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综述:机器学习增强的原子探针断层扫描分析
机器学习增强的原子探针断层扫描分析引言原子探针断层扫描(APT)凭借其近原子级的三维成分映射能力,已成为材料表征的关键技术。然而,传统APT数据分析高度依赖人工操作,导致结果存在主观偏差且效率低下。近年来,机器学习(ML)的引入为APT数据处理的自动化、标准化和深度挖掘提供了全新解决方案。APT技术基础与挑战APT通过高压电场使针尖样品表面的原子逐层蒸发为离子,经飞行时间质谱(ToF-MS)检测后重构为三维点云数据。其独特优势在于兼具高空间分辨率(横向<1 nm,深度<0.1 nm)和成分灵敏度(ppm级)。但数据分析面临三大挑战:1.质谱解析:质谱峰的手动标定(ranging)引入人为误差;
来源:Progress in Organic Coatings
时间:2025-08-25
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变形状态下天然橡胶氧化效应的双量子核磁共振研究
亮点材料实验采用未填充的硫化天然橡胶(NR,SVR 3L级)模型,添加抗氧化剂6PPD抑制热氧化。所有样品通过密炼机制备(50°C,40转/分钟),确保材料均一性。氧化与变形状态的耦合条件为实现变形与氧化的同步研究,选择100°C下持续12天的应力松弛实验。此温度可加速氧化且避免氧气扩散控制反应,薄片试样设计(0.3 mm)进一步消除扩散限制。溶胀实验监测力学活性链变化通过甲苯溶胀法发现:未变形状态下,氧化导致力学活性链密度(ν)持续下降,表明链断裂主导降解过程。有趣的是,变形状态虽未改变ν的均值,但显著提高了网络异质性。未老化弹性体网络的1H固态NMR表征传统溶胀法仅能获取交联间平均摩尔质量
来源:Polymer Degradation and Stability
时间:2025-08-25
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连续培养定向混合细菌群落实现聚氨酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯单体升级转化为聚羟基脂肪酸酯
亮点本研究首次通过单级连续培养系统,实现三种特异化假单胞菌的协同作用,将塑料解聚产生的混合单体(AA/BDO/EG/TA)持续转化为环境友好的聚羟基脂肪酸酯(PHA),最长稳定运行达47天。培养基组成基础盐培养基(MSM)pH7.0,含Na2HPO4·12H2O(9 g/L)、KH2PO4(1.5 g/L)及定制化碳氮比(C:N=7.5:1或30:1)。镁盐(200 mg/mL MgSO4·7H2O)和痕量元素溶液(含Fe3+/Zn2+/Cu2+等)确保微生物生长需求。1L生物反应器批式培养结果在单体专一性测试中,工程菌KT2440 ΔΔP14e_dcaAKIJP对己二酸(AA)的利用效率最高
来源:Polymer Degradation and Stability
时间:2025-08-25
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基于广角X射线散射分析探究聚酰胺5.10晶体结构-水分含量-织构与老化降解的关联机制
在可持续材料快速发展的今天,生物基聚酰胺作为石油基产品的环保替代品备受关注。其中聚酰胺5.10(PA5.10)因其优异的机械性能和较低吸水率展现出广阔应用前景。然而这类材料在潮湿环境中长期使用时,水分渗透会导致性能显著下降——这就像给材料埋下了"定时炸弹"。更棘手的是,目前对生物基聚酰胺老化机制的认识远不如其石油基 counterparts(对应物)深入,特别是水分如何影响分子链排列和晶体结构演变这一关键科学问题尚未阐明。为了破解这一难题,德国卡塞尔大学的Celia Katharina Falkenreck团队在《Polymer Degradation and Stability》发表了创新性
来源:Polymer Degradation and Stability
时间:2025-08-25
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情境判断测验中社会期望效应的作用机制及其对人才评估的启示
亮点聚焦我们通过两项研究探讨了社会期望如何影响个体对情境判断测验(SJT)选项的反应。研究发现,无论测验内容是技能还是特质导向,基于共识的SJT评分均与一般心智能力(GMA)和社会规范知识显著相关。研究1首次探索了社会规范知识与SJT反应的关联。结果显示,SJT选项的选择比例与专家评定的社会期望度高度一致,支持了“共识评分反映社会规范认知”的假设。研究2通过标准化实验设计复现了研究1的结果,并发现特质导向型SJT(如测量人格特质的题目)比传统技能导向型SJT表现出更强的语境依赖性,其选项在特质表达水平、社会期望度和有效性上存在显著差异。总体讨论两项研究共同表明:1.共识评分法捕获的是个体对社会
来源:Personality and Individual Differences
时间:2025-08-25
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隐喻在患者信息材料中的应用能否提升对脓毒症个性化免疫治疗的认知与态度?
Highlight尽管隐喻在医疗沟通中被广泛用于解释复杂概念(如免疫治疗),但其对脓毒症(sepsis)个性化治疗信息的实际效果尚不明确。本研究通过对照实验,揭示了隐喻在ICU场景中的独特价值与局限。AbstractObjectives在ICU中,脓毒症患者家属常因心理压力和信息复杂性难以理解个性化免疫治疗(如免疫增强/抑制调节)。本研究探讨隐喻(metaphor)能否通过战争、旅程、自然现象等源域(source domains)提升信息传递效果。Methods采用单因素四组设计(N=1,098),对照组接收无隐喻文本,实验组分别接收含战争、旅程或自然现象隐喻的脓毒症治疗说明,随后评估理解度与
来源:Patient Education and Counseling
时间:2025-08-25
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超高速光纤传输中多域混合色散补偿范式的融合研究及其在频谱高效相干通信系统中的应用
亮点本研究通过多维度性能指标揭示了混合色散补偿技术的协同优势:•DCF+EDC配置实现误码率(BER)低至10−7•FBG+EDC方案进一步将BER优化至5×10−8•OPC+DCF组合展现卓越性能,BER逼近1×10−9,Q因子高达21dBOSNR观测接收端光信噪比(OSNR)对比显示:•无补偿:仅18dB,无法实现无误码检测•DCF/FBG单独使用:22-23dB,脉冲时间约束改善•EDC电子补偿:25dB,无额外光损耗的脉冲重塑优势•OPC+DCF:30dB,兼具色散与非线性的相位噪声逆转非线性效应考量高符号率下需关注:•DCF模块因高衰减(0.5dB/km)和小有效面积(30μm²)加
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基于法布里-珀罗腔的氧化铟锡光学透明天线:高效高增益设计与智能建筑集成
Highlight本文首次提出采用氧化铟锡(ITO)薄膜和玻璃基底的全透明法布里-珀罗腔(FPC)天线,通过创新理论模型和结构设计,在保持84%透光率的同时实现70.4%辐射效率和11.7 dBi峰值增益,为智能建筑中天线-玻璃一体化提供了突破性方案。Theory of FPC antenna本节阐述了双损耗层部分反射面(PRS)的FPC天线原理。传统FPC采用顶部高反射PRS和金属接地层,而本研究的透明结构允许电磁波在腔体内多反射的同时保持透射特性,通过优化反射系数实现定向辐射增强。Transparent FPC antenna design天线结构包含4 Ω/sq的ITO薄膜(厚度0.38
来源:Optical Materials
时间:2025-08-25
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腰椎滑脱伴椎管狭窄术前影像学指标对手术选择的指导价值:动态稳定性与垂直不稳定的新评估体系
10°),但这些标准源自创伤研究且从未被严格验证。更棘手的是,约30%患者在减压术后会出现医源性不稳定,而过度使用融合术又可能带来并发症风险和医疗浪费。这种"两难境地"背后,是现有评估体系对脊柱稳定性的认知局限——仅关注矢状面平移,却忽视了垂直方向动态变化等关键生物力学特征。为突破这一困境,John A. Hipp团队在《North American Spine Society Journal》发表创新研究。他们基于61例单节段腰椎滑脱患者的术前动态X线数据,采用FDA认证的SpineCAMPTM自动分析系统,量化了Translational Instability Index(TI-Inde
来源:North American Spine Society Journal (NASSJ)
时间:2025-08-25
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基于患者报告结局的择期腰椎融合术后设施出院风险预测模型构建及临床价值分析
随着美国腰椎融合手术量以62%的惊人速度增长,相关医疗成本更是飙升177%,如何平衡手术效果与经济负担成为脊柱外科领域的重大挑战。令人担忧的是,9.7%-18.2%的患者术后需转入专业护理机构(SNF),这不仅使护理成本激增36%,还伴随着更高的30/90天并发症风险。面对即将推行的医疗保险捆绑支付改革,Matthew J. Solomito团队开展了一项开创性研究,首次将患者自我报告的心理状态、活动能力等主观指标纳入预测体系,为这一临床难题提供了创新解决方案。研究团队采用多中心回顾性队列设计,纳入2021-2022年间513例35-89岁接受择期1-2节段腰椎融合的患者数据。关键技术包括:通
来源:North American Spine Society Journal (NASSJ)
时间:2025-08-25
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分数阶孤子:从双调和到调和ϕ4模型的同伦连续性研究
Highlight本研究通过Riesz空间分数阶导数构建了ϕ4场论模型,首次实现从调和(α=2)到双调和(α=4)的连续参数化过渡。关键发现包括:1.单孤子尾迹演化:α∈(2,4)时孤子呈现幂律衰减(1/xα),α=4时转变为振荡指数衰减2.孤子对分岔级联:逼近双调和极限时,稳态孤子对(kink-antikink pairs)通过指数密集的鞍-结分岔(saddle-center bifurcation)涌现,而调和极限下完全消失3.相互作用力规律3时振荡尾迹导致吸引力-斥力交替,形成无限多平衡态;α→2时退化为单调指数吸引Section snippetsPDE模型采用含Riesz导数(∂α/∂
来源:Nonlinear Science
时间:2025-08-25
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拖延行为中的探索性倾向:任务延迟背后的认知优势与创造力关联研究
拖延行为长期被视为效率低下的表现,但近年研究发现一个有趣悖论:拖延者有时在创造性任务中表现更优。这提示传统将拖延单纯归因于焦虑回避的理论可能不全面。Lauren L. Saling团队在《New Ideas in Psychology》发表的研究,首次从认知策略角度揭示拖延行为可能反映独特的探索性学习模式。研究采用Blicket任务(测量探索能力的经典范式)和替代用途测试(AUT,评估创造力的标准化工具),通过237名参与者的行为实验发现:倾向性拖延者(通过Pure Procrastination Scale测量)在需要解码联合规则的任务中准确率更高,且创造力得分显著提升。这类似于儿童展现的认
来源:New Ideas in Psychology
时间:2025-08-25
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XNiH3(X = Li, Na, K)钙钛矿氢化物的多功能特性研究:热电转换与氢存储的双重潜力
在全球能源转型背景下,氢能因其清洁高效特性成为替代化石燃料的重要选择。然而氢气的低密度特性导致存储和运输成为关键瓶颈——当前压缩或液化方法存在安全风险大、能耗高等问题。与此同时,工业废热回收领域对高效热电转换材料的需求日益迫切。这两大能源难题的协同解决需要开发新型多功能材料,而具有独特晶体结构的钙钛矿氢化物为此提供了可能。摩洛哥Sultan Moulay Slimane大学的Ayoub Koufi团队在《Next Energy》发表的研究,首次通过计算模拟系统探索了XNiH3(X = Li, Na, K)这类尚未实验合成的钙钛矿氢化物的双重功能特性。研究采用密度泛函理论(DFT)框架下的广义梯
来源:Next Energy
时间:2025-08-25
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综述:锌盐前体对氧化锌纳米颗粒合成、表征及应用影响的全面综述
合成方法对ZnO纳米颗粒的影响氧化锌纳米颗粒(ZnO NPs)因其3.37 eV的宽禁带半导体特性,可通过生物合成、水热法、溶胶-凝胶法等多元路径制备。研究显示,锌盐前体的化学性质直接主导颗粒形貌——醋酸锌易生成棒状结构,而硝酸锌更倾向形成片状组装体。有趣的是,即使采用相同前体(如Zn(NO3)2·6H2O),反应pH值从5调整至9时,纳米颗粒直径可从25 nm锐减至8 nm,印证了"一盐多形"的独特现象。形貌与性能的构效关系六方纤锌矿结构的ZnO NPs展现形貌依赖性功能:花状结构因高比表面积在亚甲基蓝光降解中效率达98%,而针状颗粒凭借尖端效应可刺穿大肠杆菌细胞膜,使抗菌活性提升40%。值
来源:Nano-Structures & Nano-Objects
时间:2025-08-25
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TiO2-膨润土复合光催化剂的理化特性及其对甲基橙降解的增效机制研究
HighlightFTIR分析显示,x%Ti-BNP复合材料与纯TiO2在420-825 cm−1区间存在特征振动峰,对应Ti=O(420 cm−1)、锐钛矿相Ti-O(450 cm−1)及Ti-O-Ti(544 cm−1)键。膨润土载体通过TiO6多面体(629 cm−1)实现钛物种锚定,低浓度TiO2时呈现层间插层,高浓度时形成表面覆盖。Conclusion研究表明:TiO2与煅烧膨润土的复合显著改变材料性能,比表面积提升至126 m2/g并形成介孔-大孔混合结构。光学吸收边红移至390 nm,表面等电点降低至4.5,酸性条件下对阴离子染料甲基橙的降解效率提升,证实黏土-TiO2杂化材料在
来源:Nano-Structures & Nano-Objects
时间:2025-08-25
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银氧化物修饰SnO2与Bi2O3电催化剂选择性还原CO2制甲醇与甲酸盐的研究
全球气候变化与温室气体排放的加剧,使得二氧化碳(CO2)的转化利用成为研究热点。目前,化石燃料相关活动贡献了全球75%的温室气体排放,其中CO2占比高达90%。电化学CO2还原反应(CO2RR)能在常温常压下将CO2转化为高附加值化学品(如甲醇、甲酸),但面临反应动力学缓慢、产物选择性差等问题。传统铜基催化剂易产生多种副产物,而贵金属(如Au、Ag)成本高且易中毒。因此,开发高效、低成本且选择性强的电催化剂迫在眉睫。墨西哥国立理工学院团队在《Materials Today Sustainability》发表研究,通过种子介导生长法设计AgxO@SnO2和AgxO@Bi2O3纳米电催化剂,结合扫
来源:Materials Today Sustainability
时间:2025-08-25
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基于羊毛纤维和废水污泥胞外聚合物的纤维板阻燃与力学性能研究
40 μm)长期被视为低价值废弃物。与此同时,废水处理厂污泥中的胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances, EPS)因富含蛋白质和多糖,展现出优异的成炭能力和热稳定性,但其在复合材料中的应用尚未充分探索。如何将这两种“废弃物”转化为高性能材料,成为研究者面临的挑战。为此,Nur Mufidatul Ula团队在《Materials Today Sustainability》发表研究,首次将EPS与羊毛纤维结合,开发出新型纤维板。研究通过热重分析(TGA)和差示扫描量热法(DSC)评估材料热性能,采用自主设计的干法成型工艺(含鼓式混合机和热压机)制备复合材
来源:Materials Today Sustainability
时间:2025-08-25
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基于间苯二酚环氧单体的生物基环氧树脂设计与性能研究:迈向高性能可持续材料
随着全球对可持续材料的迫切需求,环氧树脂行业正面临重大转型挑战。传统石油基双酚A二缩水甘油醚(DGEBA)不仅依赖不可再生资源,其潜在的健康风险也引发广泛关注。尽管植物油基环氧树脂等生物替代品已取得进展,但其较差的机械性能限制了应用。间苯二酚作为一种可通过葡萄糖发酵获得的芳香二醇,其衍生物间苯二酚二缩水甘油醚(DGER)展现出独特的优势——兼具生物来源的可持续性和芳香环赋予的高性能潜力。为攻克这一难题,Marotta等人在《Materials Today Sustainability》发表研究,系统探索了DGER与多种酸酐固化剂的交联行为。研究团队采用差示扫描量热法(DSC)筛选最优配方,结合
来源:Materials Today Sustainability
时间:2025-08-25
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Au-Ag-Cu合金热压缩过程中的孪晶、动态再结晶及热变形行为研究
在材料科学领域,开发具有优异力学性能的新型合金一直是研究热点。传统金属材料经过剧烈塑性变形和再结晶处理后,往往难以获得超细晶粒结构,这限制了材料性能的进一步提升。高熵合金(HEA)和中熵合金(MEA)作为多主元合金的代表,因其独特的成分设计和优异的性能而备受关注。特别是具有面心立方(FCC)结构的HEAs/MEAs,通过简单的变形和退火处理就能形成完全再结晶的超细晶(FRex-UFG)结构,但其形成机制尚不明确。为解决这一科学问题,由Shuhei Yoshida、Nobuhiro Tsuji等组成的研究团队在《Materials Science and Engineering: A》发表了重要
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-08-25
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微纳尺度Laves相增强铸态高熵合金氢捕获性能及其储氢应用研究
在能源危机和碳中和背景下,氢能作为清洁能源载体备受关注,而高效安全的储氢材料开发是关键技术瓶颈。传统储氢合金存在重量大、吸放氢温度高等缺陷,高熵合金(HEAs)因其独特的化学复杂性和晶格畸变效应,展现出优异的氢捕获潜力。然而,铸态HEAs中粗大晶粒和有限氢陷阱位点限制了其性能突破,如何通过微观结构设计优化氢扩散路径和捕获位点成为关键科学问题。日本京都大学Nobuhiro Tsuji团队在《Materials Science and Engineering: A》发表创新研究,通过高压力扭转(HPT)和精准退火工艺,在CoCrFeMnNi HEA和CoCrNi MEA中实现了创纪录的超细晶结构。
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-08-25