证普遍采用边际风险评估(marginal risk assessment),即在测试集上计算整体错误率。这种方法存在明显缺陷:首先,模型可能在某些输入子集上表现极差,但整体平均仍达标;其次,传统方法无法动态识别高不确定性区域,导致风险盲点。例如,一个皮肤癌诊断模型可能
来源:Machine Learning with Applications
时间:2025-09-19
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共形验证:一种结合不确定性量化与人工干预的模型验证策略
传统建筑装饰风格的智能化生成在结构完整性和风格一致性方面面临重大挑战。现有的方法虽然可以生成大量逼真的图像,但缺乏对传统建筑装饰设计中结构元素的深入理解。本文提出了一种结构感知的Stable Diffusion(SSD)模型,通过三个关键创新来增强模型对建筑特征的理解能力。首先,我们设计了一种结构感知特征注入模块,它在U-Net上采样阶段自适应地融合提取的建筑结构信息与原始特征,从而提升模型对几何结构的理解能力。其次,我们引入了一种双路径文本增强策略,将结构描述与原始描述相结合,为生成过程提供更丰富的文本指导信号。最后,我们设计了一种渐进式注入策略,通过余弦调度动态控制结构信息的注入强度,最终
来源:Machine Learning with Applications
时间:2025-09-19
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从区域治理到土地价值现实:总体规划实施在城市增长动态中的中介作用
在当代城市化进程不断加速的背景下,城市扩张对可持续发展的挑战日益突出。特别是在全球南方的国家,如巴西,这种扩张不仅改变了城市的空间形态,也深刻影响了土地价值的变化趋势。土地价值的波动不仅是经济现象,更是社会、政治和治理结构相互作用的结果。本文旨在探讨城市扩张过程中,地方治理策略如何影响土地价值的演变,特别是通过分析巴西中等城市阿拉拉夸拉(Araraquara)在2006至2016年间不同阶段的城市总体规划实施情况,揭示其对土地价值增长的影响机制。城市扩张作为一种人类活动引发的土地利用变化,往往伴随着土地价值的显著上升。这种上升不仅反映了市场供需关系的变化,也体现了地方治理在空间规划和土地管理中
来源:Land Use Policy
时间:2025-09-19
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森林碳缓冲作用与与可持续性相关的价格溢价:提升北阿坎德邦喜马拉雅山脉森林的气候韧性
保护区域(Protected Areas, PAs)作为全球生物多样性保护、缓解气候危机和提升人类福祉的重要工具,其功能和管理实践对周边社区产生了复杂的社会影响。这些影响涵盖了从经济、文化到社会关系等多个层面,既包括积极的变化,如改善社区关系、生活环境和教育水平,也包含诸多负面影响,如社会公平性受损、生计受到威胁以及传统文化的流失。本研究以中国湖南省的武陵源世界遗产地为案例,通过702份问卷调查和101次访谈,综合运用定量与定性方法,深入探讨了保护治理和旅游发展对当地社区的影响。武陵源世界遗产地以其独特的喀斯特地貌和丰富的自然景观闻名,是全球知名的旅游胜地。该地的保护区域划分较为复杂,包括核心
来源:Land Use Policy
时间:2025-09-19
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相互竞争的框架与政策变革:希腊土地管理改革(从20世纪90年代中期到经济危机期间,2009–2018年)
本研究聚焦于阿尔茨海默病(Alzheimer's Disease, AD)的治疗,探索了一种将天然黄酮类化合物——鼠李糖(Taxifolin)与金纳米颗粒(Gold Nanoparticles, AuNPs)结合的新型药物递送系统。通过这种结合方式,研究旨在提高鼠李糖在治疗AD中的生物利用度和药效,从而为开发更有效的药物提供科学依据。鼠李糖是一种从柑橘类水果和葡萄中提取的天然化合物,具有多种生物活性,包括抗氧化、抗炎、抗肿瘤、心血管保护和抗糖尿病等特性。尽管其在神经退行性疾病治疗中展现出良好的神经保护作用,但由于其溶解性差、生物利用度低以及快速代谢,限制了其在脑部疾病治疗中的应用。因此,通过纳
来源:Land Use Policy
时间:2025-09-19
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城市扩张的多维视角:尼日利亚阿布贾的时空动态与治理
城市扩张是全球可持续发展面临的重要挑战,尤其是在发展中国家快速发展的城市中表现得尤为明显。以尼日利亚首都阿布贾为例,其城市扩张不仅反映了全球城市化进程的加速,也揭示了在资源有限和规划不完善背景下,城市发展所面临的复杂问题。本研究通过综合运用多种方法,包括多时相地理空间分析、600户城郊家庭调查以及逻辑回归模型,深入探讨了阿布贾市辖区(AMAC)城市扩张的驱动力。研究结果表明,过去三十年间,阿布贾的城市用地和裸地面积经历了显著的变化,反映了城市化的加速以及对住宅和商业基础设施的持续压力。从1991年到2021年,阿布贾的建成区面积从18.5平方公里(占总面积的1.2%)增长到333.6平方公里(
来源:Land Use Policy
时间:2025-09-19
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重新构想土地使用政策:城市化与生态修复之间的碳权衡
全球气候变化已成为当今世界面临的最严峻挑战之一,其对生态环境和人类社会的影响日益显著。随着温室气体排放的持续增加,地球的能量平衡受到严重干扰,大气中二氧化碳等气体的浓度变化正对气候系统产生深远影响。森林作为自然界的重要碳汇,在全球碳循环中扮演着关键角色,能够有效吸收和储存大量二氧化碳。然而,快速的城市化、农业扩张以及森林砍伐等现象正在改变土地利用和土地覆盖(LULC)格局,威胁着全球范围内的碳储存能力。因此,研究LULC变化对碳储存的影响,探索有效的碳封存策略,对于实现可持续发展和应对气候变化至关重要。近年来,全球范围内的科学研究不断加强对LULC变化与碳储存关系的理解。这些研究不仅揭示了土地
来源:Land Use Policy
时间:2025-09-19