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铬氧化物与碳化物在强化CoCrFeNi多主元合金中的作用机制及高温性能优化研究
亮点本研究通过三种制备路径(电弧熔炼AM、气体雾化GA、机械合金化MA)调控CoCrFeNi多主元合金中铬化合物的析出行为,首次系统比较了Cr2O3氧化物与Cr23C6/Cr7C3碳化物对材料性能的差异化影响机制。讨论实验数据表明,制备工艺直接决定了合金的微观结构特征:1.AM样品:单一FCC相结构,通过热机械处理获得细晶强化;2.GA样品:Cr2O3氧化物弥散分布,在575℃高温下表现出独特的性能提升——这归因于"三重复合效应":析出强化、再结晶抑制和孪生诱导塑性(TWIP)的协同作用;3.MA样品:碳化物类型受烧结温度调控(850℃→Cr23C6,1050℃→Cr7C3)。有趣的是,虽然两
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-09-05
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石墨烯/氮化硼复合薄膜的简易制备及其作为超级电容器电极的面积电容增强研究
Highlight突破性发现:我们首次在纳米棒(NR)阵列LED中揭示了被称为"量子间歇泉效应"(Quantum Geyser Effect)的发光增强机制。这种创新机制通过光子循环(Photonic Recycling, PR)技术,在GaN基纳米棒阵列中实现了前所未有的垂直发射效率。Results and discussionInGaN纳米棒LED阵列系统中光增强动力学的计算研究:为分析NR LED几何特征对发光行为的影响,我们采用Ansys Lumerical 3D时域有限差分(3D-FDTD)模拟技术。研究重点比较了两种垂直排列的NR阵列:梯形纳米棒(TN)阵列LED和圆柱形纳米棒(C
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-09-05
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氧化物混合物中直接还原温度降低的热力学机制解析及其在可持续金属生产中的应用
金属材料是现代工业的基石,但传统冶金工艺依赖化石燃料还原剂,消耗全球10%能源并贡献40%工业碳排放。其中,Cr2O3等稳定氧化物需1100°C以上高温才能被氢气还原,成为绿色冶金的瓶颈。Shiv Shankar等人在《Materials Today》发表的研究,通过创新性混合氧化物策略,将Cr2O3还原温度降低200°C,为碳中和目标下的金属生产开辟新路径。研究采用CALPHAD(相图计算)热力学模拟与实验验证相结合的方法。关键技术包括:1)通过Thermo-Calc软件计算Fe-Cr-O和Ni-Cr-O体系的氧分压(pO2);2)球磨制备Fe2O3-Cr2O3混合粉末;3)热重分析(TGA
来源:Materials Today
时间:2025-09-05
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倾斜氩团簇离子束轰击下单组分半导体纳米图案化的比较研究
Highlight倾斜氩团簇离子束(GCIB)轰击是一种无需化学污染的半导体表面纳米图案化高效方法。本研究首次明确了Ge和Si表面纳米波纹形成的阶段性特征,其波长、粗糙度等参数在相同条件下高度相似。Materials and cluster processing实验采用商用Si(100)和Ge(100)晶圆,初始均方根粗糙度(RMS)为0.3 nm。通过定制CLIUS设备,使用高纯氩(99.999%)在室温下生成团簇离子束,能量范围5–30 keV,入射角30°–70°。AFM results原子力显微镜(AFM)图像显示(图1–2),Ge和Si表面形成的纳米波纹具有相似的空间频率分布。快速傅
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-09-05
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β-CuSCN的多功能特性研究:面向稳定柔性钙钛矿太阳能电池的机械-光学-热稳定性协同设计
Highlight铜硫氰酸盐(CuSCN)作为空穴传输材料(HTM)展现出比有机材料(如Spiro-OMeTAD)高三个数量级的空穴迁移率(10-2-10-1 cm2V-1s-1),但其在钙钛矿太阳能电池(PSCs)中的界面降解问题亟待解决。Computational Details采用量子 espresso 软件包进行GGA+U计算,对Cu 3d轨道施加5.2 eV的哈伯德修正(U),平面波截断能设为50 Ry,k点网格为6×6×2,确保能量收敛至10-5 eV/atom。Structural Propertiesβ-CuSCN的六方晶系(P63mc)中,硫氰酸根(SCN)沿c轴平行排列,每
来源:Materials Today Chemistry
时间:2025-09-05
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拉丁美洲与加勒比地区海洋保护区金融可持续性实践:基于四维关键要素的成功经验解析
在全球生物多样性保护的关键时期,海洋保护区(MPA)作为海洋生态系统保护的基石,却普遍面临"纸上公园"的困境——高达90%的MPA因资金短缺无法开展有效管理。更严峻的是,多数保护区管理者缺乏金融专业知识,难以实施预算规划、资源调配等基础财务工作。这种"资金+能力"的双重赤字严重制约着MPA实现其保护目标,特别是在拉丁美洲和加勒比地区,当地MPA往往依赖不稳定的旅游收入和国际捐赠。为破解这一困局,来自石溪大学等机构的研究团队在第五届国际海洋保护区大会(IMPAC5)上组织了专题研讨会,汇集伯利兹、洪都拉斯和哥斯达黎加的实践案例。研究采用案例深描与比较分析法,通过MPAConnect网络长达十年的
来源:Marine Policy
时间:2025-09-05
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集中式能源正效益污水处理厂实现碳中和的潜力评估:基于沼气与生物固体利用的碳排放抵消研究
随着全球气候变化加剧,污水处理行业正面临严峻的碳减排挑战。据统计,全球污水处理活动每年产生2.56亿吨CO2当量排放,其中欧盟占比达35%。尽管部分污水处理厂通过沼气发电实现能源自给,但直接温室气体排放(如甲烷和氧化亚氮)仍使这些工厂难以真正实现碳中和。更棘手的是,随着污水处理标准提高和资源回收需求增长,如何在保证处理效能的同时降低碳排放成为行业难题。在此背景下,Bangor大学的Isabel Schestak和A. Prysor Williams对英国某创新型污水处理厂展开研究。该厂不仅是处理12万人口当量污水的常规设施,更作为区域高级厌氧消化(Advanced Anaerobic Dige
来源:Journal of Water Process Engineering
时间:2025-09-05
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白藜芦醇增强型胶原敷料治疗糖尿病足溃疡的临床疗效及机制研究
糖尿病足溃疡(DFUs)作为糖尿病最严重的并发症之一,每年导致全球数百万人面临截肢风险。尽管现代伤口护理技术不断进步,但传统敷料难以调控慢性创面特有的"恶性三角"——持续炎症、氧化应激和微生物定植。尤其令人困扰的是,标准胶原敷料虽能提供结构支持,却缺乏调节病理性微环境的生物活性。面对这一临床困境,土耳其Hitit大学的İsmail Sezikli和Murat Kendirci团队将目光投向了一种天然多酚——白藜芦醇(resveratrol),这种存在于葡萄和浆果中的物质以其强大的抗氧化、抗炎特性著称,但能否与胶原支架协同破解慢性伤口愈合难题尚待临床验证。研究团队采用回顾性队列设计,纳入41例W
来源:Journal of Tissue Viability
时间:2025-09-05
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绿色加压流体顺序提取铁木果实中查耳酮的优化研究及其生物活性分析
在传统医药领域,铁木(L. ferrea)作为巴西土著社区广泛使用的药用植物,其果实中的查耳酮类化合物因显著的抗增殖和抗氧化活性备受关注。然而,这类活性成分在植物基质中含量低微,常规提取方法存在溶剂消耗大、选择性差等瓶颈。如何通过绿色高效的提取技术实现目标成分的富集,同时兼顾其他生物活性成分的梯级回收,成为天然产物开发的关键科学问题。为解决这一挑战,来自科英布拉大学的研究团队在《The Journal of Supercritical Fluids》发表创新性研究。该工作采用四级顺序提取策略:首先用超临界CO2(scCO2)脱脂,随后依次采用CO2膨胀的水(H2O+CO2)、乙醇(EtOH+C
来源:The Journal of Supercritical Fluids
时间:2025-09-05
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超临界CO2耦合水乙醇混合溶剂萃取红三叶草异黄酮:悬浮体系与固定床的对比研究及其生物活性提升机制
亮点本研究验证了Mamani等开发的悬浮萃取方法对红三叶草高价值异黄酮的富集效果,证实通过精细调控气-液两相体系(富含CO2的气相与富水液相),可显著提升甲氧基异黄酮(formononetin)和刺芒柄花素(biochanin A)的回收率与纯度(见表5和图8)。传质动力学分析揭示,液相水含量是影响萃取效率的关键因素。讨论相较于传统固定床萃取,悬浮体系展现出惊人的选择性:总酚类物质提取量提升至27.74-69.96 mg·g-1(以没食子酸当量GAE计),黄酮类达29.65-58.47 mg·g-1(以槲皮素当量QE计),核心异黄酮组分回收率最高可达固定床的5.4倍。有趣的是,尽管成分差异显著
来源:The Journal of Supercritical Fluids
时间:2025-09-05
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胶体聚集动力学在固化体系中的统一规律:基于簇键数量的研究
在表面涂层领域,传统干燥成膜工艺面临能耗高、VOC排放等环境问题,而基于聚合反应的固化技术因其环保优势日益普及。然而,当在聚合物基质中添加胶体颗粒以增强导电、导热等功能时,固化过程中胶体的聚集状态会显著影响最终材料性能。目前,固化体系设计仍主要依赖经验方法,缺乏对胶体聚集机制的深入理解。东京都立大学的Yujiro Furuta和Rei Kurita团队在《Journal of Molecular Liquids》发表的研究,通过分子动力学(MD)模拟揭示了固化过程中胶体聚集的普适性规律。研究采用分子动力学(MD)模拟方法,构建包含两种胶体颗粒和二元分散介质(DM)的固化体系。DM由DMA和DM
来源:Journal of Molecular Liquids
时间:2025-09-05
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基于超晶格声子展开法的高熵陶瓷氧化物热导率定量预测模型
亮点• 传统热导率模型无法准确描述高熵陶瓷氧化物(HEOs)中的声子-无序散射机制。• 超晶格声子展开(SPU)方法首次将晶格畸变和化学无序定量映射到声子谱线宽中。• 建立的预测模型与实验测得的岩盐HEOs热导率(1.5-3 W m−1 K−1)高度吻合。结论本研究通过SPU方法开发了高熵陶瓷热导率的定量预测模型,主要发现包括:1.传统Clark和Cahill模型因忽略化学无序而严重高估HEOs热导率;2.第六种阳离子(如Sc/Cr)的引入使岩盐HEOs晶格常数从3.02 Å膨胀至3.05-3.07 Å;3.声子线宽分析显示,质量无序和力常数紊乱共同导致热导率降低50%以上。方法学采用三步骤研
来源:Journal of Materials Science & Technology
时间:2025-09-05
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调控成核-生长-组装过程快速合成高结晶度致密共价有机框架膜用于高效硝酸盐选择性分离
随着农业集约化发展,水体硝酸盐污染已成为全球性环境与健康挑战。德国部分地区地下水中硝酸盐浓度已超过50 ppm限值,可能引发婴儿高铁血红蛋白血症并加速水体富营养化。传统反渗透和离子交换技术存在能耗高、操作复杂等缺陷,而纳滤(NF)膜凭借可调控的分离性能和低成本优势成为理想解决方案。然而膜材料普遍面临渗透性与选择性此消彼长的trade-off效应,其核心矛盾在于如何通过分子设计精准控制膜结构的物理化学特性。针对这一难题,Helmholtz-Zentrum Hereon的Nicolás Cevallos-Cueva、Md.Mushfequr Rahman等人在《Journal of Membran
来源:Journal of Membrane Science
时间:2025-09-05
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针灸治疗子宫内膜异位症性交痛的临床指南:从机制探索到实践应用
研究背景当10%-15%育龄女性因子宫内膜异位症(endometriosis)饱受折磨时,临床往往聚焦于痛经或盆腔疼痛,却选择性忽视了更隐秘的伤痛——近70%患者经历的性交痛(dyspareunia)。这种深入肌理的疼痛不仅摧毁亲密关系,更引发连锁反应:80%患者因此回避性行为,1/3每次性交都会疼痛,深部浸润型患者甚至面临三倍的性满意度下降风险。现有激素疗法副作用显著,手术虽能短期缓解但1/3需重复操作。当患者转向补充替代医学(CAM)寻求帮助时,62.5%选择针灸(acupuncture),但教科书和研究中关于性交痛的治疗指南却近乎空白。关键技术方法研究团队通过系统分析两项关键临床数据:巴
来源:Deutsche Zeitschrift für Akupunktur
时间:2025-09-05
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相位角与高风险荷兰老年人身体功能的相关性及其在肌少症筛查中的应用价值
随着全球老龄化加剧,肌少症(sarcopenia)这个"隐形杀手"正悄然威胁着老年群体健康——这种进行性骨骼肌质量和功能丧失的疾病,在65岁以上人群中发病率高达10%,会导致跌倒、功能衰退甚至死亡风险显著增加。尽管欧洲肌少症工作组(EWGSOP2)已制定诊断标准,但传统检测方法存在操作复杂、设备昂贵等问题,特别是在社区和基层医疗机构难以普及。这就引出一个关键科学问题:能否通过生物电阻抗分析(BIA)中简单易得的相位角(Phase Angle, PhA)参数,来评估身体功能并辅助肌少症筛查?Pol Grootswagers团队在《The Journal of Frailty》发表的研究给出了重要
来源:The Journal of Frailty & Aging
时间:2025-09-05
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光伏-电池自供电系统在不同市场与负荷条件下的成本效益分析:基于欧洲三大电力市场的实证研究
随着全球能源转型加速,光伏(PV)发电正成为最具成本优势的新能源选择。国际能源署(IEA)预测到2030年可再生能源将占全球电力近半份额,其中光伏贡献最大。然而这种快速增长带来了意想不到的经济挑战——在光伏渗透率高的地区,频繁出现的零电价甚至负电价现象,正在削弱自供电系统的投资吸引力。以欧洲为例,2024年第二季度负电价小时数同比激增189%,西班牙某些时段负电价持续时间更是达到惊人的800小时。这种"光伏繁荣的悖论"给能源政策制定者带来了新的难题:在电价持续走低的市场环境下,配备电池储能(BESS)的光伏自供电系统是否还具有经济可行性?为回答这个问题,来自意大利卡利亚里大学的Luca Mig
来源:Journal of Energy Storage
时间:2025-09-05
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机器学习势函数重构全固态电池的原子尺度模拟研究
从传统原子模型到机器学习势函数传统上,密度泛函理论(DFT)和经典力场(FFs)被广泛用于模拟全固态电池中的复杂化学行为,而机器学习势函数(MLIPs)的出现带来了新范式。DFT虽能精确计算电子结构但受限于计算规模;FFs可处理大体系却牺牲了精度。MLIPs巧妙平衡了两者优势,通过机器学习算法拟合量子力学数据,既能保持近DFT精度,又可实现微秒级分子动力学模拟——比如成功解析了Li10GeP2S12(LGPS)电解质中锂离子的协同跳跃机制。提升离子输运统计采样理解锂离子在固态电解质中的迁移规律至关重要。MLIPs驱动的分子动力学(MD)模拟可捕获传统方法难以观察的稀有事件,如硫化物电解质Li3
来源:Journal of Energy Chemistry
时间:2025-09-05
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航空应用背景下固态与高浓度电解质的锂离子电池性能对比评估及其在混合电动推进系统中的优化研究
航空业面临严峻的碳减排压力,混合电动推进系统被视为降低飞机CO2排放的关键技术。然而现有锂离子电池存在易燃风险,而全固态电池(ASSB)又受限于低离子电导率和高电荷转移过电位。特别是在航空应用场景下,电池需要同时满足高比能量(Wh/kg)和高比功率(W/kg)需求,这对电解质材料提出了严苛要求。针对这一挑战,Karlsruhe研究所的Somayeh Toghyani团队在《Journal of Energy Storage》发表研究,创新性地提出"双电解质"设计方案:在阳极侧采用稳定的PEO-LiTFSI/LLZTO(12.7 vol%)固态电解质防止枝晶生长,在阴极侧引入高传导性电解液提升性
来源:Journal of Energy Storage
时间:2025-09-05
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稀土掺杂氧化锆的离子电导率增强:分子动力学模拟与固态合成研究
亮点新兴的多功能添加剂类别具有多重官能团的添加剂通过协同效应(如同时钝化缺陷、增强疏水性和优化电荷传输)成为突破PSCs效率与稳定性瓶颈的核心策略。图2展示了当前添加剂的功能分类体系。PSCs中本征与外源降解的添加剂解决方案本部分深入剖析了钙钛矿材料自身结构缺陷(如离子空位和未配位Pb2+)引发的本征退化,以及湿度/热应力等外源因素导致的器件失效机制,并探讨添加剂如何通过分子设计(如路易斯酸碱对)实现双重防护。面向应用的添加剂设计针对柔性、叠层和大面积PSCs的特殊需求,添加剂需兼顾机械韧性(如聚合物网络)与规模化加工兼容性,本节重点介绍了定制化添加剂在穿戴设备与建筑一体化光伏中的创新应用。结
来源:Journal of Alloys and Compounds
时间:2025-09-05
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非晶态Zn0.84Fe0.15B0.01O薄膜的光电-热电协同效应:面向低成本能源转换材料的设计与性能突破
HighlightZn0.84Fe0.15B0.01O溶胶凝胶合成采用醋酸锌二水合物、硫酸亚铁七水合物和硼酸三甲酯作为前驱体,以乙二醇单甲醚为溶剂,通过磁力搅拌制备了0.3 M浓度的溶胶-凝胶溶液。这种"鸡尾酒式"的配方设计精准控制了15%Fe和1%B的摩尔掺杂比例。结构特性揭秘扫描电镜(SEM)图像显示薄膜表面存在两类特征结构:直径11-20 nm的球形纳米点,以及120-350 nm的不规则岩石状聚集体。这种"双相拓扑"结构与作者前期研究的结晶态掺杂ZnO形成鲜明对比,印证了非晶基体(占98%)与2%纳米晶区域的特殊复合结构。结论研究成功在玻璃和硅基底上制备出15%Fe-1%B共掺ZnO薄
来源:Journal of Alloys and Compounds
时间:2025-09-05