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番茄茎秆化学改性吸附亚甲基蓝的动力学、等温线与热力学研究及其在废水处理中的应用价值
随着纺织工业发展,染料废水污染已成为全球性环境挑战。亚甲基蓝(MB)作为典型阳离子染料,不仅造成水体色度污染,更可能引发人体溶血、黄疸等健康问题。传统活性炭吸附法虽有效但成本高昂,而农业废弃物转化吸附剂的研究多集中于碳化工艺,存在能耗高的问题。科特迪瓦作为西非番茄主产区,每年产生大量未被利用的番茄茎秆,这为开发新型生物吸附剂提供了契机。科特迪瓦研究人员在《Next Materials》发表论文,创新性地采用ZnCl2化学活化法处理番茄茎秆,避免传统碳化工艺的高能耗问题。研究通过X射线衍射(XRD)表征材料结构,系统考察了pH、吸附剂量、接触时间等因素对MB去除率的影响,并结合动力学模型和热力学
来源:Next Materials
时间:2025-06-22
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微孔结构钒酸钠正极材料的制备及其在水系锌离子电池中的高性能表现
在全球能源转型背景下,水系锌离子电池(AZIBs)因其高安全性、低成本和环境友好特性成为储能领域的研究热点。然而传统正极材料面临结构坍塌、活性物质溶解等挑战,特别是钒酸盐材料还存在导电性差、与Zn2+静电作用强等问题。湖南科研团队创新性地采用缺陷工程策略,通过NH4+逃逸形成微孔结构,成功制备出高性能NaV6O15正极材料。研究团队运用水热法合成含NH4+前驱体,经空气煅烧使铵离子以NH3形式逸出形成微孔。通过调控NH4Cl浓度(0.02-0.06 mol/L)优化材料结构,结合XRD、SEM等技术表征材料特性,并系统测试电化学性能。Results and discussion部分揭示:0.0
来源:Micro and Nanostructures
时间:2025-06-22
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温度与沟道掺杂对SNSFET、HS-NSFET及PHS-NSFET性能影响的综合研究
随着半导体器件尺寸逼近物理极限,传统FinFET技术面临静电控制不足和热管理难题。纳米片场效应晶体管(NSFET)因其优异的栅极环绕控制能力被视为3 nm以下节点的理想候选,但温度波动和掺杂不均匀性仍会导致载流子迁移率下降、泄漏电流增加等问题。尤其在高集成度场景下,界面残留锗(Ge)原子引发的性能劣化更成为关键瓶颈。为此,研究人员通过Sentaurus TCAD工具首次对比研究了堆叠纳米片FET(SNSFET)、H形NSFET(HS-NSFET)和金字塔H形NSFET(PHS-NSFET)在250-400 K温度范围及1015-1018 cm-3掺杂浓度下的性能演变规律。研究采用量子力学修正的
来源:Micro and Nanostructures
时间:2025-06-22
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高能推进剂动态挤压-剪切加载下的双竞争点火机制研究及其安全预测模型构建
战术导弹在维护和实战中常遭遇意外跌落或冲击,其内部高能推进剂会承受挤压-剪切等复杂机械载荷,可能引发异常点火并导致严重安全事故。传统推进剂因能量密度较低而相对安全,但新一代战术导弹采用GAP/RDX/TEGDN(GRT)等高能推进剂后,其更高的能量特性与机械敏感性之间的矛盾日益突出。尽管过去研究提出了绝热剪切、塑性耗散等多种点火机制假说,但针对高能推进剂在动态挤压-剪切载荷下的具体点火机制仍不明确,缺乏定量预测方法。这一科学瓶颈直接制约着高能推进剂的安全应用。中国航天科技集团第四研究院的研究团队在《Mechanics of Materials》发表的研究中,通过创新性实验设计与多尺度模拟,系统
来源:Mechanics of Materials
时间:2025-06-22
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5d轨道杂化调控反位缺陷"导电壁垒"增强压电晶体电阻率的机制研究
在高温传感器领域,压电晶体如同"机械-电能转换器"扮演着关键角色,但这类材料面临一个致命弱点——随着温度升高,其电阻率会像漏气的轮胎般急剧下降。以广泛应用于声表面波器件的Langasite系列晶体为例,当温度升至650°C时,La3Ga5.5Ta0.5O14(LGT)的电阻率会跌破106 Ω·cm门槛,导致器件像短路般产生漏电流。有趣的是,研究者们注意到含钽(Ta)晶体总是比含铌(Nb)的"近亲"表现更优——无论是无序结构的LGT比LGN高0.5个数量级,还是有序结构的CTGS比CNGS高1个数量级,这种"钽元素加成效应"背后的物理机制却始终成谜。山东大学的研究团队通过整合第一性原理计算与实验
来源:Materials Today Physics
时间:2025-06-22
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基于子群发现相似性评分(SDSS)的材料科学统计知识与机器学习融合新范式
在材料科学研究的前沿领域,机器学习(ML)与领域知识正形成前所未有的共生关系。传统研究面临一个核心矛盾:虽然ML能挖掘材料数据集中的统计知识(如规则、公式表达式),但这些知识如何有效反馈至后续ML建模却缺乏量化标准。现有方法如构建描述符、数据子集划分或特征重要性评估,往往依赖研究者经验选择整合方式。更棘手的是,传统统计检验(t检验、ANOVA)仅能判断组间差异存在性,无法量化差异程度对ML策略的指导价值——这一关键瓶颈严重制约了知识驱动方法的精准应用。针对这一挑战,中国科学院团队在《Materials Today Physics》发表创新研究,提出子群发现相似性评分(Subgroup Disc
来源:Materials Today Physics
时间:2025-06-22
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梯度煅烧温度调控LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2中Li/Ni混排的构效关系及其电化学性能优化研究
随着电动汽车市场的爆发式增长,动力电池的能量密度、循环寿命和成本成为行业核心竞争点。镍基层状氧化物正极材料(如LiNixMnyCozO2,NMC)因其高理论容量(275 mAh·g-1)成为研究热点,但高镍含量导致的Li/Ni混排问题严重制约其实际应用。这种混排现象既在材料合成过程中形成,又在电池循环过程中加剧,引发晶体结构坍塌、界面副反应等一系列问题。尽管已有研究提出晶格调控、异质原子掺杂等策略,但针对特定组分(如NMC811)的Li/Ni混排系统性研究仍属空白。为填补这一空白,宜宾职业技术学院等机构的研究团队在《Materials Today Energy》发表论文,通过精确控制煅烧温度(
来源:Materials Today Energy
时间:2025-06-22
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地质聚合物可控低强材料(G-CLSM)的流变行为与冻融循环下空间损伤机制研究
在全球低碳转型背景下,地质聚合物(Geopolymer)因其低能耗、高废料利用率等优势,成为传统水泥的绿色替代材料。然而,地质聚合物可控低强度材料(G-CLSM)在实际应用中面临两大挑战:一是流变性能调控不足导致施工适应性差,二是冻融等环境因素易引发材料脆性破坏。针对这些问题,中国某研究团队在《Materials Today Communications》发表论文,系统探究了纤维增强G-CLSM的流变行为与冻融损伤机制。研究采用多尺度技术联用策略:通过稳态流变仪测定剪切应力与粘度,无侧限抗压试验评估力学性能,冻融循环模拟环境老化,CT扫描三维重构孔隙演变,并结合扫描电镜(SEM)观察微观形貌。
来源:Materials Today Communications
时间:2025-06-22
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双配体功能化pH/温度敏感型尼奥索姆靶向递送系统在HER-2阳性乳腺癌诊疗一体化中的应用研究
乳腺癌作为女性发病率最高的恶性肿瘤,其HER-2阳性亚型因过度表达人类表皮生长因子受体2(HER-2)而呈现高侵袭性。尽管Trastuzumab(Trz)单抗联合化疗药物吉西他滨(GEM)的临床方案已取得进展,但传统给药方式仍面临靶向效率低、微环境响应性弱等挑战。肿瘤组织的特殊微环境——酸性pH(~6.5)和局部高温(~42°C)为智能递药系统设计提供了天然触发条件。此外,单一靶向策略易因受体通路切换导致耐药,而双配体协同靶向可显著提升细胞选择性。为解决上述问题,来自国内的研究团队在《Materials Today Chemistry》发表研究,创新性地将双配体靶向(Trz+FA)与pH/温度
来源:Materials Today Chemistry
时间:2025-06-22
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原位构建Cu2S/TiO2肖特基结实现电荷重分布与CO2活化协同增强光催化甲烷转化
随着化石燃料消耗导致大气CO2浓度激增,如何将温室气体转化为高附加值燃料成为解决能源与环境危机的关键。光催化CO2还原技术利用半导体将太阳能转化为化学能,但其核心挑战在于开发兼具高活性和选择性的催化剂。传统TiO2虽具理想能带结构,却受限于电荷复合严重、CO2活化能力弱(C=O键能达750 kJ mol−1),且多电子还原过程易产生副产物。铜基助催化剂因独特d轨道电子特性可优化反应路径,但金属Cu易引发析氢副反应,Cu2O虽能提升CH4选择性却存在还原不稳定性。河南省科技厅资助的研究团队在《Materials Today Chemistry》发表成果,创新性地采用固相硫化法在富Ti3+的TiO
来源:Materials Today Chemistry
时间:2025-06-22
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Zr69Cu24Ti7金属玻璃/Cu双层薄膜扩散阻挡层在IC互连Cu/Sn/Cu键合结构中的调控机制研究
随着晶体管尺寸逼近物理极限,三维集成电路(3D IC)通过垂直堆叠芯片实现性能突破,其中铜-锡(Cu/Sn)微凸点互连技术面临严峻挑战。金属间化合物(IMC)在焊点中的体积占比随尺寸缩小急剧增加,而传统多晶扩散阻挡层在高温下易因晶界扩散失效,导致IMC过度生长和Kirkendall空洞形成,严重影响互连可靠性。台湾地区国家科学及技术委员会支持的研究团队在《Materials Science in Semiconductor Processing》发表创新成果,采用磁控溅射制备200 nm厚Zr69Cu24Ti7金属玻璃薄膜(TFMG)与200 nm Cu组成双层扩散阻挡层,通过系统研究200-
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-06-22
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Sn,Fe共掺杂ZnO复合材料的结构设计及其光催化活性增强机制研究
随着全球环境污染问题日益严峻,开发高效光催化材料成为解决水净化、太阳能转化等问题的关键。传统宽禁带半导体如ZnO(~3.37 eV)虽具有良好化学稳定性,但其可见光响应能力有限。近期研究表明,通过金属掺杂(Sn,Fe等)和形貌调控可有效引入结构缺陷,改变材料电子结构,从而提升光催化性能。然而,不同结构设计中缺陷形成机制与光催化活性的构效关系尚不明确。为解决这一科学问题,研究人员采用聚合物溶胶-凝胶法(polymeric sol-gel method)制备了四种ZnO基材料:纯ZnO(样品1)、Sn掺杂ZnO(样品2)、Sn,Fe共掺杂ZnO(样品3)以及核壳结构ZnO/SnO2-Fe2O3(样
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-06-22
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石墨烯横向尺寸调控提升电化学传感器性能的研究
在食品安全监测和临床诊断领域,抗坏血酸(AA)和N-乙酰半胱氨酸(NAC)的精准检测至关重要。AA作为常见抗氧化剂,其异常浓度会引发从坏血病到肾损伤等多种健康问题;而NAC作为多用途药物,环境残留监测直接影响公共卫生决策。传统电化学传感器虽能实现快速检测,但常面临灵敏度不足、抗干扰能力差等挑战。石墨烯因其卓越的导电性和表面特性被视为理想传感材料,然而关于其横向尺寸如何影响传感器性能的系统研究仍属空白。为解决这一科学问题,来自巴西圣卡塔琳娜州的研究团队在《Materials Science and Engineering: B》发表研究,创新性地通过调控氧化石墨(Gr-O)剥离工艺——包括磁力搅
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-06-22
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氧化聚乙烯醇基质中原位合成ZnO纳米颗粒的可调光电与质子传导性能研究
在光电材料和能源技术领域,聚合物纳米复合材料的性能优化一直是研究热点。传统方法如熔融加工或溶液浇铸制备的纳米复合材料常面临纳米颗粒分散不均、界面相互作用弱等问题,导致光学透明度下降或机械性能不稳定。氧化聚乙烯醇(OPVA)因其可修饰的羟基和酮基结构,成为理想的聚合物基质,但如何实现纳米填料的均匀分散并协同提升多重性能仍是挑战。为解决这一问题,研究人员通过原位合成法将ZnO纳米颗粒嵌入OPVA基质,系统研究了不同ZnO负载量(1 wt%、5 wt%、10 wt%)对材料性能的影响。研究发现,该方法成功避免了纳米颗粒团聚,使ZnO与OPVA形成强界面相互作用。光学性能测试显示,复合材料带隙从纯OP
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-06-22
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低温钛基无机涂层增强富镍NCM正极材料界面稳定性的研究
随着电动汽车市场的爆发式增长,锂离子电池(LIBs)的高能量密度和长循环寿命需求日益迫切。作为核心组件,富镍LiNixCoyMn1-x-yO280%)导致充电态Ni4+的界面不稳定性,引发电解液氧化分解和界面阻抗激增,成为制约商业化应用的关键瓶颈。传统金属氧化物涂层(如Al2O3、ZrO2)需500°C以上高温处理,存在工艺复杂、成本高昂等问题。为此,韩国基础科学研究院的研究团队创新性采用低温热分解钛(IV)甲醇盐(Ti(OMe)4, TMO),在350°C条件下构建均匀TiOx功能化CEI层,相关成果发表于《Materials Science and Engineering: B》。研究团队
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-06-22
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X射线光谱揭示长循环富锂正极材料热行为演变机制及其对电池安全性的影响
论文解读背景与挑战锂离子电池(LIBs)作为电动汽车和电子产品的核心能源载体,其能量密度和安全性始终是研究焦点。富锂正极材料(如Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2)因理论容量高达300 mAh/g被视为下一代高能电池的候选者,但其循环过程中氧流失引发的热失控风险严重阻碍商业化进程。以往研究多聚焦于前两圈循环的不可逆结构变化,而实际应用中长循环(如200次)后的热行为演变机制尚不明确。研究设计与方法中国科学院某团队通过碳酸盐共沉淀法合成富锂正极材料,采用差示扫描量热法(DSC)分析不同循环次数(2次、50次、200次)后4.8 V充电态样品的热分解行为,并结合同步辐射X射线吸收光
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-06-22
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高角度晶界对微米级双晶铜塑性变形与断裂的影响机制:原位SEM实验与多尺度模拟研究
在金属材料领域,晶界(GB)作为相邻晶粒间的界面,其特性直接影响材料的力学性能。当晶粒间取向差超过15°时,形成的高角度晶界(HAGB)因其独特的位错交互作用机制,成为影响材料强度与塑性的关键因素。然而,传统宏观多晶试样中多晶粒协同变形现象掩盖了单一晶界的作用机制,而微米尺度下HAGB对塑性变形与断裂行为的影响尚未完全阐明。尤其当晶界与加载轴呈倾斜角度时,其位错阻碍与裂纹萌生机制更缺乏系统性研究。针对这一科学问题,中国的研究团队通过设计含48°倾斜HAGB的狗骨状双晶铜试样,结合原位扫描电镜(SEM)拉伸实验、晶体塑性有限元(CPFE)、扩展有限元(XFEM)和分子动力学(MD)多尺度模拟方法
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-06-22
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艾灸调控ACE/Ang II/AT1R轴改善克罗恩病肠纤维化的机制研究
这项研究揭示了传统艾灸疗法的现代分子机制。通过2,4,6-三硝基苯磺酸(TNBS)诱导的克罗恩病(CD)小鼠模型,科研团队发现每日10分钟的气海(CV6)和双侧天枢(ST25)温和灸治疗,能像西药美沙拉嗪一样有效缓解肠道症状。组织学分析显示,艾灸组结肠组织的疾病活动指数(DAI)评分、大体观评分和胶原沉积面积比显著降低。分子层面更令人振奋——艾灸不仅抑制了血管紧张素转换酶(ACE)和血管紧张素II(Ang II)的过度产生,还下调了血管紧张素II 1型受体(AT1R)的表达。更有趣的是,艾灸对促纤维化双因子TGF-β10.05),这暗示着温和的热刺激可能通过ACE/Ang II/AT1R轴这条
来源:Journal of Acupuncture and Tuina Science
时间:2025-06-22
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艾灸调控任督冲脉对寒凝血瘀模型大鼠下丘脑-垂体-卵巢轴(HPOA)的修复机制研究
这项研究揭示了温和灸通过任脉(CV6/CV4/CV3)、督脉(GV5/GV4/GV3)和冲脉(KI16/KI12/KI11)穴位调控寒凝血瘀模型大鼠的神经内分泌网络。实验采用冰水浴联合肾上腺素建立CIBSP模型,通过14天艾灸干预后,模型组出现的卵巢萎缩、子宫内膜变薄等病理改变显著改善。关键发现包括:艾灸组血清生殖激素水平回升,血管活性物质6-keto-PGF1α与β-内啡肽(β-EP)升高,而血栓素B2(TXB2)和5-羟色胺(5-HT)下降。分子层面证实卵巢组织雌激素受体(ER)、促卵泡激素受体(FSHR)和黄体生成素受体(LHR)的mRNA及蛋白表达显著增强。特别值得注意的是,非经非穴(
来源:Journal of Acupuncture and Tuina Science
时间:2025-06-22
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雷火灸联合火龙罐治疗急性期周围性面瘫共病焦虑抑郁的临床疗效观察
这项临床研究将80例急性期周围性面瘫伴焦虑抑郁患者随机分为两组:对照组接受常规针灸+基础护理,观察组则叠加雷火灸(thunder-fire moxibustion)和火龙罐(fire-dragon cupping)疗法。治疗方案为期4周(每周6次,共24次),采用House-Brackmann(H-B)分级评估面神经功能,面部临床计量评估(FaCE)量表监测生活质量,焦虑自评量表(SAS)和抑郁自评量表(SDS)追踪心理状态。数据表明,两组治疗后H-B分级、FaCE各维度评分及SAS/SDS均显著优化(P<0.05),但观察组表现更亮眼——95.0%的总有效率碾压对照组的75.0%,H-
来源:Journal of Acupuncture and Tuina Science
时间:2025-06-22