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综述:石墨烯纳米图案化技术的发展:迈向直接书写
在当前的纳米电子技术发展中,石墨烯作为一种具有独特物理化学特性的二维材料,展现了极大的潜力。其卓越的电子、机械和热性能使其成为下一代电子设备的核心材料。然而,传统的光刻技术在石墨烯的图案化过程中存在诸多限制,如污染、对齐复杂性和可扩展性差等问题。因此,研究者们正积极探索“直接写入”石墨烯的新方法,以克服这些障碍并实现高精度、高保真度的石墨烯纳米结构制造。直接写入技术通常指的是在无掩膜的情况下,通过局部的物理或化学作用直接在基底上形成石墨烯结构。这种方法的核心优势在于其灵活性和可控制性,能够实现从纳米到微米尺度的精确加工,而无需复杂的转移步骤或额外的掩膜层。例如,聚焦电子束诱导沉积(FEBID)
来源:Advanced Materials
时间:2025-11-24
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多孔有机笼对氟化气体的高度选择性吸附——氟化侧链的影响
在当今全球环境问题日益严峻的背景下,氟化气体(F-gases)因其极高的全球变暖潜能(Global Warming Potential, GWP)和较长的环境寿命,已成为温室气体排放的重要组成部分。这类气体包括全氟碳化合物(Perfluorocarbons, PFCs)和六氟化硫(Sulfur Hexafluoride, SF₆)等,它们在工业应用中扮演着重要角色,如电器设备的绝缘气体、半导体制造过程中的蚀刻气体以及制冷剂等。然而,正是由于其难以降解的特性,这些气体在大气中持续积累,对全球气候系统造成深远影响。因此,开发能够有效吸附这些气体的材料成为解决其环境问题的关键。本研究聚焦于一类新型的
来源:Advanced Materials
时间:2025-11-24
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综述:纳米结构中的发光加速现象:探索超快发射在纳米材料中的物理极限及其影响
在现代光学与光子学研究中,超快发光(Ultrafast Luminescence)正成为连接基础光-物质相互作用研究与下一代光子器件开发的关键领域。这种现象不仅对理解材料内部的激发态行为具有重要意义,同时在高速通信、量子信息处理和精密传感等应用中展现出巨大潜力。超快发光的核心目标在于提升发光过程的速度,从而实现更高效的光信号发射和更精确的时间控制。为了实现这一目标,研究者们正在探索多种机制,包括合作发射效应(Cooperative Emission)、谐振耦合(Resonator-Enhanced Coupling)以及非局域或多重极化相互作用(Nonlocal or Multipolar I
来源:Advanced Photonics Research
时间:2025-11-24
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非晶态Li–P–S电解质中锂离子扩散的最佳组成和密度的起源
摘要 非晶态固体电解质(SEs)由于其机械柔韧性和各向同性的离子传输特性,成为下一代固态电池的理想候选材料。然而,由于缺乏长程有序结构,人们对其离子导电机制的理解一直受到限制。在此,我们利用基于人工智能的模拟方法研究了Li2S–P2S5玻璃在广泛组成-密度范围内的性能。结果表明,传统的描述参数——密度、锂含量和多阴离子分布——只能部分解释其扩散趋势。通过将离子传输过程分解为短程和长程两个部分,我们发现导电性主要受短程动力学控制。进一步分析指出两个关键的结构因素:Li–S4配位环境(有助于稳定离子跳跃过程)以及孔隙结构的变化(区分了
来源:Advanced Energy Materials
时间:2025-11-24
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M2Former:改进基于事件的实时深度检测(RT-DETR)算法,以实现鲁棒且轻量级的空间物体检测
摘要:随着人类太空活动的增加,探测驻留太空物体(RSOs)对于太空监测和在轨任务变得至关重要。传统的光学传感器在太空环境中由于极端的光照变化和运动模糊而难以有效工作。事件相机是一种受生物启发的传感器,能够异步记录每个像素的亮度变化,具有高时间分辨率、宽动态范围和低功耗的特点,因此在轨道传感方面具有很大的潜力,但在此领域尚未得到充分探索。在这项工作中,我们首次系统地研究了基于事件的空间物体检测方法。为了解决事件数据稀缺的问题,我们构建了一个大规模的数据集,名为“基于事件的太空飞行器识别:利用太空环境知识”(E-SPARK),该方法通过对现有数据集应用仿射变换和先进的事件模拟器来实现。基于这个数据
来源:IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing
时间:2025-11-24
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基于高光谱图像处理的含石棉建筑材料案例自适应检测模型研究
在建筑安全与环境保护领域,石棉这一曾经被广泛应用的建筑材料,如今已成为全球关注的健康隐患。自20世纪90年代以来,石棉因其优异的绝缘性和柔韧性被大量用于建筑材料的制造,然而随着其致癌性的确认,国际癌症研究机构(IARC)将其列为1类致癌物,导致全球范围内禁止使用。尽管如此,现存建筑物中仍含有大量石棉建筑材料(ACMs),这些材料在老化、破损或拆除过程中释放的纤维会对人体健康造成严重威胁。传统石棉检测方法主要依赖破坏性采样技术,包括X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、偏光显微镜(PLM)等物理化学分析方法。虽然这些方法准确度高,但存在程序繁琐、成本高昂、空间覆盖范围有限等明显缺点。尤
来源:IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing
时间:2025-11-24
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使用比色试纸来检测接触铅的建筑工人住所和车辆中铅的表面含量
摘要背景在确认有儿童因铅中毒而需要调查后,应由经过铅检测认证的技术人员使用X射线荧光(XRF)便携式分析仪进行现场检测,但这种设备并不总是可用。颜色指示试纸能够在接触铅后迅速从黄色变为红色,从而填补这一技术空白,不过它们尚未在非职业环境中得到广泛测试或应用。目的研究颜色指示试纸在不同潜在铅污染源下的使用效果。方法我们收集了104张颜色指示试纸,用于检测九户家庭和七辆车辆表面的铅含量。这些试纸(共81个样本)的检测结果与电感耦合等离子体质谱法(ICP-OES)的实验室分析结果进行了对比。结果在46张(58%)家庭表面试纸上检测到了铅,其中厨房表面的试纸呈现红色的比例最高,其次是入口处、客厅、卧室
来源:Journal of Exposure Science & Environmental Epidemiology
时间:2025-11-24
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珊瑚生态位的构建:随着珊瑚构建的结构复杂性的增加,珊瑚的定居也相应增加
摘要生态位构建是指生物通过改变环境状态来提高自身适应度的过程。在此研究中,我们通过实验验证石珊瑚是否属于生态位构建者。具体而言,我们发现分枝珊瑚在构建结构时会形成一种生态反馈机制,这种机制有助于珊瑚的定居,而珊瑚定居是珊瑚礁持续存在的关键过程。珊瑚幼虫需要低流速环境才能从浮游生物中沉降下来,因此能够打破水流的珊瑚群体结构有望促进珊瑚定居。我们在野外放置了带有珊瑚碎片的人造瓷砖,观察发现这些瓷砖表面的珊瑚定居者数量有所增加,这些瓷砖表面呈现出不同的珊瑚结构复杂性梯度。结果显示,结构复杂性对珊瑚定居有积极影响,在所考察的结构复杂性范围内,珊瑚定居者的出现概率提高了15%以上。然而,构成这些结构的珊
来源:Coral Reefs
时间:2025-11-24
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工程化血管化骨内膜生态位模型:人iPSC来源的3D骨髓生态位构建与功能解析
骨髓作为人体重要的造血器官,其功能依赖于复杂的微环境——骨髓生态位(bone marrow niche)。其中,位于骨内膜附近的“骨内膜生态位”(endosteal niche)对造血干细胞/祖细胞(HSPC)的维持、分化及应激造血过程至关重要。然而,由于人源组织的稀缺性与伦理限制,该生态位的细胞组成与分子调控机制长期以来主要依赖小鼠模型研究,其在人体内的真实特征与功能仍不明确。此外,现有基于hiPSC(人诱导多能干细胞)的骨髓类器官模型缺乏骨组织成分,且尺度微小,难以模拟生理条件下的血管结构,限制了其在疾病建模与药物筛选中的应用。为解决上述问题,瑞士巴塞尔大学医院的研究团队在《Cell St
来源:Cell Stem Cell
时间:2025-11-23
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通过频率相关的扩散交换来映射结构和动态
理解分子运动在扩散驱动的复杂环境中的行为,对于设计可持续材料和改进化学过程至关重要。本文提出了一种多维核磁共振(NMR)方法,用于捕捉分子群体在不同动态状态间的交换过程。通过将调制梯度回波技术扩展为包括频率-频率相关性,我们的方法揭示了在异质系统中原本难以观测的扩散路径。在单向NMR磁体上实施该技术,能够消除梯度脉冲的限制,从而在千赫兹范围内探索动态过程。我们将这种方法应用于交联和线性聚二酮烯胺(PDK)聚合物在溶剂膨胀和酸催化解构过程中,以观察结构异质性如何随时间演变。通过将分子运动与拓扑结构和化学状态联系起来,我们提取了诸如分形表面维度和反应波前速度等物理指标,这些特性是传统扩散测量或弛豫
来源:SCIENCE ADVANCES
时间:2025-11-23
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产前热暴露与早产的关键时期:亚特兰大非裔美国母婴队列的代谢组学研究
本研究探讨了孕期环境温度暴露与早产之间的潜在联系,并通过母体代谢组学的方法揭示了相关生物标志物。研究对象是来自美国亚特兰大地区的215名非洲裔美国孕妇,时间跨度从2014年至2020年。研究的主要目标是识别出与孕期高温暴露相关的母体代谢特征,并进一步分析这些特征是否与早产风险相关。研究采用了前瞻性分析方法,收集了孕妇在孕期早期和晚期的血清样本,并通过非靶向代谢组学技术对其进行了全面分析。同时,研究人员利用地理编码技术获取了孕妇在孕期不同阶段的居住地环境温度数据,并将其分为三个暴露窗口:从受孕到孕期早期、从孕期早期到晚期,以及从受孕到孕期晚期。通过代谢组学全基因组关联分析(Metabolome-
来源:SCIENCE ADVANCES
时间:2025-11-23
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一种由离子聚集体介导的快速自修复聚合物能够有效封装可持续使用的钙钛矿太阳能电池
在可再生能源领域,钙钛矿太阳能电池(PSCs)因其出色的光电转换效率和较低的制造成本而备受关注。然而,尽管钙钛矿太阳能电池在技术上取得了显著进展,其在实际应用中仍面临两大挑战:材料的不稳定性以及其中含有的有毒铅元素可能引发环境污染。为了克服这些问题,研究者们探索了多种封装技术,旨在提高设备的稳定性和减少铅泄漏。其中,封装材料的选择尤为关键,因为它不仅需要提供物理屏障以防止水分和氧气的侵入,还需具备自修复能力,以应对日常使用中可能产生的机械损伤。传统封装材料如乙烯-乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、聚烯烃(POE)、聚氨酯等已被广泛应用于硅基太阳能电池的封装。这些材料虽然在提升设备稳定性方面表现良好,但
来源:SCIENCE ADVANCES
时间:2025-11-23
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褪黑素通过调节猪卵母细胞中的Nrf2蛋白,对抗碘乙酸诱导的铁死亡(ferroptosis)现象
本研究聚焦于环境污染物对哺乳动物生殖功能的影响,特别是碘乙酸(Iodoacetic acid, IAA)对猪卵母细胞的潜在危害。IAA是一种常见的消毒副产物(Disinfection Byproduct, DBP),广泛存在于饮用水中,但目前尚未被严格监管。已有研究表明,IAA在小鼠中会干扰卵母细胞的成熟过程,导致生殖能力下降。然而,关于IAA在猪卵母细胞中的具体作用及其机制,仍然缺乏系统性的研究。本研究通过模拟环境中的IAA浓度,探讨其对猪卵母细胞发育能力的影响,并评估褪黑素(Melatonin)在其中的保护作用。### 环境污染物与生殖健康环境污染物对生殖系统的潜在威胁不容忽视。在饮用水处
来源:Cellular Signalling
时间:2025-11-23
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土壤微生物功能多样性随生态系统发育而增加:草地弃耕后的阈值动态与功能冗余-特化权衡
在全球化进程中,北方国家正经历着大规模的土地利用变化,其中农业用地弃耕和随之而来的造林过程尤为显著。自19世纪中期工业化以来,全球已有约5亿公顷农田被废弃。当管理停止后,这些弃耕地通常会经历从先锋草本植物到灌木、最终形成森林的次生演替过程。然而,这种生态系统发育对地下土壤微生物群落的影响至今仍不清楚。土壤微生物承载着地球上最大的陆地生物多样性宝库,它们在资源质量和土壤性质变化的驱动下逐渐发生改变。传统演替理论认为生态系统发育是一个可预测的线性过程,但微生物群落常常表现出单峰或阈值响应模式,这种非线性变化可能与微生物分解群落代谢特征分布的突然转变有关。更为复杂的是,功能多样性和功能冗余这两个支撑
来源:Nature Communications
时间:2025-11-23
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组蛋白修饰特异性调控转录抑制的功能非冗余性研究揭示H3K4me3在染色质环境中的屏障作用
在表观遗传学领域,组蛋白修饰长期以来被认为是调控基因表达的关键因子。然而,一个根本性问题始终悬而未决:不同的组蛋白修饰是否在功能上具有冗余性?特别是那些都被归类为"抑制性"的修饰,如H3K9me3、H3K27me3和H3K36me3,它们是否能够相互替代地实现转录抑制功能?这个问题之所以难以回答,是因为这些修饰在基因组中的分布通常相互排斥,使得直接比较它们的功能变得困难。由Kristian Helin团队在《Nature Communications》上发表的最新研究,通过创新的实验设计成功解决了这一难题。研究人员利用PRC2(Polycomb Repressive Complex 2)的模块
来源:Nature Communications
时间:2025-11-23
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合成聚合物生命周期设计新范式:微生物合成聚羟基脂肪酸酯(PHA)的绿色循环之路
随着现代社会和全球经济的持续发展,一次性塑料的需求激增,显著加速了塑料生产的步伐。近期研究估计,全球塑料消费量将在未来几十年内增长数倍,这主要源于基于化石原料的原始塑料的使用。这种急剧扩张,加上传统塑料的持久性和不可生物降解性,由于塑料在环境中的长期积累和微塑料污染,对生态系统和人类健康构成日益严重的威胁。塑料产量的激增,加上传统塑料固有的不可生物降解性,加剧了环境和公共健康风险。解决这一问题需要综合策略,包括减少塑料生产、改进废物管理以及推进可生物降解替代品的研究。为了调和不断增长的塑料需求与环境可持续性这双重挑战,从线性(生产-使用-丢弃)向循环(设计-再生-再设计-再利用)生产模式转型已
来源:National Science Review
时间:2025-11-23
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拉丁美洲儿童中Toll样受体多态性与特应性和哮喘症状的关联
本研究探讨了在巴西萨尔瓦多市的高混血儿童群体中,Toll样受体(TLRs)基因多态性与特应性(atopy)和哮喘之间的关联。通过分析1187名4至11岁儿童的192个单核苷酸多态性(SNPs),研究者试图揭示这些基因变异如何影响免疫反应和过敏性疾病的发展。这一研究背景基于全球范围内过敏性疾病和哮喘发病率不断上升的趋势,尤其是发展中国家,如巴西和哥斯达黎加,其发病率与发达国家如英国和澳大利亚相似。这种现象可能与“卫生假说”有关,该假说认为儿童早期微生物接触的减少是导致过敏性疾病增加的原因之一。过敏性疾病的发病机制极为复杂,涉及遗传背景与环境因素的相互作用。例如,特应性哮喘的特点是依赖IgE的免疫
来源:Cytokine
时间:2025-11-23
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Raunkiaeran数据短缺对菲律宾巨型生物多样性国家性状数据与保护策略的制约分析
在全球生物多样性急剧丧失的背景下,科学家们发现我们对物种的了解存在巨大空白——尤其是那些决定物种生存能力的关键性状数据。这种被称为"Raunkiaeran短缺"的现象,正严重制约着保护生物学家准确预测物种灭绝风险的能力。在菲律宾这样的生物多样性热点国家,这一问题尤为突出:这里拥有众多特有物种,却因研究资源有限,许多物种的基本生态信息仍是一片空白。为了揭示这一问题的严重程度,菲律宾南方 Mindanao 大学的 Krizler C. Tanalgo 博士开展了一项开创性研究,系统评估了菲律宾陆生脊椎动物的性状数据现状。研究成果发表在交叉学科期刊《iScience》上,为理解巨型生物多样性国家面临
来源:iScience
时间:2025-11-23
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淮海经济区植被碳汇时空动态及其驱动机制解析:多源遥感与地理探测器的协同洞察
随着工业化进程加速,全球气候变化已成为人类社会的重大挑战。IPCC第六次评估报告指出,全球平均气温较工业化前水平已上升1.1°C,对陆地生态系统产生深远影响。陆地生态系统作为全球碳循环的核心环节,其碳汇能力的提升是减缓温室气体浓度上升的关键途径。然而,现有研究多聚焦于生态脆弱区或气候敏感带,对经济发达、人类活动密集的城市群关注不足。淮海经济区地处中国东部四省交界,既是国家战略枢纽,也是高强度农业与工业化叠加的典型区域,其植被碳汇功能的演变机制亟待解析。本研究利用MOD17A3HGF NPP产品与气象数据,通过NEP估算模型(NEP = NPP – Rh)和土壤微生物呼吸模型,量化了2001–2
来源:iScience
时间:2025-11-23
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可持续农业新突破:消化液碱提生物产物根施与叶面施用对茄子产量与品质的差异化调控
随着全球人口增长和农业集约化发展,化学肥料的过度使用已成为威胁生态环境的突出问题。矿物肥料在提高作物产量的同时,也导致土壤养分积累、地下水富营养化以及温室气体排放等一系列负面效应。尤其在欧洲等依赖化肥进口的地区,减少化肥用量并开发本地化环保型农业投入品迫在眉睫。在此背景下,利用生物废弃物资源开发高效生物刺激剂,成为推动农业向循环经济转型的关键路径。本研究以茄子(Solanum melongena esculentum)为模式作物,探讨了从城市餐厨垃圾厌氧消化液中通过碱提法制备的生物产物(BPs)的农业应用潜力。通过温室试验,团队比较了BPs的根施与叶面喷施效果,并创新性地将矿物肥料用量减少40
来源:iScience
时间:2025-11-23