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电纺聚合物支架提升"无负极"锂金属电池能量密度的创新研究
电纺聚合物支架提升"无负极"锂金属电池能量密度的机制研究Abstract"无负极"电池设计虽能最大化基于金属沉积的电池能量密度,但容量损失无法通过负极金属储层补充,限制了循环寿命和初始优异能量密度的维持。本研究引入结合电纺聚合物高孔隙轻质支架与薄隔膜的电池设计,同步提升锂库存可逆性和"无负极"锂金属电池的预期能量密度。尽管仍观察到"电池呼吸"和循环膨胀现象,但支架修饰铜电极的介电特性显著降低了"枝晶"和电子绝缘的"死"锂金属沉积程度。1 Introduction锂金属电池(LMBs)用锂金属替代石墨负极,理论上可使负极比容量提升十倍。但"无负极"设计在组装时负极无活性材料,通过正极锂储层在裸集
来源:Advanced Functional Materials
时间:2025-09-09
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基于海洋经向翻转环流启发的光伏系统温盐梯度自维持冷却技术
高温严重制约光伏(PV)系统效能,传统蒸发冷却技术存在容量受限、性能衰减快的缺陷。受海洋经向翻转环流(Meridional Overturning Circulation, MOC)启发,研究者创新设计出膜封装吸湿溶液层,通过太阳能加热、辐射冷却与湿气吸脱附的协同作用,构建动态温度-盐度梯度。这种仿生系统在标准1-sun光照下实现18.2°C的突破性降温,性能衰减率低至0.5°C·h−1,吸湿溶液再生速率高达102.5 g/(m2·h)。长期户外测试表明,该PV-MOC系统在晴好天气下能持续提升发电量,为光伏冷却领域开辟了自然启发的技术新路径。
来源:Advanced Functional Materials
时间:2025-09-09
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基于带隙调控Ag2Te量子点的四波段短波红外探测技术
在短波红外(SWIR)多光谱检测领域,传统外延半导体材料正面临重大挑战。具有尺寸可调带隙特性的胶体量子点(QDs)崭露头角,为夜视、质量检测和生物成像等应用带来新机遇。这项研究创新性地采用四种不同尺寸的环保型Ag2Te量子点,通过紫外诱导配体交联的直接光刻图案化工艺,在单芯片上实现了四通道并行集成。该技术路线包含三个关键步骤:量子点薄膜沉积、选择性紫外交联和图案显影。最终制备的探测器在1150nm、1350nm、1550nm和1800nm波长处分别展现出188.4mA W−1、173.5mA W−1、155.6mA W−1和185.8mA W−1的优异响应度。更令人振奋的是,通过解析四个光谱通
来源:Advanced Functional Materials
时间:2025-09-09
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超越五种爱的语言:基于自下而上方法的爱语模型拓展研究
爱情的表达方式远比想象中复杂。Chapman提出的五种爱的语言(Five Love Languages)虽被广泛用于心理咨询,但其完整性始终存疑。美国研究团队对696名、500名和499名长期伴侣进行三轮研究,采用自下而上(bottom-up)的研究路径,通过探索性因子分析(EFA)和验证性因子分析(CFA)对爱语测量工具进行重构。令人惊讶的是,数据更支持7-10种爱语因子的模型架构,这些新模型在预测关系质量(relationship quality)方面显著优于传统五因子框架。这项突破性发现暗示,现有爱情表达模型可能遗漏了近半数的关键维度。对于从事伴侣治疗(relationship ther
来源:Journal of Marital and Family Therapy
时间:2025-09-09
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终身学习视角下的交通安全教育创新研究:越南、印度和尼泊尔政策建议
道路安全领域的最新研究表明,高中阶段学生(adolescents)是交通事故的高危人群。交通安全教育(Traffic Safety Education, TSE)作为终身学习(lifelong learning)体系的重要组成部分,亟需创新性改革。这项横跨越南、印度和尼泊尔的质性研究(qualitative study)采用焦点小组(focus groups)和深度访谈(in-depth interviews)方法,系统调研了包括学生、家长、教师、交警和专家在内的多元利益相关者(stakeholders)。研究发现当前TSE存在三大学习模式:正规学习(formal learning)、非正规学
来源:Children & Society
时间:2025-09-09
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基于适应性景观建模与强化学习的蛋白质工程加速技术
蛋白质工程领域迎来突破性进展!最新开发的μProtein框架巧妙融合了深度学习模型μFormer和强化学习算法μSearch,仅需单点突变数据就能精准预测蛋白质复合突变效果。这个智能系统通过建模上位性相互作用(epistatic interactions)和多步搜索策略,在β-内酰胺酶(β-lactamase)改造中取得惊人成果——设计出的多点突变体使细菌生长速率飙升2000倍,创下该酶活性提升新纪录。更令人振奋的是,μProtein完全摆脱了对海量实验数据的依赖,仅凭单点突变训练就实现了复杂多位点突变的精准预测,为突破蛋白质优化"序列空间爆炸"难题提供了创新性计算范式。这项技术将显著加速定制
来源:Nature Machine Intelligence
时间:2025-09-09
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基于序列到序列框架的抗原特异性T细胞受体计算设计新方法TCR-TRANSLATE
在免疫治疗领域,T细胞受体(TCR)的精准设计一直是重大挑战。T细胞通过表面TCR识别由主要组织相容性复合体(MHC)呈递的抗原肽(pMHC),这种识别具有单氨基酸分辨率。尽管工程化TCR疗法在慢性感染、自身免疫病和实体瘤治疗中展现出潜力,但传统发现方法效率低下,且受限于复杂的交叉反应规则和稀疏的配对数据。现有计算方法多将抗原特异性建模为二分类任务,难以直接用于TCR设计。针对这一瓶颈,Alex Rubinsteyn团队创新性地将TCR设计问题转化为序列到序列(seq2seq)任务,开发了TCR-TRANSLATE框架。研究采用BART和T5两种Transformer架构,构建了12种模型变体
来源:Nature Machine Intelligence
时间:2025-09-09
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二维BA2PbI4薄膜中锂离子嵌入的多技术表征及其在锂离子电池中的应用研究
1 引言有机-无机杂化钙钛矿因其优异的光电特性在太阳能电池、发光二极管等领域备受关注。近年来,其在锂离子电池(LIBs)中的应用潜力逐渐显现,特别是二维Ruddlesden-Popper型钙钛矿BA2PbI4(BA为丁铵离子)展现出独特的锂离子嵌入能力。该材料由交替的PbI4平面和双层有机铵离子构成,其开放框架结构有利于锂离子(Li+)通过插层或转化反应嵌入。然而,电极/电解质界面的演变机制尚不明确,亟需结合微观形貌与光谱分析技术进行解析。2 实验方法研究采用旋涂法在氟掺杂氧化锡(FTO)和铜(Cu)基底上制备BA2PbI4薄膜,并在氩气环境中组装模拟电池。通过原子力显微镜(AFM)的轻敲模式
来源:Surface and Interface Analysis
时间:2025-09-09
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生成式AI赋能虚拟团队协作能力培训:基于人本设计的教育技术创新
随着远程工作模式的普及,虚拟团队协作能力(Virtual Teamwork Competency)已成为工程人才的核心素养。然而当前高等教育存在三大痛点:传统培训过度强调任务完成而忽视能力培养;教学形式单一导致参与度低下;缺乏过程性反馈机制。更棘手的是,工程学生普遍存在"重技术轻协作"的认知偏差,将团队协作简单理解为"开会+任务分配"。这种能力缺口在疫情后的混合式学习环境中愈发凸显,亟需创新解决方案。香港大学Wenjie Hu和Cecilia Ka Yuk Chan团队在《International Journal of Educational Technology in Higher Edu
来源:International Journal of Educational Technology in Higher Education
时间:2025-09-09
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钙钛矿薄膜动力学调控表面平滑技术实现像素级均匀性突破高分辨率X射线平板成像
钙钛矿X射线平板探测器(FPDs)作为新一代高分辨率成像器件,其性能却长期受困于多像素间薄膜不均匀的顽疾。科研团队独辟蹊径地开发出动力学调控表面平滑技术,犹如给粗糙的钙钛矿薄膜施展"分子级美容术"——通过精准调控溶剂诱导的表面溶解、流平及蒸发再结晶三重奏,不仅抚平了纳米级沟壑,更神奇地修复了表面缺陷。这种"一石二鸟"的工艺将铅富集相分离现象压制到最低限度,最终锻造出媲美单晶的均匀薄膜。经优化的探测器展现出令人惊艳的"三重奏"性能:固定模式噪声低至2.73%,堪比交响乐中的绝对音准;灵敏度高达86150 µC Gyair−1 cm−2,如同装上了超灵敏的"分子耳朵";更以0.54 lp pix−
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-09-09
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自驱动PbS胶体量子点光电二极管实现高分辨率水下近红外单像素成像技术突破
这项突破性研究展示了自驱动硫化铅胶体量子点(PbS CQDs)光电探测器在水下近红外单像素成像(NIR SPI)领域的卓越性能。科研团队通过巧妙的配体工程策略,成功制备出具备超低暗电流(1.3×10−9 A cm−2)和超高探测率(5.57×1013 Jones)的器件,其响应度可达0.6 A W−1。该成像系统在透射和反射模式下均能实现128×128像素的高分辨率成像,仅需1%的采样率即可清晰成像,且无需额外滤波电路。令人惊叹的是,即使在浑浊水域环境中,系统仍能保持20 dB以上的信噪比(SNR),反射模式下的成像质量同样令人满意。这项技术为海洋勘探、水下监测等应用提供了全新的解决方案,标志
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-09-09
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自支撑TiN-Au垂直排列纳米复合薄膜:柔性等离子体杂化超表面的创新突破
1 引言光学超材料通过设计自然界不存在的纳米结构实现独特的光-物质相互作用,过渡金属氮化物(TiN、TaN、HfN)因其优异的光学/等离子体特性和高温稳定性成为研究热点。垂直排列纳米复合材料(VAN)将等离子体材料(Au、TiN)与铁电/铁磁材料垂直复合,产生界面耦合效应。TiN-Au体系结合了TiN的低损耗特性和Au的强等离子共振,但传统外延生长需要单晶氧化物基底和高沉积温度,限制其器件集成潜力。2 结果与讨论研究团队创新性地采用水溶性Sr3Al2O6(SAO)缓冲层,在SrTiO3基底上生长TiN-Au VAN薄膜。透射电镜(STEM)显示,17nm厚的TiN缓冲层使Au纳米柱在TiN基质
来源:Advanced Materials Interfaces
时间:2025-09-09
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量子关联增强型中红外双光梳光谱技术突破分子指纹检测极限
在分子光谱检测领域,中红外波段因其覆盖众多分子振动能级而被称为"指纹区",但传统检测技术面临两大困境:一方面,基于可调谐激光的光谱方法扫描速度慢;另一方面,宽带检测的双光梳光谱(DCS)又受限于中红外频段光源与探测器性能。常规DCS在近红外区域已趋成熟,但将其拓展至2.6-5.2μm的中红外区域时,非线性转换效率低、探测器噪声大等问题导致信噪比急剧恶化。Zhuoren Wan团队在《eLight》发表的突破性研究,通过量子光学手段为这一困境提供了创新解决方案。研究团队采用三项核心技术:1)基于高非线性光纤(HNLF)的种子四波混频(SFWM)产生量子关联双光梳;2)周期性极化铌酸锂(PPLN)
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绿色便捷技术制备的生态友好型氮掺杂类石墨烯纳米片/纳米镍钴氧化物纳米复合材料及其高性能固态超级电容器研究
这项突破性研究开创性地采用绿色超声混合技术,在水相环境中成功构建了氮掺杂类石墨烯纳米片(E-NG)与纳米镍钴氧化物(NiCo(O))的复合体系。微观结构分析显示,E-NG纳米片与NiCo(O)纳米粒子形成了紧密交织的异质结构。电化学测试惊艳地发现,该复合材料通过双电层电容(EDLC)和赝电容的协同作用(经Dunn模型定量证实),在非对称超级电容器中实现了355 Fg−1的超高比电容,其52.3 Whkg−1的能量密度更是媲美商用储能器件。经过5000次充放电循环后,器件仍保持90%初始容量,展现出卓越的循环稳定性。这项研究不仅开发了环境友好的纳米复合材料制备工艺,更为可再生能源并网储能提供了高
来源:Energy Technology
时间:2025-09-09
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磁性驱动微纳米催化机器人(μ-Catbots)实现即时能源捕获与便携式供氧的创新研究
这项突破性研究展示了自推进式磁性微纳米催化机器人(μ-Catbots)的革命性应用。这些直径500纳米的聚苯乙烯(PS)微球表面修饰着氧化铁纳米颗粒(FeONPs)和铁纳米颗粒(FeNPs),犹如微型"清洁能源工厂"——既能磁控导航,又能高效催化分解过氧化氢(H2O2)产生氧气(O2),同时将甲酸(HCOOH)转化为氢气(H2)。气泡喷射驱动的自主运动不仅增强流体混合,更创造性地建立了基于图像分析(IM)的反应动力学监测方法。研究发现,这些"纳米小精灵"表面气泡生成行为完美符合Langmuir-Hinshelwood(L-H)动力学模型,涉及燃料扩散、表面吸附、催化反应、产物脱附等关键步骤。通
来源:ChemCatChem
时间:2025-09-09
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基于光取向液晶元件的可编程全息结构光多维复用嵌套光学加密技术
这项突破性研究展示了一种创新的光学加密方法,巧妙地将光取向液晶元件(photoalignment LC elements)的可编程特性与全息结构光技术相结合。科研团队设计出包含8个独立通道的多维复用系统,通过偏振态(polarization)、波长(wavelength)和空间位置(spatial position)三重维度实现信息的高密度编码。加密过程采用嵌套式设计:首先将原始信息转换为受密码保护的二维码(QR code),随后通过精心设计的液晶元件在远场生成全息密钥。解密时需分步完成三个关键操作:1)利用波长和位置信息提取全息密钥;2)采用非对称加密算法(Rivest–Shamir–Adl
来源:Laser & Photonics Reviews
时间:2025-09-09
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社会共享调节学习问卷的开发与验证:基于二阶验证性因子分析的多维度测量工具创新
1 引言学习本质是社会性过程,维果茨基(Vygotsky)社会建构主义理论为协作学习奠定基础。传统自我调节学习(SRL)理论在协作情境中拓展为社会共享调节学习(SSRL),强调群体共同构建目标、监控进程并调节动机情绪。现有SSRL测量工具多聚焦认知维度,缺乏整合动机情绪要素的标准化问卷。本研究通过二阶验证性因子分析开发24条目SSRL问卷,填补该领域方法论空白。2 文献综述2.1 自我调节学习(SRL)Zimmerman的SOC三元模型提出目标设定-监控-反思循环,Winne的COPES模型强调元认知监控。最新研究关注AI工具对SRL的支架作用,但个体视角难以解释协作情境中的复杂互动。2.2
来源:Frontiers in Psychology
时间:2025-09-09
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职场社交性行为对员工创新的双重影响:基于性别差异与行为频率的调节效应分析
职场社交性行为的多维影响机制1 引言在第四次工业革命背景下,创新行为成为组织可持续发展的关键驱动力。传统研究多将职场中的性相关行为(SSB)与性骚扰等负面现象关联,但文化人类学研究显示,在适当情境下,含有性隐喻的社交互动可能产生积极影响。韩国作为儒家文化影响深远的国家,职场SSB长期被视为禁忌,这使得探究其潜在建设性价值更具学术意义。本研究首次整合性别角色理论和最优刺激水平理论(OST),系统分析SSB通过心理社会资源影响创新行为的双路径机制。2 理论基础与假设2.1 社交性行为概念SSB被定义为包含性内容但不具侮辱性的组织成员互动,其正向感知可增强归属感和情感联结。研究采用Jang(2022
来源:Frontiers in Psychology
时间:2025-09-09
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利用放射化学技术诊断国家点火装置惯性约束聚变研究中的燃料-烧蚀层混合:Pushered Single Shell实验中Tc/Mo同位素比的测量
在国家点火装置(NIF)的惯性约束聚变(ICF)研究中,燃料与烧蚀层材料的混合程度是影响聚变产额的核心因素。Pushered Single Shell(PSS)实验采用含钼(Mo)的铍(Be)烧蚀层胶囊设计,而如何量化混合成为关键挑战。1 引言NIF通过192束激光间接驱动氘氚(DT)燃料胶囊产生聚变。PSS设计中,钼梯度层可减少辐射损失,但高Z材料混入燃料会降低等离子体温度。传统诊断受限于微米级空间和皮秒级时间尺度,而放射化学技术通过测量活化产物同位素比(如96gTc/99Mo)直接反映混合。此前铬(Cr)胶囊采用52Mn/51Cr作为指标,钼胶囊则需开发新方法。2 材料与方法2.1 材料实
来源:Frontiers in Chemistry
时间:2025-09-09
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HT SpaceM:一种高通量、可重复的单细胞小分子代谢组学新方法
在生命科学领域,单细胞代谢组学(SCM)正成为解析细胞异质性的重要工具。然而现有技术面临三大挑战:对小分子代谢物检测灵敏度不足、通量有限导致统计效力低下、缺乏标准化的数据分析框架。这些问题严重制约了SCM在揭示疾病机制和药物开发中的应用潜力。特别是当研究癌症等高度异质性疾病时,传统群体水平的代谢分析会掩盖关键亚群特征,而现有SCM方法多局限于检测脂类分子,难以捕捉氨基酸、核苷酸等关键小分子代谢物的动态变化。为突破这些限制,由Jeany Delafiori和Mohammed Shahraz共同领导的国际团队在《Cell》发表了创新性研究成果。研究人员开发了HT SpaceM技术平台,该平台整合了