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  • 缺陷偶极子工程增强铁电陶瓷电卡效应:为电子器件热管理提供新方案

    随着人工智能技术的飞速发展,电子器件的运算速度和集成密度不断提升,热管理已成为制约下一代技术发展的关键瓶颈。研究表明,芯片温度每升高10℃,系统故障概率将增加一个数量级,超过55%的集成电路失效归因于过热问题。在此背景下,基于铁电材料电卡效应(electrocaloric effect, ECE)的固态制冷技术,因其高效、环保的特点成为解决热管理难题的重要候选方案。传统铁电材料的电卡效应常面临高极化与高击穿强度之间的权衡困境。为此,华中科技大学张广祖团队在《Nature Communications》发表研究,提出通过缺陷偶极子工程策略调控BaTiO3铁电陶瓷的极化行为,实现电卡效应的显著增强

    来源:Nature Communications

    时间:2025-10-08

  • SafeTraffic Copilot:基于大语言模型的可信交通安全评估与决策干预新范式

    在美国,道路交通事故始终是严峻的公共卫生挑战。尽管已采取数十年应对措施,交通事故死亡率曲线仍在攀升,尤其是美国,其人均死亡率在发达国家中高居前列。仅2022年,美国就有42,795人死于道路交通事故。预测预期交通事故并设计针对性干预措施极具挑战性,这源于事故数据固有的复杂性以及对预测结果可信度的持续担忧。传统的预测方法,无论是宏观层面的统计模型还是微观层面的机器学习模型,都存在明显局限。宏观模型虽能揭示时空趋势,但缺乏对具体事故细节(如何人、何事、何因)的解释粒度;而微观模型虽试图预测特定交通条件下的碰撞后果,却在预测精度和泛化能力上表现不佳。一个根本性挑战在于如何有效整合与事故相关的多模态数

    来源:Nature Communications

    时间:2025-10-08

  • 基于晶体/非晶碳扩散构筑多层梯度Ti2AlC0.5N0.5MAX相陶瓷实现高效电磁波吸收与热屏蔽

    随着第五代通信技术和高频电子设备的普及,电磁波污染已成为影响设备正常运行和人体健康的重要环境问题。传统电磁波吸收材料如碳材料、金属氧化物等虽各有优势,但单相材料难以满足现代电子技术对宽频带、强吸收、耐高温等综合性能要求。MAX相陶瓷作为一种具有层状结构的碳化物或氮化物,因其可调控的化学成分、优异的高温稳定性和导电性,成为高性能电磁波吸收材料的研究热点。然而,MAX相陶瓷层间致密结构限制了界面效应的发挥,且对其温度适应性研究尚不充分。针对上述挑战,昆明理工大学冶金与能源工程学院徐蕾研究员团队在《Nature Communications》发表研究,提出了一种微波熔盐碳扩散控制新策略。该工作通过微

    来源:Nature Communications

    时间:2025-10-08

  • 高维应变解锁锂硫电池中多硫化物的快速氧化还原动力学

    锂硫电池(Lithium-Sulfur Battery, LSB)因其高达1675 mAh g-1的理论比容量和2600 Wh kg-1的能量密度,被誉为下一代高能量存储器件的有力竞争者。然而,其商业化进程长期受困于多硫化物(LiPSs)的“穿梭效应”以及缓慢的硫物种转化动力学。尽管通过掺杂、异质结构构建等策略可部分调控催化剂的电子结构,但如何从根本上激活二维材料基面内被屏蔽的金属活性位点,仍是领域内的核心挑战。近日,南洋理工大学和清华大学联合团队在《Nature Communications》发表研究,创新性地提出通过高维应变工程解锁二硫属化物催化剂的深层潜力。研究者发现,双轴应变不仅能诱导

    来源:Nature Communications

    时间:2025-10-08

  • 溶剂调控分子成型的高强度可加工竹基分子生物塑料:性能突破与循环可持续性

    全球每年数以亿吨计的塑料生产与堆积如山的白色污染,构成了我们这个时代最严峻的环境挑战之一。然而,现有生物基塑料却常因力学强度不足、热稳定性差或加工困难而难以替代石油基塑料,尤其在汽车部件、建筑材料等高性能需求领域更是如此。能否从来源丰富、生长迅速的非粮生物质——如竹子——中开发出兼具高性能和全生命周期绿色的新材料?这成为材料科学界亟待突破的难题。近日发表于《Nature Communications》的一项研究,通过一种创新的溶剂调控分子成型策略,成功将竹纤维素转化为高性能生物塑料。该材料不仅力学和热机械性能优于多数商用塑料,更具备可注塑、可降解、可循环的全面优势,为可持续材料设计提供了新范式

    来源:Nature Communications

    时间:2025-10-08

  • 缺陷调控氧吸附与Z型电荷转移实现纯水中高选择性过氧化氢光合作用

    过氧化氢(H2O2)作为一种重要的绿色氧化剂,在化工合成、废水处理和消毒领域具有广泛应用。然而,目前工业上主流的蒽醌法生产工艺存在高能耗、环境污染和安全隐患等问题。太阳能驱动的光催化合成H2O2为替代传统方法提供了更节能、环保和安全的途径,但其效率受到电荷分离效率低和两电子氧还原反应(2e-ORR)选择性差的双重限制。在纯水中实现高效的H2O2光合作用尤为关键,因为常用的空穴牺牲剂会引入额外成本、二次污染和纯化难题。Z型异质结光催化剂因其高效的电荷分离能力和强大的氧化还原能力而备受关注,能够在纯水中同时驱动ORR和水氧化反应(WOR),无需添加牺牲剂。然而,即使在Z型异质结中,2e-ORR与4

    来源:Nature Communications

    时间:2025-10-08

  • 通过空间限域掺杂实现单分散SiO2微球余辉性能的可编程调控

    在光电材料领域,余辉材料因其在照明、传感、安全防伪和生物医学诊断等方面的广泛应用而备受关注。然而,传统无机余辉材料通常需要高温合成,难以控制形貌;而有机余辉材料虽然合成简单,但易受水分和氧气淬灭,且多以块体形式存在,限制了其在纳米技术和微型器件中的应用。特别是如何在单分散微米级平台上实现可编程的余辉调控,一直是材料科学领域的重大挑战。针对这一难题,西北工业大学黄维院士团队在《Nature Communications》上发表了一项创新研究,通过空间限域掺杂策略,成功实现了单分散SiO2微球余辉性能的精确调控。研究人员设计了一种巧妙的层层组装方法,通过重复进行伪晶转化过程,将三种不同的发光分子—

    来源:Nature Communications

    时间:2025-10-08

  • 非局域性实现的光子平行空间、虫洞与多重现实类比研究

    在当代光学研究中,物理空间的维度限制始终是突破多功能集成和复杂光学现象模拟的关键瓶颈。平行宇宙和虫洞等高维概念虽在科幻和理论物理领域引发无限遐想,却因缺乏实验载体而难以具象化。传统人工光学材料(如超材料和光子晶体)虽实现了负折射、隐形等奇特现象,但单一物理空间对应单一光学空间的固有模式,限制了器件的功能密度和维度拓展能力。针对这一挑战,南京大学赖耘教授团队联合香港科技大学陈子亭教授团队在《Nature Communications》发表了创新性研究。他们巧妙利用非局域人工材料中多组平移色散的独特性质,使单个物理空间同时对应两个独立的光学空间,构建出光子平行空间。这种突破性设计不仅实现了光学意义

    来源:Nature Communications

    时间:2025-10-08

  • 捕食性天敌昆虫叉角历蝽染色体级别基因组图谱的破译及其生物防治意义

    在农业生态系统中,害虫肆虐常导致作物减产,而过度使用化学农药又引发环境污染和抗药性问题。面对这一困境,生物防治成为可持续农业的重要突破口。其中,捕食性蝽类昆虫作为天敌,在控制鳞翅目、鞘翅目等害虫方面展现出巨大潜力。叉角历蝽(Eocanthecona furcellata)作为一种分布广泛的捕食性蝽,不仅捕食能力强、繁殖力高,还对毒死蜱等杀虫剂表现出显著耐受性,甚至能在亚致死浓度下提升捕食效率。然而,由于缺乏高质量基因组数据,其捕食适应的遗传机制、猎物识别分子基础等关键科学问题一直难以深入解析。为破解这一瓶颈,研究团队在《Scientific Data》发表了叉角历蝽染色体级别基因组图谱。通过P

    来源:Scientific Data

    时间:2025-10-08

  • 基于性信息素诱捕与雄性杀灭的亚洲柑橘木虱种群动态建模与最优控制策略研究

    模型构建与生物学背景 A)和雄性稀缺区(γM < A)呈现不同的动力学行为,形成状态依赖的切换机制。自然种群动态分析在未施加控制措施的自然状态下,系统存在两个平衡点:灭绝平衡点E0 = (0,0,0)和正平衡点E1(雄性充足区)或E2(雄性稀缺区)。种群存续的关键阈值由两个基本后代数(Basic Offspring Number)决定:•雄性基本后代数 NM = γrρν / [μ(δ+η)]•雌性基本后代数 NF = (1-r)ρν / [δ(δ+η+ν)]当NM NF 1时,系统收敛于雄性充足区的正平衡点E1,此时交配函数值为1(所有雌性可成功交配)。当NF NM 1时,系统收敛于雄性稀缺

    来源:Mathematical Biosciences

    时间:2025-10-08

  • 泊松-詹森复合混合零膨胀分布:一种新型离散模型及其在过离散计数数据分析中的应用

    在生物医学研究、流行病学、保险精算等诸多领域,研究人员常常需要处理计数数据。这类数据记录了特定事件发生的次数,例如,患者一年内的住院次数、一个社区中某种传染病的发病案例数,或者一个保单组合中的索赔次数。理想情况下,经典的泊松分布常被用作分析这类数据的起点,它假设事件的均值等于方差。然而,现实世界的数据往往更加复杂,一个普遍且棘手的现象是“过离散”——即数据的方差显著大于均值,这表明事件的发生并非完全随机,可能存在聚集性或个体异质性。更复杂的是,数据中常常存在大量的零值,远多于标准泊松分布所能解释的范围,这就是“零膨胀”现象。例如,在健康调查中,很大一部分健康人群全年可能没有任何医疗就诊记录(导

    来源:Journal of Renewable Materials

    时间:2025-10-08

  • 家畜梨形虫病研究与防控新进展

    在全球热带与亚热带地区,一种名为梨形虫病(piroplasmosis)的蜱传疾病正持续威胁着畜牧业发展。这类由原生动物寄生虫——主要是巴贝斯虫(Babesia)和泰勒虫(Theileria)引起的疾病,入侵家畜的红细胞和/或白细胞,导致从急性发热到慢性消耗等一系列临床症状。更严峻的是,全球每年因蜱传疾病造成的经济损失高达139亿至187亿美元,其中梨形虫病占据重要部分。这些损失不仅来自高昂的治疗费用,更源于缺乏协调的蜱虫控制策略以及隐性慢性感染导致的生产性能下降,这对资源有限的个体养殖户而言往往是毁灭性打击。长期以来,科学界对梨形虫病的认知存在诸多空白。例如,胎盘垂直传播曾被认为仅是实验室现象

    来源:Tropical Animal Health and Production

    时间:2025-10-08

  • 海洋热浪驱动亚热带鱼群快速更替:加那利群岛岩礁鱼类群落五年时空格局与热带化趋势

    全球海洋正经历着前所未有的变暖,海表温度(SST)的持续上升和海洋热浪的频繁爆发,如同无声的推手,悄然重塑着海洋生命的分布格局。在这股浪潮中,位于东北大西洋的加那利群岛成为了一个绝佳的天然实验室。这片群岛地处温带与热带区域的过渡带,受撒哈拉上升流的影响,自东向西形成了独特的1-2°C的海温梯度——东部的兰萨罗特岛水温较低,而西部的耶罗岛则更为温暖。这种天然的梯度使其成为观察气候变化如何驱动海洋生物群落变化的敏感区域。长期以来,当地鱼类群落的组成变化多依赖于零星的观测,缺乏系统性的长期监测数据,我们对于热带物种如何北扩、温带物种如何退缩,以及海洋热浪等极端事件在其中扮演何种角色,仍知之甚少。为了

    来源:Marine Biology

    时间:2025-10-08

  • 全髋关节置换术后仪表盘损伤致髋臼假体周围骨折的生物力学研究:损伤阈值与性别差异分析

    随着全球人口老龄化的加剧,全髋关节置换术(Total Hip Replacement, THR)已成为治疗终末期髋关节疾病最成功的手术之一。在一些发达国家,该手术的年手术率已超过300/10万人口。这意味着,越来越多的人体内携带着一个“人工髋关节”生活。这些患者往往希望维持积极的生活方式,包括驾驶机动车,这导致他们遭遇交通事故的风险也随之增加。在交通事故中,一种典型的损伤机制是“仪表盘损伤(Dashboard Injury)”,即车辆发生正面碰撞时,乘员膝盖撞击仪表盘,巨大的冲击力沿着股骨向上传导,最终作用于髋关节。对于正常髋关节,这可能导致髋臼骨折或髋关节脱位;但对于已接受THR的患者,情况

    来源:International Journal of Legal Medicine

    时间:2025-10-08

  • 机械刺激诱导含羞草叶片折叠的转录调控机制:从类黄酮合成到应激记忆的分子通路解析

    含羞草(Mimosa pudica)以其独特的叶片快速折叠现象闻名,这种机械刺激响应行为不仅是植物界的奇观,更是研究环境适应性的理想模型。当遭遇触碰或振动时,含羞草能在数秒内完成叶片闭合,这种反应被推测为抵御食草动物或恶劣环境的保护机制。然而,重复刺激会导致叶片逐渐丧失响应能力(即"适应"状态),其背后的基因调控网络与能量代谢变化始终是未解之谜。现有研究多聚焦于离子通道和电信号传导,但对转录级联反应及其与光合作用能耗的关联缺乏系统解析。为此,意大利佛罗伦大学研究团队在《Planta》发表论文,首次揭示单次与多次机械刺激下含羞草叶片折叠的差异化转录调控机制。研究采用盆栽坠落装置实现标准化机械刺激

    来源:Planta

    时间:2025-10-08

  • 华南地区猫细小病毒与猫源犬细小病毒的跨种传播特性与遗传进化机制研究(2023-2024)

    近年来,随着宠物饲养量的激增,猫犬细小病毒感染已成为威胁伴侣动物健康的重要病原。猫细小病毒(Feline Parvovirus, FPV)和犬细小病毒(Canine Parvovirus, CPV)同属细小病毒科,二者在遗传进化上密切相关,且均能感染猫科动物引发急性胃肠炎、白细胞减少症等高致死性疾病。尤其值得注意的是,CPV本身是由FPV跨种传播至犬科动物后演化而来,而当前流行的CPV变异株(如CPV-2c)已出现“反向”感染猫群的趋势,形成复杂的传播循环。然而,针对CPV在猫群中的适应性进化机制及其流行病学风险,尚缺乏系统研究。为揭示FPV与CPV在华南地区的流行规律及遗传特征,方宁团队在《

    来源:BMC Veterinary Research

    时间:2025-10-08

  • 犬空肠造口术后并发肠皮瘘的病例报告:库欣综合征对伤口愈合不良的影响

    在兽医危重症护理领域,空肠造口管(Jejunostomy tube, JT)喂养技术为无法经口、食道或胃部进食的犬只提供了重要的营养支持途径,特别适用于胃肠道手术后或患有胃、十二指肠、近端空肠及胰腺疾病的患者。尽管该技术总体安全性良好,但术后可能出现导管脱落、堵塞、局部蜂窝织炎等并发症,严重时甚至引发肠内容物渗漏导致腹膜炎。尤其值得关注的是,某些基础疾病可能显著增加并发症风险——库欣综合征(Hyperadrenocorticism, HAC)因其糖皮质激素引起的皮肤萎缩、组织弹性下降及感染易感性增加等病理生理特征,可能显著延缓伤口愈合过程。《BMC Veterinary Research》最新

    来源:BMC Veterinary Research

    时间:2025-10-08

  • 枯茗醛席夫碱衍生物的合成与药理活性评价:增强抗菌、抗氧化及抗肿瘤潜力的化学修饰策略

    在天然产物药物开发领域,如何提升先导化合物的生物活性和成药性一直是研究人员关注的焦点。枯茗醛(Cuminaldehyde)作为孜然(Cuminum cyminum L.)的主要活性成分,虽具有广泛的药理活性,但其实际应用仍受限于效力不足和药代动力学性质不理想等问题。为此,Singh等人通过合理的结构修饰,设计合成了一系列枯茗醛席夫碱(Schiff base)衍生物,系统评价其抗菌、抗氧化、抗肿瘤等活性,并借助分子对接和ADME预测筛选优势先导化合物,相关成果发表在《BMC Chemistry》上。为开展本研究,作者主要运用了几项关键技术:采用水蒸气蒸馏法(Clevenger apparatus

    来源:BMC Chemistry

    时间:2025-10-08

  • 综述:分子动力学模拟在反渗透膜水处理中的进展与应用

    分子动力学:原理与理论基础分子动力学(MD)模拟是一种强大的计算工具,它通过求解牛顿运动方程来追踪原子和分子在力场作用下的轨迹,从而研究体系的动态性质。其核心在于利用势能函数来描述原子间的相互作用,总势能通常由键合相互作用(如键伸缩、角弯曲、二面角扭转)和非键合相互作用(如范德华力和静电相互作用)组成。模拟过程始于构建体系的初始构型,并为其分配符合麦克斯韦-玻尔兹曼分布的初始速度。通过数值积分算法(如Verlet或Velocity-Verlet算法)求解运动方程,可以获得体系随时间的演化信息,从而计算各种热力学、结构及动力学性质。力场与软件包力场是MD模拟的基石,它提供了计算原子间相互作用势能

    来源:Desalination and Water Treatment

    时间:2025-10-08

  • ADAM10表达与儿童免疫性血小板减少症缺乏关联:一项病例对照研究

    在儿童血液系统疾病中,免疫性血小板减少症(ITP)是一种常见的自身免疫性出血性疾病,其特征是血小板计数显著降低(低于100×109/L),导致患者容易出现瘀伤、出血等临床表现。这种疾病的本质是免疫系统失调,机体产生了攻击自身血小板的抗体,同时伴有T细胞功能异常,包括辅助性T细胞(Th)亚群比例失衡、调节性T细胞(Treg)数量减少或功能缺陷等。尽管糖皮质激素等免疫抑制剂是ITP的一线治疗方案,但仍有部分患者治疗效果不佳或发展为慢性病程,因此深入探究ITP的免疫发病机制,寻找新的治疗靶点具有重要意义。A Disintegrin and Metalloproteinase 10 (ADAM10)

    来源:Egyptian Pediatric Association Gazette

    时间:2025-10-08


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