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锰掺杂钡铁氧体BaFe12-xMnxO19的合成、结构与替代机制研究及其多价态离子掺杂效应
在磁性材料领域,六角铁氧体因其独特的磁晶各向异性被广泛应用于永磁体和存储器件。作为典型代表的钡铁氧体BaFe12O19具有由24个铁离子构成的复杂晶格结构,其5种不同晶体学位点为性能调控提供了丰富可能。然而,当引入具有多价态特性的锰离子时,传统认知中的三价等电子替代机制面临挑战——实验观测到的元素比例常偏离理论预测,且关于Mn离子是否可能占据Ba位点的争议持续存在。这些科学问题的悬而未决,严重制约了通过离子掺杂精准调控材料电磁性能的进程。为破解这一难题,来自中国的研究团队在《Results in Chemistry》发表了创新性研究成果。他们采用陶瓷工艺制备了锰掺杂梯度样品BaFe12-xMn
来源:Results in Chemistry
时间:2025-06-20
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基于聚氨丙基甲基倍半硅氧烷表面接枝藏花酸的递送系统:生物相容性评估与伤口愈合效能研究
在慢性伤口治疗和功能性敷料开发领域,如何实现天然活性成分的高效递送一直是亟待解决的难题。藏花酸(crocetin)作为源自藏红花和栀子果实的类胡萝卜素,虽具有促进胶原生成、抑制炎症等多重生物活性,但其水溶性差、体内稳定性低限制了临床应用。与此同时,聚倍半硅氧烷(polysilsesquioxanes)因其优异的生物相容性和热稳定性成为药物载体研究热点,但如何通过表面修饰优化其与生物活性分子的相互作用仍需探索。为解决上述问题,来自伊朗沙赫鲁德医科大学的研究团队在《Results in Chemistry》发表研究,创新性地将藏花酸通过酰胺键接枝至聚氨丙基甲基倍半硅氧烷(PAMSQ)表面,构建了兼
来源:Results in Chemistry
时间:2025-06-20
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石榴叶绿色合成氧化锌纳米颗粒的多维生物活性评估及其在医学领域的应用潜力
研究背景纳米技术在生物医学领域的快速发展催生了多种金属氧化物纳米材料的应用,其中氧化锌纳米颗粒(ZnO NPs)因其独特的光电特性和生物相容性备受关注。然而,传统化学合成方法常使用有毒试剂,不仅危害环境,还可能影响纳米颗粒的生物安全性。与此同时,医院获得性感染病原体如耐药的E. faecalis和P. aeruginosa,以及癌症治疗中正常细胞损伤问题,亟需开发新型抗菌和抗癌制剂。石榴(Punica granatum)作为传统药用植物,其叶片富含多酚类化合物,但相关研究多集中于果皮而忽视叶片价值。研究设计与方法研究人员采用石榴叶水提液绿色合成ZnO NPs,通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变
来源:Results in Chemistry
时间:2025-06-20
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马铃薯皮废弃物在螺旋藻培养中的资源化利用:生物柴油与水热炭的联产研究
全球每年产生约13亿吨食物废弃物,其中马铃薯加工业产生的皮渣占比高达15-40%,这些富含淀粉和纤维的废弃物若处理不当将加剧环境压力。与此同时,化石燃料枯竭与温室气体排放问题迫使人类寻求可持续能源方案。微藻生物燃料因其高光合效率与碳中性特征被视为第三代生物燃料代表,但高昂的培养成本制约其产业化。如何通过废弃物资源化破解这一瓶颈,成为研究者关注的焦点。某国内研究团队在《Renewable Energy》发表的研究中,开创性地将马铃薯皮水解物(PPH)作为混合营养培养基,培养淡水蓝藻螺旋藻(Spirulina sp.),并系统评估了其生长性能、生物柴油转化潜力及残余生物质水热炭化特性。研究采用BG
来源:Renewable Energy
时间:2025-06-20
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半连续水平推流式系统处理餐厨垃圾干式厌氧消化的启动优化与微生物机制研究
餐厨垃圾处理是城市化进程中的环保难题,传统湿式厌氧消化虽成熟,却存在高耗水、易沉淀等问题。干式厌氧消化(Dry Anaerobic Digestion, DAD)因无需稀释、占地小、甲烷产率高成为新方向,但其启动阶段易因挥发性脂肪酸(VFA)和氨氮积累导致系统崩溃。如何平衡有机负荷(Organic Loading Rate, OLR)与系统稳定性,成为突破DAD技术瓶颈的关键。为此,中国的研究团队利用水平推流式厌氧反应器(Horizontal Plug-Flow Reactor, HPFRAD),系统探究了餐厨垃圾DAD的启动条件。研究发现,OLR从0.78 kgVS·m-3·d-1逐步提升至
来源:Renewable Energy
时间:2025-06-20
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考虑产消者协同行为的城市虚拟电厂P2P电-碳联合交易模型研究
随着全球能源转型加速,城市虚拟电厂(Virtual Power Plant, VPP)作为聚合分布式能源的关键载体,正面临电-碳市场协同优化的重大挑战。产消者(Prosumers)在参与电力交易的同时,其碳减排行为呈现高度异质性——有的家庭光伏用户渴望出售绿色证书,而高耗能企业则需购买碳配额。传统集中式交易模式不仅存在供需失衡风险,更难以兼顾经济性与环保目标。荷兰Zuidbroek社区的实践表明,现有P2P(Peer-to-Peer)交易机制对协同行为的忽视,导致30%的可再生能源未能就地消纳。针对这一痛点,上海交通大学的研究团队在《Renewable Energy》发表创新成果,提出首个考虑
来源:Renewable Energy
时间:2025-06-20
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太阳能辐射可控式双层通风幕墙优化设计及其对绿色建筑自然通风的增强机制
随着全球建筑能耗占比攀升至三分之一,维持室内热舒适的能耗占比高达40-60%,优化建筑围护结构成为节能关键。自然通风双层幕墙(Naturally Ventilated Double Skin Façades, NVDSF)通过内外玻璃层形成的空气腔体,利用太阳能驱动热浮力通风,兼具节能与热调节优势。然而,现有研究多聚焦单一气候条件下的数值模拟,对可调百叶窗在动态太阳辐射(300-700 W/m2)下的耦合调控机制缺乏实验验证,更未建立整合辐射强度与百叶倾角(θi/θo)的理论模型,严重制约NVDSF在不同气候区的精准应用。为破解这一难题,由应急管理部消防救援局重点研发计划和国家自然科学基金资助
来源:Renewable Energy
时间:2025-06-20
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多功能相变复合薄膜的全气候热管理:辐射冷却与电热转换的协同调控
随着全球能源危机加剧,开发低碳可持续的热管理技术成为迫切需求。辐射冷却作为一种被动冷却技术虽具有节能优势,却面临冷却功率密度低、环境温度波动影响大以及无法适应全气候条件的核心瓶颈。更关键的是,现有研究多聚焦夏季高温场景,对冬季低温环境的热需求调控鲜少涉及。传统方案仅通过调节光学特性增强太阳能吸收,难以满足寒冷夜间等极端条件下的稳定供热需求。针对这一挑战,浙江大学的研究团队开创性地将辐射冷却与多功能相变材料(Phase Change Materials, PCMs)结合,通过相转化法和涂层工艺构建了三层结构的多功能相变复合薄膜(MPCCF)。该薄膜创新性地整合了辐射冷却层(RCL)、柔性相变材料
来源:Renewable Energy
时间:2025-06-20
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高层建筑垂直排污管中自由落体污水发电的可行性研究及其对城市可持续发展的影响
随着全球城市化进程加速,高层建筑如雨后春笋般涌现,但随之而来的污水处理问题日益严峻。据统计,约80%的污水未经处理直接排放,每日数十亿加仑的污水污染着河流和海洋。传统解决方案如微生物燃料电池(MFCs)和厌氧消化虽能转化污水为能源,但存在成本高、周期长的缺陷。与此同时,高层建筑中污水因重力作用自由落体的巨大动能长期被忽视。如何将这一“被浪费的势能”转化为清洁电力,成为城市可持续发展的重要命题。为回答这一问题,国内研究人员Khalid Hashim、Hayder I. Mohammed等团队在《Renewable Energy》发表研究,提出在高层建筑垂直排污管末端安装涡轮-发电系统的创新设计。
来源:Renewable Energy
时间:2025-06-20
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末次冰期以来巢湖沉积物源变迁揭示东亚季风区环境演变:来自稀土元素(REEs)沉积记录的证据
在东亚季风区古环境重建领域,湖泊沉积物如同记录地球记忆的"黑匣子",但如何准确解读其中的气候信号始终是科学难题。传统湿度代用指标如孢粉、磁化率等仅能反映相对变化,而沉积物来源分析因其对绝对水文变化的敏感性,有望突破这一瓶颈。然而,与河流、海洋和黄土沉积物相比,中国东部湖泊沉积物源研究长期处于空白状态,特别是长江中下游这一气候敏感区的关键证据链缺失,严重制约着对季风演变的深入认知。中国科学技术大学等机构的研究团队选择中国第五大淡水湖——巢湖作为研究对象,这个位于北亚热带与暖温带过渡带的湖泊具有"准封闭"水文特征,其沉积中心获取的LZK1502钻孔(18米连续岩芯)完整记录了35.7 ka BP以
来源:Quaternary Science Reviews
时间:2025-06-20
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聚苯硫醚合金化与碳纤维协同增强聚碳酸酯制备高性能阻燃复合材料的机理与力学性能研究
随着工程塑料在高端装备领域的广泛应用,聚碳酸酯(PC)因其优异的力学性能和透光性成为发展最快的工程塑料之一。然而,碳纤维增强PC复合材料(CFRP)在薄壁应用中面临严峻的防火安全挑战——虽然6%短切碳纤维(SCF)可使3.2 mm厚样品通过UL94 V-0评级,但当厚度降至1.6 mm时仅能达到V-2级,且存在熔滴问题。这一瓶颈严重制约了PC基复合材料在电子电器、交通运输等领域的应用。为解决这一难题,来自中国的研究团队创新性地将具有本征阻燃特性的聚苯硫醚(PPS)与SCF协同引入PC基体。通过系统研究复合材料的燃烧行为、热分解过程和力学性能,发现PPS与SCF产生协同阻燃效应:20PPS/6S
来源:Polymer Degradation and Stability
时间:2025-06-20
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四唑基P/N/S多元化合物在环氧树脂中的分解与阻燃机制研究
环氧树脂(EP)因其优异的机械强度、粘接性和化学稳定性,广泛应用于电子封装、航空航天等领域。然而,其高度易燃性会引发火灾隐患,传统卤系阻燃剂又面临环境压力。如何开发高效环保的阻燃解决方案成为研究热点。磷系阻燃剂DOPO虽具潜力,但单一元素作用有限。与此同时,含氮化合物释放惰性气体、含硫化合物促进成炭的特性尚未系统整合,特别是高能四唑环的热力学贡献未被充分挖掘。为解决上述问题,国内高校研究团队在《Polymer》发表研究,通过5-氨基-1H-四唑(5-AT)、2-噻吩甲醛(2-TH)与DOPO的一锅法反应,合成新型P/N/S三元阻燃剂TATP。采用FTIR、1H NMR和元素分析表征结构,通过L
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基于DLP 3D打印的离子导电多孔聚合物及其在多功能可定制柔性应变/应力传感器中的应用
柔性电子技术近年来虽发展迅猛,但传统传感器仍面临三大瓶颈:硅基/塑料基底机械性能差、金属/碳材料导电填料易老化分层、光刻/静电纺丝等工艺成本高且难以精密调控。这些缺陷严重限制了其在健康监测、电子皮肤等领域的应用。如何通过材料与技术的协同创新突破性能桎梏,成为学界焦点。广东某高校团队在《Polymer》发表研究,提出将硫醇-烯点击化学与数字光处理(DLP)3D打印技术融合,开发了以聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)、季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯(PETMP)和离子液体[BMiM]Cl为核心的导电墨水。该体系通过聚合诱导相分离形成双连续结构:聚合物富集相提供力学支撑,贫聚合物相构建微孔通道促进离子迁
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探究链长分布异质性对瞬态网络非线性应力松弛的调控机制及其分子机制解析
在材料科学领域,具有可逆交联特性的瞬态网络(transient networks)因其独特的粘弹性行为备受关注。这类材料在组织工程、药物递送和柔性电子等领域展现出巨大潜力,但其非线性力学响应的分子机制仍是未解之谜。传统理论模型面临两大困境:一是网络结构的固有异质性导致参数不确定性,二是现有模型未能充分考虑空间异质流动现象。尤其关键的是,网络链长度分布(strand length distribution)的异质性如何影响材料宏观性能,始终缺乏精确控制的实验体系来验证。针对这一挑战,来自中国的研究团队选择Tetra-PEG slime作为模型体系展开突破性研究。这种由四臂聚乙二醇(Tetra-P
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基于深度学习与多源遥感数据融合的农业干旱评估模型构建——以南比哈尔邦Gaya地区为例
在全球气候变化加剧的背景下,农业干旱已成为威胁粮食安全的"隐形杀手"。传统干旱监测依赖气象站点插值,存在数据稀疏、时效性差等缺陷,而单一遥感指标如归一化植被指数(NDVI)仅能反映植被胁迫,无法全面捕捉土壤水分动态。南比哈尔邦Gaya地区作为典型雨养农业区,既缺乏灌溉设施又面临降水模式改变,亟需开发高精度干旱监测工具。印度理工学院巴特那分校Geomatics工程实验室团队在《Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C》发表研究,开创性地将深度学习与多源卫星数据融合,构建了首个适用于该地区的多维干旱评估体系。研究采用"传感器协同-模型驱动"技术
来源:Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C
时间:2025-06-20
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基于同质弱光纤光栅阵列的大面积柔性压力传感器研究:高灵敏度与温度-压力解耦新策略
在机器人、医疗设备和可穿戴技术的快速发展中,高精度、大面积的柔性压力传感成为关键挑战。传统电学传感器易受电磁干扰,而基于光纤布拉格光栅(FBG)的光学传感器虽具抗干扰优势,却受限于复用能力与分辨率。尤其在大面积触觉传感场景中,现有技术难以兼顾高灵敏度与温度稳定性,成为制约仿生皮肤发展的瓶颈。河北某研究团队在《Optics》发表的研究中,创新性地将同质弱光纤光栅阵列(Identical Weak Fiber Bragg Gratings, IWFBGs)与空心四棱柱柔性结构结合。通过有限元模拟优化封装设计,利用光学频域反射(Optical Frequency Domain Reflectomet
来源:Optics & Laser Technology
时间:2025-06-20
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1064纳米波段高性能薄膜铌酸锂电光调制器的突破:实现38 GHz带宽与2.8 V低驱动电压
在光子学技术快速发展的今天,1064纳米波段因其在高功率光纤激光器、量子通信和光学频率梳等领域的独特优势,成为研究热点。然而,这一波段的电光调制器(Electro-Optic Modulator, EOM)长期面临体积庞大、驱动电压高和带宽受限等挑战。传统体材料铌酸锂(Bulk Lithium Niobate, LN)调制器虽能工作于该波段,但VπL(半波电压-长度积)过高、带宽不足,且无法实现芯片级集成,严重制约了系统性能提升。针对这一难题,中国科学院的研究团队基于薄膜铌酸锂(Thin-Film Lithium Niobate, TFLN)平台开展创新研究。通过精确优化波导蚀刻深度、电极间距
来源:Optics & Laser Technology
时间:2025-06-20
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射频磁控溅射时间调控SiC薄膜光电性能的微观机制与优化策略
硅碳化物(SiC)薄膜因其惊人的物理特性正在掀起一场材料革命——这种材料的硬度堪比钻石,热导率超过铜,还能在核反应堆的极端环境中保持稳定。但科学家们发现,要充分发挥SiC在光电器件中的潜力,必须破解一个关键谜题:如何精确控制薄膜的微观结构?特别是在射频磁控溅射(RF magnetron sputtering)这种常用制备工艺中,沉积时间这个看似简单的参数,竟能引发薄膜性能的"蝴蝶效应"。伊朗真空技术公司的研究人员在《Optical Materials》发表的研究给出了答案。他们采用DST2-T型溅射系统,在玻璃基底上制备了30-120分钟不同时长的SiC薄膜,通过场发射扫描电镜(FESEM)观
来源:Optical Materials
时间:2025-06-20
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基于CSI动态密钥分发的W波段毫米波光纤无线系统物理层安全与传输可靠性协同优化研究
随着5G/6G时代的到来,毫米波光纤无线系统(MMW-RoF)因其大带宽、低时延特性成为超高速通信的核心载体。然而,传统RoF系统采用广播式信号分发机制,使得中央站(CS)至基站(BS)的传输链路极易被非法用户截获。更棘手的是,现有物理层安全方案往往顾此失彼——混沌加密虽能提升安全性却忽视传输可靠性,而纠错编码技术又缺乏动态密钥机制。这种"安全-性能"的博弈困境,严重制约着MMW-RoF在军事、金融等高敏感场景的应用。针对这一挑战,来自长沙的研究团队在《Optical Fiber Technology》发表创新成果。他们巧妙利用无线信道特有的强随机性和快速时变特性,构建了信道状态信息驱动的动态
来源:Optical Fiber Technology
时间:2025-06-20
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基于郁陵岛遥测数据重建2020年台风"美莎克""海神"与2024年能登半岛海啸对韩国东海岸的海平面频谱影响研究
日本海作为气象与地震灾害的高发区,其东部的韩国海岸线长期遭受风暴潮、异常假潮(seiches)和海啸的威胁。1959年台风Sarah曾造成669人死亡,2002年台风Rusa导致246人失踪,而20世纪发生的4次重大海啸(1940-1993年)均对该区域造成显著破坏。然而,日本海缺乏类似DART(深海海啸评估与报告系统)的远海监测站,制约了灾害预警精度。在此背景下,俄罗斯科学院希尔绍夫海洋研究所的研究团队提出了一个创新思路:利用距离韩国东海岸120公里的火山孤岛——郁陵岛(Ulleungdo)作为天然"参考站",通过其相对平滑的背景频谱特征,建立与大陆站点的传递函数模型,进而重建极端事件频谱。
来源:Ocean Engineering
时间:2025-06-20