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  • 光固化阴离子型氰基丙烯酸酯3D打印技术

    光固化氰基丙烯酸酯最初是为构建三维(3D)物体而提出的。在概念验证实验中展示了多种打印技术:数字光处理(DLP)、阴离子连续液相界面聚合(ACLIP)和体积式3D打印。据我们所知,这是首次利用光诱导实现氰基丙烯酸酯的阴离子3D打印。这种树脂的主要独特优势包括:(i) 无粘性聚合物(不受氧气抑制),(ii) 采用低辐照度LED进行快速后处理,(iii) 热塑性聚合物而非常见的热固性聚合物,以及 (iv) 极快的反应速率。缺点是打印机需要经过定制以避免在体积光固化(VAT)过程中发生反应——这突显了打印机制造商之间合作的必要性。在不使用遮光染料的情况下,已实现z轴方向500微米的打印分辨率。本文为

    来源:ACS Applied Polymer Materials

    时间:2025-10-24

  • 快速、耐氧且用途广泛的聚(2-甲基丙烯酰氧基)乙基琥珀酸酯刷状聚合物的合成方法

    在材料科学领域,聚合物刷(polymer brushes)因其高度可调的结构和易于修饰的化学特性而受到广泛关注。这些刷状结构通常由大量聚合物链紧密排列并锚定在固体表面,因此在许多表面改性、功能化应用中具有重要作用,如(生物)传感、生物材料、润滑和分离等。其中,含有羧基(−COOH)的聚合物刷因其独特的响应特性,例如对电场、pH值和离子强度的敏感性,以及能够高效地共价连接小分子和大分子的能力,成为研究热点。然而,目前对于这类聚合物刷的合成方法仍存在一定的局限性,尤其是在氧气敏感性方面。大多数现有的合成方法需要在无氧环境中进行,以防止氧化反应对聚合过程的干扰,这不仅增加了实验的复杂性,也限制了其在

    来源:ACS Applied Polymer Materials

    时间:2025-10-24

  • 通过环保的水热辅助分离角蛋白技术,将羊毛和羽毛废弃物升级为纳米纤维

    ### 绿色水热法提取角蛋白用于纳米纤维生产的研究在当今社会,随着环保意识的提升,可持续发展和绿色技术成为研究的重点。水热降解是一种特别有前景的环保方法,用于从生物质中提取角蛋白。然而,这种方法往往导致产物具有较宽的分子量分布,这在某些应用中可能不太理想,尤其是对纤维的生产。本研究旨在探讨通过水热降解获得的鸡毛和羊毛废弃物是否能够用于生产具有优良抗氧化活性和皮肤细胞相容性的纳米纤维。为此,研究团队使用了角蛋白/聚乙二醇(PEO)混合物,并通过两种不同的交联剂——乙二醇二缩水甘油醚(EGDE)和季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)进行针式电纺丝,以提高纳米纤维在水中的稳定性。#### 角蛋白的来源与特

    来源:ACS Applied Polymer Materials

    时间:2025-10-24

  • 综述:4D打印形状记忆聚合物复合材料:智能结构、加工策略及应用前景的创新

    在过去十年中,四维(4D)打印技术作为一种重要的制造方法逐渐兴起并受到了广泛关注。与传统制造方法不同,4D打印能够使材料从静态状态转变为动态状态。这项技术的核心在于将智能材料与3D打印技术相结合,从而使打印出的结构在外部刺激下能够改变其性能。本文详细介绍了四种4D打印技术:熔融沉积建模(FDM)、选择性激光烧结(SLS)、直接墨水书写(DIW)和光固化(VP)。此外,还全面分析了各种形状记忆聚合物,并根据它们的驱动机制进行了分类,同时探讨了4D打印在航空航天、生物医学、机器人技术和电子设备领域的当前及潜在应用。这些进展凸显了4D打印在重塑传统制造业方面的巨大潜力,并为复杂的工程挑战提供了新的解

    来源:ACS Applied Polymer Materials

    时间:2025-10-24

  • 基于多苯基氯的分子抗蚀剂通过自交联技术实现13纳米半节距光刻

    我们开发了一种基于多苯基氯修饰的低分子量(<800 Da)分子玻璃的负性抗蚀剂平台,以应对电子束光刻(EBL)和极紫外光刻(EUVL)中的抗蚀剂挑战。设计并合成了一系列氯甲基取代位置不同的分子玻璃(分别标记为AD4xCl,其中x = O、M和P,代表邻位、间位和对位取代),并评估了这些抗蚀剂的光刻性能。热分析、成膜能力和溶解度测量结果表明AD4xCl具有作为负性非化学放大抗蚀剂(n-CAR)材料的潜力。使用EBL技术实现了小至16纳米半节距(HP)的特征尺寸,并观察到取代位置对分辨率和灵敏度有显著影响。原子力显微镜(AFM)的峰值力定量纳米力学映射模式测量证实,取代位置的不同显著影响了抗蚀剂膜

    来源:ACS Applied Polymer Materials

    时间:2025-10-24

  • 原位聚合技术助力固态锂金属电池中电极界面的构建

    在本研究中,采用了一种由P(VDF-HFP)、LiTFSI以及高熵菱形NASICON结构的陶瓷填料Li1.3Al0.1Sc0.1Y0.1Sn1.7/3Zr1.7/3Ti1.7/3(PO4)3组成的陶瓷-聚合物复合膜作为电池的固体电解质。此外,通过1,3-二氧杂环烷(DOL)与不同锂盐(LiTFSI、LiFSI和LiDFOB)在LiPF6盐的催化下进行环聚合,制备出了易于形成的电极界面。不同锂盐的协同作用在锂金属界面形成了稳定的界面层,使得Li|Li纽扣电池在室温下的峰值电流密度约为1 mA cm–2时仍能实现稳定的锂沉积/剥离过程。原位聚合的聚合物基质还有助于在正极侧和电解质-电极界面形成锂离

    来源:ACS Applied Electronic Materials

    时间:2025-10-24

  • 利用科学文献中的光谱数据提取技术,通过机器学习实现薄膜光学性质的预测

    将机器学习(ML)融入材料科学领域,在准确高效地预测材料性质方面展现出了巨大潜力。本研究提出了一种数据驱动的方法,用于从科学文献中的线图中提取折射率光谱,将之前未被充分利用的图形数据转化为结构化数据集,以用于预测建模。研究采用了先进的 数据提取工具(如 ChartOCR 和 Plot2Spectra),并结合严谨的特征工程,最终构建了一个包含 1,770 个样本的高质量数据集。预处理流程包括光谱数据提取、数据标准化以及关键特征的整合(如元素组成、合成参数和波长依赖性质)。训练并评估了一个 XGBoost 模型,其平均绝对百分比误差(MAPE)为 0.149,这证明了该方法的有效性。这些发现凸显

    来源:ACS Applied Optical Materials

    时间:2025-10-24

  • 利用磁控溅射技术制备高容量、长寿命的非晶碳化硅(a-SiC)薄膜阳极及其在质子电池中的应用

    在当前能源技术蓬勃发展的时代,由于质子电池具有高能量密度和长循环寿命,它们已成为储能领域的研究热点。阳极材料的性能直接影响质子电池的整体性能。本研究重点关注利用磁控溅射技术制备用于质子电池的a-SiC薄膜阳极材料。通过精确控制硅(Si)与碳(C)的比例,系统而深入地研究了这一比例对薄膜电化学性能的影响。经过对工艺参数的不断探索和优化,成功制备出了性能优异的a-SiC薄膜。其中,a-Si0.9C0.1薄膜阳极材料表现尤为突出,展现了卓越的电化学性能:其初始放电容量高达1758 mAh g–1,在2000次循环(放电电流密度为2 A g–1)后,容量仍保持在1502 mAh g–1,容量保持率为8

    来源:ACS Applied Energy Materials

    时间:2025-10-24

  • 利用机器学习方法,通过力场加速预测应变态二硫化钨(WS2)单层材料的低晶格热导率

    由于其优异的电子特性,WS2单层材料在电子和光电子设备中具有广泛应用前景。然而,其较高的晶格热导率(κL)限制了其在热电和隔热领域的应用。降低κL的有效方法之一是施加双轴拉伸应变。在这项研究中,我们采用了一种高效的方法,将机器学习力场与Peierls-Boltzmann传输方程相结合,以准确且高效地计算WS2单层的κL。该方法在大幅节省计算资源的同时,仍能够复现密度泛函理论的结果。进一步分析表明,在2–20%的双轴拉伸应变下,WS2单层的κL会降低;超过这一范围后,材料将出现动态不稳定性。室温下的κL随应变呈非单调递减趋势,在16%应变时降至最低值11.18 W/mK。热传输分析发现,16%应

    来源:ACS Applied Energy Materials

    时间:2025-10-24

  • 通过光电子光谱技术表征的甲胺鎓-铯-碘化铅自掺杂钙钛矿薄膜

    在过去的十五年中,混合铅卤化物钙钛矿因其独特的光电性能而成为研究的热点。这类材料通常具有APbX₃的通用化学式,其中A位通常由有机阳离子如甲基铵(CH₃NH₃⁺,简称MA⁺)或形式铵(CH(NH₂)₂⁺,简称FA⁺)占据,而X位则由卤素阴离子(如I⁻、Br⁻、Cl⁻)组成。钙钛矿材料展现出可调的带隙宽度、强光吸收能力、长载流子扩散长度等优异特性,这些性能使其在太阳能电池、发光二极管和光电探测器等光电子器件中具有巨大的应用潜力。同时,钙钛矿材料的制备技术也在不断发展,从传统的溶液法转向更为可控的真空沉积技术,这为实现大规模生产和更复杂的器件设计提供了新的可能性。尽管钙钛矿材料展现出诸多优势,但其

    来源:ACS Applied Energy Materials

    时间:2025-10-24

  • 利用相关光学和电子显微镜技术对双金属等离子体纳米粒子的结构-性质进行分析

    双金属等离子体纳米材料通过控制其组成和结构,为调节光学和催化性能提供了独特的机会。它们的性能源于等离子体基体金属与功能性次要成分之间的相互作用,然而,要弄清楚合金化和形态如何影响其光学响应仍然具有挑战性,尤其是在通常在宏观尺度上测量其光学特性的情况下。在这里,我们对不同形状和铂含量的银(Ag)和银铂(AgPt)纳米颗粒(NPs)进行了系统的单颗粒研究,所有测量都在同一碳涂层的透射电子显微镜(TEM)网格上进行。我们采用了一种关联成像方法,结合了暗场显微镜、单颗粒散射光谱、扫描透射电子显微镜(STEM)和能量色散X射线光谱(EDS),直接将结构和组成特征与单个颗粒的光学行为联系起来。我们的数据集

    来源:The Journal of Physical Chemistry C

    时间:2025-10-24

  • 通过精确的扩散蒙特卡罗方法提高MnBi2(Se1–xTex)4材料的缺陷抗性及有序性

    在材料科学领域,稳定材料结构和控制缺陷形成仍然是一个关键挑战,尤其是在理论研究方面,因为需要精确预测时必须解决微小的能量差异。我们采用了最先进的理论方法来研究拓扑材料,重点关注MnBi2Te4(MBT),这是一种具有潜力的本征磁性拓扑绝缘体。MBT中的反位缺陷会改变其电子结构和磁性,从而降低拓扑性能并导致实验结果不一致。通过扩散蒙特卡洛方法和密度泛函理论,我们研究了MBT、MnBi2Se4(MBS)以及MnBi2(Se1–xTex)4的热力学稳定性和缺陷形成过程。研究发现,MnBi2Se2Te2在有限温度下仍能保持稳定,其缺陷形成能较高,这是由于Mn与Se之间的键合更强且内部应变较小。当Se替

    来源:The Journal of Physical Chemistry C

    时间:2025-10-24

  • 基于Sternheimer框架的自旋翻转TDDFT:高斯平面波方法的实现与数值稳定性研究

    理论方法本研究基于CP2K软件中TDDFT的实现框架,提出了在Tamm-Dancoff近似(TDA)下自旋翻转激发能(SF-TDDFT)的拉格朗日量形式,旨在推导解析核坐标导数。该拉格朗日量定义为激发能表达式加上两个约束条件:激发向量X的正交归一性,以及其与未占据β分子轨道的正交性。通过引入拉格朗日乘子W̅̅X、激发向量X和激发能ω,以及分子轨道系数C,构建了完整的能量泛函。其中,涉及Kohn-Sham矩阵F、Kronecker delta δij和原子轨道重叠矩阵S的第一项对应于SF-TDDFT中常见的分子轨道能级差。Kohn-Sham矩阵元由单电子积分h、基态密度矩阵Dσ和交换关联势vxc

    来源:The Journal of Physical Chemistry A

    时间:2025-10-24

  • “Orochi”技术在头颈部重建中的应用

    摘要通俗语言总结 背景: 对于颈部血管严重缺乏的患者,同时进行多处游离皮瓣重建以修复大面积头颈部缺损是一项极具挑战性的任务。Koshima提出的“Orochi”技术通过将一个或多个次要游离皮瓣与主要游离皮瓣的蒂部吻合,形成一种“嵌合”皮瓣,这在受体血管稀缺的情况下可能是一个有用的选择。 方法: 本研究回顾了2005年至2024年间使用Orochi技术进行头颈部缺损重建的病例。通过多变量回归分析和倾向评分匹配,比较了Orochi皮瓣与传统游离皮瓣及静脉移植游离皮瓣的术后效果。

    来源:Plastic and Reconstructive Surgery

    时间:2025-10-24

  • 一种基于仿生学的方法,用于从未受保护的醛糖合成1,2-顺式C-乙烯基呋喃糖苷

    C-糖苷是 O-糖苷和 N-糖苷的宝贵类似物,在制药领域具有广泛的应用价值。虽然大多数合成 C-糖苷的方法依赖于受保护的糖基供体,但人们越来越关注使用未受保护的天然糖的方法,尤其是用于合成 C-呋喃糖苷,因为从热力学角度来看,这类糖苷比对应的 吡喃糖苷 更不稳定。受酶促生物合成过程的启发,我们提出了一种仿生“开合”策略,用于从未受保护的醛糖合成 1,2-顺式 C-乙烯基呋喃糖苷。该过程涉及醛糖与乙烯基硼酸在吗啉介导下的 Petasis 反应,将环状半缩醛转化为线性的多羟基胺,具有很高的 1,2-反式 选择性。随后通过二氟卡宾诱导的脱氨环化反应,能够高效地形成呋喃环,同时保持较高的化学选择性和立

    来源:Journal of the American Chemical Society

    时间:2025-10-24

  • 利用计算辅助方法设计可电离的胆固醇脂质,用于制备脂质纳米颗粒,以调控肝脏中mRNA的积累

    mRNA疗法正成为一种革命性的治疗方式,为多种疾病的治疗和预防提供了多功能平台。基于非病毒纳米颗粒的递送系统,尤其是脂质纳米颗粒(LNPs),对其成功临床应用至关重要。然而,目前FDA批准的四种成分脂质纳米颗粒(LNP)制剂在全身给药后主要通过载脂蛋白E/低密度脂蛋白受体(ApoE/LDLR)介导的肝细胞摄取而积聚在肝脏中,这显著限制了其在肝脏外的递送能力,从而限制了其更广泛的治疗应用。在此,我们提出了一种计算辅助设计方法,用于识别和优化具有肝脏外递送特性的可电离胆固醇(iChol)脂质,并据此开发了一种三组分LNP系统。利用DiffDock-L辅助设计,我们将LNPs的两个关键成分——胆固醇

    来源:Journal of the American Chemical Society

    时间:2025-10-24

  • 原子配位调控技术实现了超高产单原子催化剂,且载量极低

    制备兼具超低载量与工业级性能的贵金属基催化剂仍然是一个重大挑战。在这里,我们报道了一种简便的策略,用于合成ppm级别负载的Ir1单原子催化剂(SACs),这些催化剂能够突破尺度关系限制,实现卓越的丙烷脱氢(PDH)性能。简单的H2IrCl6浸渍在碳基底上,随后进行NH3热解处理,可得到一种催化剂,其丙烷转化率可达约33%,丙烯选择性约为92%。该催化剂在单位时间内的丙烯产率为14976 molC3H6 molIr–1 h–1,并且具有极低的失活速率(0.00191 h–1),性能优于Ir纳米颗粒和大多数已报道的贵金属催化剂。先进的表征技术和密度泛函理论计算表明,NH3热解作用导致Cl原子被N原

    来源:Journal of the American Chemical Society

    时间:2025-10-24

  • 集成溶剂化化学技术助力高能量锂金属电池的发展

    高能量锂金属电池(LMBs)的电解质设计需要同时抑制溶剂的反应性并促进阴离子的还原。然而,现有的方法往往由于对溶剂化结构控制不足而效果不佳,导致过多的游离溶剂和阴离子物种以及持续的副反应。在这里,我们提出了一种溶剂化整合策略,将溶剂分子和阴离子都限制在第一个溶剂化层内,从而最大限度地降低它们的反应性。作为概念验证,我们使用亲锂性物质(三氟甲氧基)氟苯(TFMFB)来调节Li+的溶剂化,增强溶剂对Li+的亲和力,确保有利的Li+反应动力学。同时,亲脂性物质(三氟甲基)环己烷(FMCH)形成了一层外部的动力学屏障,抑制溶剂/阴离子的脱溶剂化。这种内部亲锂、外部亲脂的配置产生了协同限制作用,显著提高

    来源:Journal of the American Chemical Society

    时间:2025-10-24

  • 通过氟化诱导的限域与定位技术制备的超耐久再生型丙烷脱氢催化剂

    在化工行业中,用于丙烷脱氢(PDH)的催化剂需要具备高丙烷转化率、优异的丙烯选择性、强大的抗烧结和积炭能力以及易于再生的特性。本文介绍了一种独特的氟化硅基MFI沸石包覆PtSn催化剂设计:氟化处理在全硅分子筛中形成了“孔隙”,并使得超微小的PtSn纳米颗粒得以稳定分布。该催化剂在5000小时的连续运行中表现出极高的活性和选择性,尤其是出色的抗烧结性能。在工业适用条件下,该催化剂在纯丙烷体系中实现了接近热力学极限的丙烷转化率(接近100%)和94%的丙烯选择性。值得注意的是,即使催化剂发生积炭,也可以通过相同温度下的H2处理实现简单再生,从而避免了传统再生方法中复杂、有毒且具有腐蚀性的氧氯化过程

    来源:Journal of the American Chemical Society

    时间:2025-10-24

  • 高压及成分定向制备六角形GeSn合金类材料的方法

    尽管立方金刚石结构的硅(Si)和锗(Ge)在电子特性上占据优势,但它们在光电子性能方面存在不足。然而,最近的研究表明,经过体积膨胀处理的六方结构锗(Ge)能够展现出人们所期望的优异光电子特性。如果较大的锡(Sn)能够与锗形成六方固溶体,那么这种膨胀效果就能实现。但这一现象原本并不被看好,因为锗和锡在常温常压下几乎不发生化学反应;此外,锡本身也没有六方对称性,因此在任何条件下(包括薄膜制备过程中)只能制备出立方或四方结构的锗锡二元化合物。通过使用大体积压机将锗和锡置于9至10 GPa的压力下,并在高达1500 K的温度下进行处理,这种情况发生了根本性的改变。同步辐射角分辨X射线衍射、进动电子衍射

    来源:Journal of the American Chemical Society

    时间:2025-10-24


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