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利用纳米曲率调控布洛赫点畴壁能量景观的三维磁性纳米结构研究
在拓扑磁性材料研究领域,布洛赫点(Bloch point)作为三维磁结构中的点缺陷,在斯格明子(skyrmion)和霍普夫子(hopfion)等拓扑纹理的成核过程中起着关键作用。然而,尽管大多数拓扑磁性研究集中在手性磁体,系统对称性对这种奇异点缺陷的影响机制仍属未知。Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids(马克斯·普朗克化学物理研究所)的Claire Donnelly团队在《Nature Communications》发表的研究,通过创新性地将几何曲率作为对称性调控手段,揭示了布洛赫点纹理与系统对称性的深刻关联。研究采用聚焦电子束
来源:Nature Communications
时间:2025-08-12
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AlScN/AlN/AlScN多层结构解耦极化与矫顽场:铁电薄膜晶体管性能的突破性提升
在当今数据爆炸的时代,NAND闪存作为主流存储技术正面临物理极限——基于电荷陷阱氮化物(CTN)的存储单元在垂直堆叠和多位操作中遭遇严重的单元间干扰问题。铁电场效应晶体管(FeFET)虽被视为革命性替代方案,但传统氟化物铁电材料(如HfZrO2)存在致命缺陷:低矫顽场(EC~1 MV/cm)导致存储窗口(MW)受限,且多晶结构带来开关特性的不均匀性。铝钪氮化物(AlScN)的横空出世曾带来转机,其超高EC6 MV/cm)和优异热稳定性展现出巨大潜力。但研究人员很快发现,AlScN过高的剩余极化强度(Pr100 μC/cm2)会产生强退极化场,导致MW随时间退化。更棘手的是,EC与Pr存在固有耦
来源:Nature Communications
时间:2025-08-12
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大角度扭转石墨烯中可调库仑屏蔽实现毫特斯拉量级量子化的突破性研究
在二维材料研究领域,石墨烯因其独特的狄拉克锥能带结构长期被视为理想量子材料平台。然而实际器件中,封装材料六方氮化硼(hBN)内部的带电缺陷会导致电荷波动(电子-空穴丘),即使在最先进的hBN封装器件中,电荷不均匀性仍达5×109cm-2,严重限制低温量子效应的观测。传统解决方案如悬浮石墨烯虽可将不均匀性降至4×108cm-2,但难以构建双栅或多层结构。这一瓶颈使得石墨烯在毫特斯拉量级磁场下的量子输运研究长期停滞,其性能始终落后于砷化镓二维电子气(2DEG)体系。来自曼彻斯特大学的研究团队创新性地提出"以石墨烯封装石墨烯"的策略,通过精确控制层间扭转角度(10-30°)实现电子解耦,同时保持亚纳
来源:Nature Communications
时间:2025-08-12
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碱性预处理对纤维素浆粕纤维溶解的影响:基于偏振光显微镜和差示扫描量热法的动力学研究
纤维素作为自然界最丰富的可再生资源,在纺织、医用支架和可降解包装等领域具有巨大应用潜力。然而这种由β-D-吡喃葡萄糖单元构成的线性高分子存在先天缺陷——其分子链间密集的氢键网络和刚性结构导致熔融前即分解,必须通过溶解工艺才能加工成型。但纤维素溶解面临两大难题:一是常见溶剂难以破坏其结晶区,二是预处理过程中的碱暴露或干燥会引发"角质化"现象(hornification),即微纤维聚集和孔隙塌陷,进一步阻碍溶解效率。尽管近年开发的NaOH/尿素、NaOH/ZnO等溶剂体系展现出溶解潜力,但关于碱处理如何影响纤维素溶解动力学的机制研究仍存在空白。针对这一科学难题,芬兰阿尔托大学(Aalto Univ
来源:Carbohydrate Polymer Technologies and Applications
时间:2025-08-12
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法国全国住院数据库揭示成骨不全症儿童死亡风险与骨折特征:一项八年队列研究
成骨不全症(Osteogenesis Imperfecta, OI)被称为"瓷娃娃病",是一种因胶原蛋白合成缺陷导致的遗传性骨病,患者往往轻微碰撞就会骨折。这种疾病虽然罕见(发病率约1/10,000-1/20,000),却给患儿家庭带来巨大负担。目前临床面临两大难题:新生儿期死亡率居高不下,以及长期骨折风险难以预测。法国里尔大学医疗中心(CHU Lille)联合METRICS研究中心(ULR 2694)的Cécile Philippoteaux团队,通过分析法国全国住院数据库(PMSI)2014-2022年的数据,首次全面描绘了OI患儿的临床轨迹。这项研究发表在《Brachytherapy》杂
来源:Brachytherapy
时间:2025-08-12
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ChatGPT与DeepSeek在五大NLP任务中的性能对决:分类与生成能力的跨领域评估
在人工智能技术席卷全球的浪潮中,大型语言模型(LLM)如ChatGPT和DeepSeek已成为自然语言处理(NLP)领域的明星选手。这些模型在聊天机器人、内容创作等场景大放异彩,但一个关键问题始终悬而未决:面对多样化的NLP任务,究竟该选择哪个模型才能获得最佳性能?现有研究多聚焦单一应用场景,缺乏系统性比较,就像试图用温度计测量血压——工具与需求严重错配。约旦公主苏玛雅科技大学(Princess Sumaya University for Technology, Amman, Jordan)的Wael Etaiwi和Bushra Alhijawi团队在《Array》发表的研究填补了这一空白。研
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印尼后疫情时代防护行为影响因素:风险感知、政府信任与健康行为的关联性研究
这项聚焦印尼的回顾性研究揭示了后疫情时代健康防护行为的关键驱动因素。通过2024年11月开展的1200人规模电话调查,研究者采用逻辑回归分析了风险感知(risk perception)、政府信任度(government trust)与COVID-19防护行为间的动态关联。数据展现有趣发现:斯皮尔曼相关分析显示,所有研究变量均存在显著正相关(P<0.05)。其中,风险感知如同"中枢开关",与政府信任(r=0.32)、疫情期间防护行为(r=0.41)及后疫情行为(r=0.38)均存在显著关联。最引人注目的是,疫情期间与后疫情防护行为展现出最强"行为惯性"(r=0.47),意味着防疫习惯具有7
来源:Journal of Public Health
时间:2025-08-12
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综述:生成和利用材料与制造研究中AI/ML模型的解释
研究背景在材料与制造领域,机器学习(ML)模型常面临小样本数据、高成本实验和复杂设计空间的挑战。传统"黑箱"模型如深度卷积神经网络(CNN)缺乏透明度,可能引发安全隐患或决策偏差。可解释人工智能(XAI)通过提供人类可理解的模型解释,成为连接数据驱动预测与物理机制认知的桥梁。当前方法与应用模型无关解释技术SHAP(Shapley Additive Explanations)和LIME(Locally Interpretable Model-agnostic Explanations)是两种核心方法。以多元主元合金(MPEA)数据集为例,SHAP通过计算特征贡献值的排列组合平均值,揭示钛(Ti)
来源:Patterns
时间:2025-08-12
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人工智能在深时生物多样性研究中的新兴应用:机遇、挑战与伦理指南
人工智能(AI)技术正在重塑深时生物多样性研究的科学范式。这项前沿研究揭示了AI在古生物学领域的三大革命性应用:通过计算机视觉实现化石标本的自动化识别与分类(automated fossil data processing),运用深度学习算法解析形态特征的演化轨迹(morphological trait analysis),以及构建复杂的进化模型模拟宏演化模式(evolutionary pattern modeling)。研究同时指出关键挑战:古生物学数据的碎片化特性(data fragmentation)可能限制AI模型的泛化能力,而地质时间尺度的不连续性(temporal disconti
来源:Nature Reviews Biodiversity
时间:2025-08-12
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导电材料对不同运行模式下厌氧硫酸盐废水处理的差异性影响机制研究
硫酸盐废水处理一直是环境工程领域的重大挑战。这类废水常见于造纸、制药等行业,含有高浓度硫酸盐(400-4000 mg/L),在传统厌氧消化(AD)过程中,硫酸盐还原菌(SRB)会与产甲烷菌竞争底物,并产生抑制性硫化氢(H2S),导致系统效率低下。虽然导电材料(CMs)如磁铁矿和活性炭被证明能改善电子传递,但不同反应器运行模式如何影响CMs的效能仍不明确。爱尔兰国立高威大学(University of Galway)的研究团队通过对比序批式(SBR)和连续流(CFR)反应器在添加Fe3O4或PAC时的处理效果,揭示了运行模式与CMs的协同机制。研究发现CFR模式更利于乙酸降解和甲烷生成,最大产甲
来源:Water Research
时间:2025-08-12
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边际土地利益相关者驱动的循环经济:生物质价值链中的治理与可持续性权衡
Highlight本研究通过利益相关者驱动的视角,揭示了边际土地上生物质循环经济(CE)实施过程中治理体系与可持续性目标之间的动态博弈。跨国的比较分析为协调生态修复、经济可行性与社会公平提供了创新框架。Literature review本节构建了分析边际土地生物质价值链中CE转型的概念基础。首先探讨了CE实施中的可持续性权衡(sustainability trade-offs)与治理张力(governance tensions),进而提出与循环目标相契合的利益相关者中心框架。Methodology研究采用混合方法:1)覆盖欧洲、南非和阿根廷7个案例的跨区域利益相关者调查;2)基于扎根理论的质性
来源:Sustainable Production and Consumption
时间:2025-08-12
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基于随机壁损模型的腐蚀埋地管道走滑断层作用下性能评估
Highlight亮点本研究采用三维非线性有限元分析(3D nonlinear FEA),结合随机壁厚损失模型,首次系统揭示了腐蚀对埋地管道在直角走滑断层作用下的失效机制。关键发现腐蚀使所有失效模式的断层位移容限降低超50%截面扁平化(cross-sectional flattening)允许最大预失效位移,而局部屈曲(local buckling)在薄壁管中形成最严格限制概率腐蚀模型比均匀模型更精确,后者会高估管道承载力达48%直径厚度比(D/t)效应如图12所示,无内压管道中,D/t比(57-144)与临界断层位移呈显著负相关。X65钢材在D/t=144时,50%腐蚀使位移容限降低58%,
来源:Soil Advances
时间:2025-08-12
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低成本rGO-TiO2-pPD复合陶瓷膜的协同策略:GO还原、插层与交联协同提升染料废水过滤性能
Highlight本研究通过创新性协同策略开发了低成本高性能陶瓷复合膜:同步还原氧化石墨烯(rGO)与二氧化钛(TiO2)插层(5-15 wt%)增强稳定性,再经对苯二胺(pPD)交联修复层状结构。优化后的rGO-10Ti/P膜展现"三高"特性——高截留(直接红80达97.8%)、高通量(20.8 L h−1 m−2 bar−1)、高抗污性,12小时连续过滤性能无衰减。材料与方法rGO-xTi/P膜制备预处理:TiO2经水热处理活化(附图S1)协同改性:水热法同步实现GO还原与TiO2插层(图1a),通过环氧硅烷嫁接技术将复合层牢固键合到高岭土陶瓷支撑体上,成本仅18.6美元/m2化学结构表征
来源:Separation and Purification Technology
时间:2025-08-12
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聚砜/聚乙烯吡咯烷酮超滤膜的制备及其抗污染修饰在临床样本微透析中的应用
Highlight采用非溶剂致相分离法(NIPS)制备了具有不对称多孔结构的中空纤维(HF)超滤膜(UF)。该膜由12–19%聚砜(PSU)与0.5–4%聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的N-甲基吡咯烷酮溶液铸膜而成,水渗透率为0.1–1.4 mL/(cm2·min·bar),对葡聚糖混合物的截留分子量为40–80 kDa。通过单乙二醇硅烷(MEG-OH) linker修饰膜表面,显著降低非特异性结合导致的污染,使改性后的膜在血清暴露后仍保持渗透性能。Materials所有试剂均为分析纯。聚砜(平均分子量Mr 22,000)、聚乙烯吡咯烷酮K90购自Aldrich,不同分子量葡聚糖(T-10至T-50
来源:Separation and Purification Technology
时间:2025-08-12
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PV600钙钛矿带隙文本数据集:面向文献信息提取的基准资源与自然语言处理评估
在材料科学研究爆炸式增长的今天,海量文献中蕴藏着宝贵的实验和理论数据,但如何高效提取这些"沉睡"的信息成为关键挑战。钙钛矿材料因其在光伏、光电探测器等领域的卓越性能备受关注,特别是带隙(Bandgap)这一决定光吸收特性的关键参数。然而,当前缺乏针对钙钛矿的标准化文本数据集,严重制约了自然语言处理(NLP)工具在该领域的开发与评估。针对这一瓶颈,芬兰图尔库大学(University of Turku)与赫尔辛基大学(University of Helsinki)的研究团队联合开展了开创性工作。他们从238,431篇含"perovskite"的文献中,筛选出47,688篇开放获取论文,最终构建包
来源:Scientific Data
时间:2025-08-12
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西班牙语词汇生成数据集:基于结构化辅音提示的词汇创造力研究
语言学家们长期困惑于人类大脑如何从零散字母中快速构建有效词汇。想象你面对"STR"三个辅音,需在20秒内填入元音组成5-7个字母的英文单词——可能浮现"stair"或"store"等词汇。这种看似简单的任务背后,隐藏着语言认知的核心谜题:辅音和元音在词汇加工中是否扮演不同角色?西班牙语母语者又会展现出怎样的生成模式?Centro de Investigación Nebrija en Cognición(CINC,西班牙内布里哈大学认知研究中心)的Jon Andoni Dunabeitia团队在《Scientific Data》发表的研究,通过精心设计的在线实验给出了答案。研究采用Gorill
来源:Scientific Data
时间:2025-08-12
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超声评估胸腰筋膜变形与剪切运动的基础数据与流行病学研究
腰背痛(LBP)已成为全球致残的首要原因,每年造成巨大的社会经济负担。尽管医学界对椎间盘疾病等传统病因研究多年,仍有三分之一的患者三个月内无法康复,且复发率高达33.3%。近年来,胸腰筋膜(TLF)这种包裹竖脊肌的多层腱膜结构的活动受限,被越来越多证据认为是LBP的新型生物力学标志物。然而过去23年间,用于评估TLF剪切、滑动和变形的超声测量技术始终缺乏系统验证,这严重阻碍了相关研究的可比性和临床转化。针对这一技术瓶颈,德国慕尼黑工业大学医学与健康学院的研究团队在《Scientific Data》发表了开创性研究。他们通过创新设计的组织滑动装置,首次建立TLF超声评估的"黄金标准"数据集。该装
来源:Scientific Data
时间:2025-08-12
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埃塞俄比亚西北部Dembia地区疟疾媒介蚊虫的宿主嗜血性特征及其防控启示
在埃塞俄比亚西北部Dembia地区的疟疾防控前线,一项历时12个月(2018年6月至2019年5月)的突破性研究揭示了按蚊属(Anopheles)蚊虫令人惊奇的"饮食偏好"。科研团队采用疾病控制中心(CDC)微型光诱捕器、除虫菊酯喷雾捕获等四种方法,在Guramba Bata和Arebiya两地昼夜捕捉蚊虫。通过酶联免疫吸附试验(ELISA)技术解码血液来源时发现:阿拉伯按蚊(An. arabiensis)对牛血的"热爱"程度是人类血液的6倍,而法罗按蚊(An. pharoensis)更是展现出15倍的惊人偏好。有趣的是,阿拉伯按蚊在室内外环境中的人类血液指数(Human Blood Inde
来源:International Journal of Tropical Insect Science
时间:2025-08-12
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新型磺胺甲嘧啶衍生物作为锌金属在1 M硫酸溶液中的潜在缓蚀剂:合成、实验与DFT研究
锌金属因其优异的机械性能和耐腐蚀性,广泛应用于建筑、汽车制造等领域。然而,在酸性环境中,锌极易发生腐蚀,尤其是在工业酸洗过程中使用的1 M H2SO4溶液中,腐蚀问题更为突出。这不仅导致材料损耗,还可能引发安全隐患。传统的缓蚀剂往往存在效率低、环境毒性大等问题,亟需开发新型高效、环保的缓蚀剂。针对这一挑战,南非林波波大学(University of Limpopo)的研究团队通过创新性的分子设计,对磺胺甲嘧啶(PAR)进行结构修饰,合成了两种新型衍生物D1和D2。研究人员采用还原胺化法,将2-羟基-3-碘-5-硝基苯甲醛和2-羟基-5-甲氧基-3-硝基苯甲醛分别与PAR反应,成功制备出目标化合
来源:New Scientist
时间:2025-08-12
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基于多层次特征融合学习的多模态融合框架,用于遥感图像的语义分割
近年来,随着人工智能和计算机视觉技术的快速发展,遥感图像的语义分割技术取得了显著进步。特别是在多模态融合方法的推动下,遥感图像的分析能力得到了极大提升。然而,现有的方法在处理小目标对象时仍然面临诸多挑战。小目标在高分辨率遥感图像中通常具有较小的像素覆盖范围,且其复杂的建筑纹理和颜色变化使得特征提取和融合过程容易受到干扰。此外,高分辨率(VHR)图像中包含大量小目标,这对模型的分割精度提出了更高的要求。为了解决这些问题,研究者们不断探索新的网络结构和算法,以提升模型在复杂场景下的性能。在遥感图像语义分割领域,单模态方法和多模态方法各有优势和局限。单模态方法通常基于卷积神经网络(CNN)进行图像特
来源:Neurocomputing
时间:2025-08-12