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ZnO包覆增强Ni掺杂CoP纳米线阵列用于高性能混合超级电容器的设计与性能研究
超级电容器(SCs)作为新能源时代的“能量缓冲器”,其低能量密度和电极材料结构稳定性问题长期制约着实际应用。钴磷化物(CoP)虽具有高理论容量,但充放电过程中的体积膨胀和缓慢反应动力学导致其性能急剧衰减。如何通过材料设计同时解决导电性和结构稳定性难题,成为领域内亟待突破的“卡脖子”问题。西安理工大学等单位的研究团队在《Next Energy》发表创新成果,提出“缺陷工程+表面包覆”协同策略。研究人员首先通过溶剂热法在活性碳布(CC)上原位生长镍钴层状双氢氧化物(NiCo-LDH)纳米线阵列,经磷化处理获得镍掺杂CoP(Ni-CoP),再采用原子层沉积(ALD)技术精准包覆氧化锌(ZnO)纳米层
来源:Next Energy
时间:2025-06-16
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面向多场景的综合能源系统通用能效分析模型构建与应用
在全球能源转型与碳中和目标背景下,综合能源系统(IES)因其多能互补特性成为提升能效的关键载体。然而,这类系统存在结构复杂、运行场景多样等挑战,导致其管理核心——综合能源管理系统(IEMS)面临三大痛点:异构能源流耦合计算困难、复杂系统模型适应性差,以及能效分析模型"一场景一方案"带来的高昂开发成本。传统IEMS往往针对特定领域(如数据中心、医院)定制开发,存在跨场景复用性差、分析维度单一等问题,严重制约了清洁能源的大规模应用。为破解这一困局,国内某研究机构团队基于百余项实际工程经验,创新性地提出面向多场景的通用能效分析模型体系。研究采用黑箱建模方法,将能源管理对象统一抽象为能源单元(EU),
来源:Next Energy
时间:2025-06-16
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Nd/Gd铁氧体(RFeO3
)的固相合成与多尺度表征:结构-性能关联及其在光电领域的应用潜力
在能源危机和环境污染的双重挑战下,开发新型功能材料成为解决可持续发展问题的关键。传统铅基材料如PbTiO3虽具有优异介电性能,但其生物毒性制约了应用。稀土正铁氧体RFeO3因其独特的4f电子构型和FeO6八面体可调性,在光电转换和电子器件领域展现出替代潜力。然而,Nd3+与Gd3+离子半径差异对材料性能的调控机制尚不明确,制约了其精准应用。针对这一科学问题,国内研究人员在《Next Materials》发表了关于Nd/Gd铁氧体的系统性研究。通过固相反应法合成样品后,采用X射线衍射(XRD)解析晶体结构,扫描电镜(SEM)观测微观形貌,紫外可见光谱(UV-vis)测定光学带隙,并利用介电谱(D
来源:Next Materials
时间:2025-06-16
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硫酸酸浸法提取Rukungiri伟晶岩锂材料的储能潜力研究及其在电化学电容器中的应用
随着全球能源转型加速,锂作为电池核心材料的战略地位日益凸显。然而,传统锂资源富集区(南美盐湖、澳洲矿山)的供应紧张与非洲新兴锂矿开发的技术瓶颈形成尖锐矛盾。乌干达Rukungiri地区的锂伟晶岩矿床虽已探明,但其0.1 ppm的超低品位和复杂矿物组成(以α-锂辉石LiAlSi2O6为主)严重制约商业化开发。更关键的是,非洲本土缺乏针对低品位硬岩锂矿的定制化提取技术体系,现有酸浸工艺的能耗与效率难以平衡。针对这一挑战,乌干达研究人员在《Next Materials》发表创新成果,首次系统评估了Rukungiri伟晶岩的锂提取潜力与储能性能。研究团队采用多尺度表征与响应面优化相结合的策略:通过X射
来源:Next Materials
时间:2025-06-16
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美学隐喻作为增强感知与认知的工具:揭示世界现象中的隐藏之美
在认知科学领域,人类如何通过语言机制发现现象中隐藏的美学维度,一直是具身认知(embodied cognition)理论关注的焦点。尽管已有研究表明隐喻能激活感觉运动系统(sensorimotor systems),但美学隐喻(aesthetic metaphor)如何特异性增强感知与认知的过程仍不明确。Zahra Eskandari等研究者针对这一问题,在《New Ideas in Psychology》发表研究,系统阐述了美学隐喻的双重强化机制。研究采用理论分析方法,基于结构映射理论(structure-mapping theory)和隐喻性具身(metaphorical embodime
来源:New Ideas in Psychology
时间:2025-06-16
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镍掺杂MnO2
纳米棒协同效应:高性能超级电容器的结构调控与电化学机制解析
随着全球对化石燃料依赖的加剧,传统燃油车已成为碳排放的主要来源。电动汽车(EVs)虽被视为解决方案,但其核心储能部件——锂离子电池存在功率密度低、充电时间长等缺陷。超级电容器凭借高功率密度和快速充放电特性成为补充方案,但其能量密度不足制约了实际应用。锰基氧化物(MnO2)因其1370 F/g的理论比电容备受关注,但实际性能受限于低电导率和表面活性位点不足。针对这一挑战,国内研究人员通过镍离子(Ni2+)掺杂策略,系统探究了结构-性能关系,相关成果发表于《Next Energy》。研究团队采用水热法合成系列Ni-MnO2纳米棒(掺杂比例2%-7%),通过X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(FE
来源:Next Energy
时间:2025-06-16
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有机溶剂驱动合成钼掺杂Co3
O4
纳米结构:通过溶剂工程提升超级电容器性能
随着全球能源需求激增和环境污染加剧,开发高效清洁的储能技术成为当务之急。超级电容器(Supercapacitor)因其高功率密度、快速充放电和长循环寿命等优势备受关注,但其能量密度(Energy Density)远低于电池,成为制约发展的瓶颈。在众多电极材料中,钴氧化物(Co3O4)虽具有高达3650 F/g的理论比电容,但实际应用中受限于导电性差和结构不稳定等问题。如何通过材料设计突破性能边界,成为研究者们攻坚的关键。在这一背景下,印度孟买的研究团队创新性地将目光投向常被忽视的合成溶剂因素。他们在《Next Materials》发表的研究中,系统探究了甲醇、乙醇等四种有机溶剂对钼掺杂Co3O
来源:Next Materials
时间:2025-06-16
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铝掺杂调控LaNiO3
磁电性能的机制研究与半导体化转变
在功能材料领域,钙钛矿型氧化物LaNiO3因其独特的Pauli顺金属特性备受关注。这种材料在低温下展现金属性电阻,与其他稀土镍酸盐的绝缘体特性形成鲜明对比。然而,其性能调控机制尚不明确,特别是通过元素掺杂实现磁电性能协同调控的路径亟待探索。铝元素与镍具有相似离子价态但不同电子构型,为研究电子结构-性能关联提供了理想模型。中国的研究团队通过精确控制Al3+掺杂浓度(x=0-0.3),采用水热合成结合热煅烧法制备LaNi1-xAlxO3系列样品。利用XRD确认固溶体形成,SEM/EDS验证元素均匀分布,PPMS系统测量磁电性能,XPS分析化学态演变。3.1 结构表征XRD显示所有样品保持R-3c空
来源:Next Materials
时间:2025-06-16
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气候变化下青尼罗河上游流域雨季演变对农业与水资源的冲击及适应策略
在全球气候变化加剧的背景下,雨季的时空分布变化正深刻影响着依赖雨养农业的地区。青尼罗河上游流域(UBNB)作为埃塞俄比亚重要的农业产区和尼罗河水资源的关键贡献者,其雨季特征的变化直接关系到数百万人的生计和区域粮食安全。然而,现有研究多基于历史观测数据,对未来气候变化下雨季动态的预测不足,且缺乏针对不同海拔区域的差异化分析。更棘手的是,传统农业实践与变化中的雨季周期日益脱节,导致作物减产风险加剧。20mm且无5-7日干期),并通过反距离加权(IDW)实现空间插值。3.1. CMIP6气候模型性能评估0.9),为后续预测提供了可靠基础。3.1. 雨季起止与持续期分析观测期(1995-2014)显示
来源:Natural Hazards Research
时间:2025-06-16
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曼谷大都会区洪旱综合风险评估与适应性措施优先性研究
在全球气候变化背景下,极端水文事件正以空前频率冲击城市系统。曼谷大都会区(BMR)作为东南亚重要经济枢纽,长期面临"水危机"的双重夹击——雨季的滔天洪涝与旱季的顽固干旱竟在这片低洼三角洲交替上演。2011年泰国特大洪水造成465亿美元损失,而2019年湄南河咸潮入侵事件更暴露了水资源系统的脆弱性。更棘手的是,现有研究往往将洪旱视为独立风险,忽视了二者在 hydrological cycle(水文循环)中的动态关联,导致适应性措施常陷入"顾此失彼"的困境。为破解这一难题,来自亚洲理工学院等机构的研究团队在《Natural Hazards Research》发表创新研究。该团队采用多学科交叉方法,
来源:Natural Hazards Research
时间:2025-06-16
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四川会东磨槽沟泥石流特征调查与趋势预测:基于多源数据融合与FLO-2D模拟的综合研究
泥石流是山区常见的自然灾害,其突发性和破坏力对人类生命财产构成严重威胁。四川会东磨槽沟地处金沙江流域,地形陡峭、物源丰富,历史上多次发生泥石流灾害,特别是2017年6月的灾害导致10-29人伤亡,并造成交通设施损毁。目前泥石流研究面临现场调查难度大、机制复杂、高精度时空数据缺乏等挑战,现有模型存在假设简化、区域适用性有限等问题。为系统分析磨槽沟泥石流特征,研究人员构建了包含区域地质、水文地质和遥感监测数据的综合数据库。通过多时相高分辨率遥感影像(2010-2017年,分辨率0.5m)解译和实地调查,量化分析了物源类型(沟道物源、滑坡物源、坡面侵蚀物源)的时空演变规律。基于FLO-2D软件,模拟
来源:Natural Hazards Research
时间:2025-06-16
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PVDF-HFP+IL复合材料的离子扩散性与烷基链长度依赖性摩擦电行为研究:提升摩擦纳米发电机性能的新策略
在全球能源转型的背景下,摩擦纳米发电机(TENG)因其能将环境机械能转化为电能而备受关注。然而,传统聚合物介电材料如聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)的摩擦电性能调控仍面临重大挑战。虽然离子液体(ILs)被证明能增强TENG输出,但关于ILs分子结构(特别是阳离子烷基链长度)如何影响材料摩擦电极性的机制尚不明确,这严重制约了高性能TENG的材料设计。为破解这一难题,研究人员开展了一项突破性研究。他们选择四种具有相同TFSI-阴离子但烷基链长度差异显著的咪唑类ILs:短链的EMIM-TFSI(乙基)、BMIM-TFSI(丁基)和长链的OMIM-TFSI(辛基)、DoMIM-TFSI(十二烷
来源:Nano Trends
时间:2025-06-16
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掺杂还原氧化石墨烯的Ag2
Te/BNT纳米复合材料在热电转换材料中的高效制备与性能研究
随着全球能源危机加剧,热电材料因其能将废热直接转化为电能而备受关注。然而现有材料面临两大瓶颈:工作温度难以突破1500 K,且高性能材料多含昂贵或有毒元素。更棘手的是,传统热电材料在高温下稳定性差,而氧化物材料虽稳定性好却普遍存在ZT值低的缺陷。如何开发兼具高温稳定性、优异热电性能和低成本的新材料,成为该领域亟待解决的难题。针对这一挑战,国内研究人员在《Nano Trends》发表了创新性研究。他们巧妙地将还原氧化石墨烯(rGO)与两种特色材料结合:窄带隙半导体Ag2Te(具有低热导率和高电子迁移率)和钛酸铋钠BNT(环境友好的弛豫铁电体)。通过水热法和溶胶-凝胶法分别合成rGO掺杂的Ag2T
来源:Nano Trends
时间:2025-06-16
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层状ZnFe2
O4
/RGO纳米花瓣结构的设计及其在高性能柔性超级电容器中的卓越比电容特性
在全球能源转型背景下,超级电容器因其高功率密度和快速充放电特性成为研究热点,但其能量密度不足制约了实际应用。传统电极材料如纯金属氧化物或碳基材料往往顾此失彼——锌铁氧体(ZnFe2O4)虽具高理论电容却导电性差,还原氧化石墨烯(RGO)导电优异但易堆叠导致电容受限。如何通过材料设计突破性能瓶颈,成为储能领域的关键挑战。针对这一难题,国内研究人员在《Nano Trends》发表研究,创新性地采用一步水热法在泡沫镍基底上构建ZnFe2O4/RGO层状纳米花瓣异质结构。通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电镜(SEM)表征材料特性,结合三电极系统测试电化学性能,最终制备出比电容
来源:Nano Trends
时间:2025-06-16
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电荷补偿剂(Na+
、Mg2+
、Bi3+
)对ZnAl2
O4
:Sm3+
橙红色纳米荧光粉发光性能的调控机制研究
在固态照明和显示技术领域,开发高效稳定的荧光材料始终是研究热点。锌铝尖晶石(ZnAl2O4)因其优异的化学稳定性和宽带隙特性(3.8eV),成为稀土离子掺杂的理想基质材料。然而,三价Sm3+取代二价Zn2+位点时产生的电荷失衡问题,会导致晶格缺陷和非辐射跃迁增加,严重制约材料发光效率。尽管已有研究通过Li+等单价离子进行电荷补偿,但不同价态补偿剂对Sm3+发光性能的系统研究仍属空白。针对这一科学问题,研究人员采用硝酸盐-柠檬酸盐溶液燃烧法,通过精确控制煅烧温度(900°C/4h)成功制备了系列ZnAl2O4基纳米荧光粉。研究结合PXRD、FESEM、HRTEM等表征手段,系统分析了材料的结构特
来源:Nano Trends
时间:2025-06-16
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HfO2
/SiO2
间隔氧化物宽度优化提升亚纳米硅基无结双金属环栅FET的太赫兹性能与短沟道完整性研究
随着无线通信和物联网(IoT)的快速发展,对高频半导体器件的需求日益迫切。传统晶体管如双极结型晶体管(BJT)和鳍式场效应晶体管(FinFET)面临功耗高、工艺复杂等挑战,而环栅场效应晶体管(GAA FET)因其卓越的静电控制能力成为研究热点。然而,在亚100纳米尺度下,如何平衡高频性能与短沟道效应仍是亟待解决的难题。针对这一挑战,研究人员创新性地提出在无结双金属环栅MOSFET(JLDMGAA MOSFET)中采用HfO2/SiO2复合间隔氧化物结构。通过Silvaco TCAD三维仿真,系统研究了间隔氧化物长度对gm、fT、DIBL等关键参数的影响。研究发现,12nm间隔氧化物可使fT达到
来源:Nano Trends
时间:2025-06-16
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绿色合成铜钼酸盐纳米材料在传感、超级电容器及光催化降解中的应用研究
随着全球水污染加剧和电化学材料需求激增,开发高效、环保的多功能纳米材料成为研究热点。尿素作为农业和工业中广泛使用的化合物,其过量排放会导致土壤酸化、水体富营养化,而传统检测方法存在灵敏度不足等问题。同时,能源存储领域对高容量电极材料的需求迫切,过渡金属氧化物因多价态特性成为超级电容器的理想候选。此外,纺织业排放的有机染料(如玫瑰红RB)难以自然降解,亟需高效光催化剂。针对上述问题,国内研究人员通过绿色溶液燃烧法,以药用植物鼠尾草籽粉为燃料,在500°C下快速合成了铜钼酸盐纳米颗粒(Cu3Mo2O9NPs,简称CMO),并经600°C煅烧优化结晶度。研究团队采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(S
来源:Nano Trends
时间:2025-06-16
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电活性芘封装多类型碳基质构建高效非气化电渗泵及其机理研究
电渗泵技术作为微流控系统的核心驱动单元,长期面临传统铂电极水电解产气、导电聚合物电极稳定性差等瓶颈问题。特别是在医疗诊断芯片、燃料电池水管理等场景中,亟需开发兼具高离子通量和无气泡干扰的新型电极材料。碳材料因其独特的导电性和化学稳定性成为理想载体,但如何通过分子设计实现可控质子传输仍是关键挑战。印度研究支持者公司的Rajaram K. Nagarale团队在《Nano Trends》发表的研究中,创新性地提出"碳基质-有机分子"宿主-客体策略。该工作通过低温热迁移法将芘分子封装于超级碳(SC)、多壁碳纳米管(MWCNTs)、Ketjen黑碳(KC)、活性炭(AC)和硬碳(HC)五种基质,经电化
来源:Nano Trends
时间:2025-06-16
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基于锂铌酸锂纳米颗粒增强的摩擦电纳米发电机在能量收集与传感应用中的性能优化研究
研究背景与意义在物联网和可穿戴设备爆发的时代,如何高效捕获环境中的分散机械能成为关键科学难题。传统电磁发电机难以收集低频机械能,而王中林团队发明的摩擦电纳米发电机(TENG)虽能通过接触起电效应转化能量,但其输出性能受限于材料表面电荷密度。锂铌酸锂(LiNbO3)作为典型铁电材料,具有优异的压电和介电特性,但将其与柔性聚合物复合提升TENG性能的研究仍存在优化空间。研究方法与技术路线研究人员采用固相反应法合成三斜相LiNbO3和单斜相LiNb3O8纳米颗粒,通过溶液滴铸法制备PDMS基复合薄膜。通过SEM/XRD表征材料形貌与晶相,利用数字示波器和静电计测试电学输出。设置60-140 BPM的
来源:Nano Trends
时间:2025-06-16
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铌掺杂二氧化钛纳米颗粒(Nb:TiO2
)实现肿瘤光热-声动力协同治疗的新突破
肿瘤治疗领域长期面临单一疗法效果有限的挑战,特别是传统二氧化钛(TiO2)纳米材料因其宽禁带特性(3.0-3.2 eV)和快速载流子复合,导致声动力治疗(SDT)效率低下。同时,现有光热-声动力(PTT-SDT)联合治疗多采用复杂复合结构,存在制备工艺繁琐、有机声敏剂负载效率低等问题。如何开发单组分、多功能的无机纳米材料,成为突破肿瘤协同治疗瓶颈的关键科学问题。针对这一挑战,国内研究人员在《Nano Trends》发表创新成果,通过简单的热分解法成功制备铌掺杂二氧化钛纳米颗粒(Nb:TiO2)。该研究通过元素掺杂工程,巧妙地将半导体材料的能带结构调控与缺陷工程相结合,不仅解决了传统TiO2光吸
来源:Nano Trends
时间:2025-06-16