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动态粘接技术的环境驱动电机
摘要 利用环境中的低密度能量并将其转化为宏观运动是生物系统的显著特征。然而,人工系统往往受到高能量需求和复杂控制机制的限制。受到利用动态离子结合实现持续运动的沙门氏菌的启发,我们提出了一种新型的自振荡电机概念,该电机利用分子级别的动态键合来收集微不足道的环境能量,并驱动宏观的、自维持的运动。具体而言,我们开发了一种基于新型超分子PDMS材料的协调驱动振荡器(CoMO),这种材料的热膨胀能力是普通PDMS的25倍,几乎是被动层的2000倍。CoMO能够吸收低至体温的环境能量,从而可逆地解离协调交联,将分子转变转化为持续的宏观振荡。其
来源:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
时间:2025-11-07
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草酸桥联的双核Fe(II)通过显著的自旋相互作用驱动NO2的协同双电子还原
摘要 二氧化氮(NO2)的还原在活性氮循环中起着关键作用,影响着大气的氧化能力和二次气溶胶的形成。人们普遍认为二氧化氮的还原是通过单电子还原途径进行的,主要产物为NO2−或HONO。在这里,我们发现草酸桥联的双核Fe(II)复合物可以直接将二氧化氮(NO2)还原为一氧化氮(NO),而柠檬酸配位的Fe(II)复合物主要通过常规的单电子还原途径将二氧化氮还原为HONO。我们系统地比较了这种草酸桥联的Fe(II)复合物与柠檬酸配位的Fe(II)复合物在配位结构和磁性质方面的差异。与顺磁性的Fe(II)柠檬酸复合物(其中Fe原子的自旋排列
来源:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
时间:2025-11-07
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高效环形磁电无线能量传输在导电介质中的应用
摘要 在海水或生物组织等导电环境中,无线能量传输(WPT)受到涡流损耗的严重限制,这些损耗会大幅削弱磁场并降低传输效率。磁电(ME)接收器被作为一种潜在的解决方案,用于可植入式和紧凑型设备,但其在厘米级距离下的传输效率仍然很低,这限制了其实际应用。本文介绍了一种环形磁电WPT(TME-WPT)系统,该系统结合了具有磁通集中功能的Metglas层压板和共振辅助接收线圈,以克服这些限制。环形发射线圈被设计用于生物医学应用,其较大的线圈尺寸可以覆盖人体,从而实现与植入设备的有效耦合。同时,Metglas层压板增强了磁通浓度,而共振则提升了接收器的耦合性能
来源:physica status solidi (RRL) – Rapid Research Letters
时间:2025-11-07
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综述:利用二维材料的优势实现柔性能量收集应用
在当今快速发展的科技环境中,捕捉环境中的能量已经成为能源技术领域的重要方向之一。这种技术不仅有望替代传统电池,还能够显著延长其使用寿命,从而为可持续发展提供强有力的支持。通过利用各种环境来源的能量,如机械能、热能、光能和电能,可以为日益增长的物联网设备、智能穿戴设备以及医疗健康系统等提供可靠的能源供应。特别是在智能城市和工业自动化领域,环境能量的高效利用具有重要的现实意义。2D材料,作为新型材料科学中的研究热点,因其独特的物理、化学和电子特性,正在成为环境能量采集领域不可或缺的材料。2D材料以其极薄的结构、高表面积、优异的柔性和可调的能带结构而著称。这些特性使其在多种能量采集方式中展现出显著的
来源:Carbon Energy
时间:2025-11-07
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工业回收碳纤维的升级再利用验证:将回收碳纤维(ReCF)重新用于组件中,作为循环经济概念验证的实例
碳纤维增强聚合物(CFRPs)因其出色的强度重量比和轻量化特性,正逐渐成为汽车工业中替代传统金属材料的重要选择。然而,尽管其在性能和环保方面展现出巨大潜力,CFRPs的广泛应用仍面临多重挑战。其中,原材料供应的短缺和成本高昂限制了其大规模应用,而回收技术的不成熟则进一步阻碍了其在生命周期结束后的再利用。近年来,随着对可持续发展和循环经济的重视,碳纤维回收技术逐渐受到关注,成为推动材料循环利用的关键环节。在这一背景下,意大利博洛尼亚大学(UniBo)与Curti Costruzioni Meccaniche合作,由HERAmbiente设计了一家新型碳纤维回收工厂——FIB3R。该工厂目前每年可
来源:Macromolecular Symposia
时间:2025-11-07
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以人为中心的方法探讨黑人青少年的校外参与情况及其与种族和族裔身份的关联
在当代社会,青少年时期的身份形成是一个复杂且多层次的过程,其中种族与民族身份的构建尤其受到关注。对于黑人青少年而言,积极的种族和民族身份认同不仅有助于其心理健康发展,还可能对社会适应、自尊和整体幸福感产生深远影响。本研究旨在探讨黑人青少年在非学校时间(包括放学后和暑假期间)参与活动与种族和民族身份形成之间的关系,尤其是这些活动如何在社会生态系统的背景下影响他们的身份认同。尽管已有大量文献关注家庭和社会环境对青少年身份形成的作用,但关于非学校时间活动的影响力仍存在研究空白,因此本研究希望通过深入分析这些活动的参与情况,揭示其对黑人青少年身份构建的潜在作用。### 身份形成与心理健康种族和民族身份
来源:Journal of Adolescence
时间:2025-11-07
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迈向全面的河流综合治理:地貌学、水文学、生态学与经济学的交叉融合
在Aotearoa新西兰(新西兰),河流管理是一个复杂且多维度的问题。这些河流系统不仅对生态系统至关重要,还对人类社会和经济活动产生深远影响。其中,辫状河流(braided rivers)因其动态性和多样性,成为研究的重点对象。辫状河流为稀有物种提供了独特的栖息地,同时作为地下水补给的重要来源,具有生态和资源双重价值。然而,它们也带来了洪水和侵蚀的潜在风险,使得如何在保护环境和人类安全之间取得平衡成为一大挑战。因此,探索辫状河流床高程和宽度变化的水文和生态效益,以及这些变化带来的市场与非市场成本和收益,对于制定更全面的河流管理策略具有重要意义。辫状河流的动态特性使其在水文和生态方面表现出高度的
来源:River Research and Applications
时间:2025-11-07
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海冰消融加剧极地海洋中尺度水平搅拌的未来趋势
随着全球气候变暖的加剧,极地地区正经历着前所未有的环境变化,其中海冰的快速减少尤为引人注目。这种变化不仅改变了极地海洋的物理环境,还可能对海洋中的动力过程产生深远影响。海洋中尺度水平搅拌(MHS)作为一种关键的物理过程,在调节海洋热量、碳和营养盐输运,以及影响浮游植物繁殖和鱼类幼虫扩散等方面发挥着重要作用。然而,由于当前大多数地球系统模型的分辨率不足,难以准确模拟中尺度现象,因此关于MHS如何响应温室气体增暖的认识仍然有限。为了深入探究这一问题,由Gyuseok Yi领衔的研究团队在《Nature Climate Change》上发表了最新研究成果。他们利用具有0.1度海洋分辨率的社区地球系统
来源:Nature Climate Change
时间:2025-11-07
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对在北美地区采集的个别平流层颗粒进行的化学成像分析
近年来,随着全球气候变化和极端天气事件的加剧,野火的规模、强度和频率显著上升,导致对平流层大气环境的影响日益严重。野火不仅释放出大量颗粒物,还通过强烈的对流系统将生物质燃烧产生的有机气溶胶(BBOA)输送至平流层,甚至到达对流层顶以上区域。这一现象引发了科学界对野火对平流层化学组成和辐射特性影响的广泛关注。本研究通过分析2022年夏季美国DCOTSS(夏季平流层动力学与化学)飞行任务中采集的平流层颗粒物,揭示了野火排放如何改变平流层气溶胶的组成、形态以及混合状态,从而对全球气候系统产生深远影响。平流层气溶胶通常具有较高的化学均匀性和较长的寿命,与对流层中复杂的气溶胶体系形成鲜明对比。平流层气溶
来源:Environmental Science: Atmospheres
时间:2025-11-07
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厘清社会支持在2型糖尿病中的作用:来自厄瓜多尔基多的一项混合方法研究的见解
在当前全球范围内,2型糖尿病(T2DM)已成为一种严重的公共卫生挑战,影响着数亿人的健康生活。特别是在低收入和中等收入国家,这种疾病不仅对个体造成深远影响,还对整个社会的医疗体系和经济负担产生巨大压力。随着研究的深入,越来越多的证据表明,除了医疗干预外,社会支持(SS)在T2DM患者的自我管理中也扮演着至关重要的角色。然而,关于社会支持在低资源环境中的具体作用及其对血糖控制(GC)的影响,仍然缺乏系统性的探讨。本文聚焦于厄瓜多尔基多南部一个低收入社区,旨在揭示社会支持在T2DM管理中的关键作用,并探讨其在不同社会群体中的表现形式与影响机制。### 社会支持的多元性与重要性社会支持是一个多维度的
来源:Frontiers in Public Health
时间:2025-11-07
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儿童青少年体力活动与城市步行性指数关联性研究:基于游戏化干预的证据
在全球范围内,约80%的青少年未能达到世界卫生组织(WHO)推荐的每日60分钟中高强度体力活动(Physical Activity, PA)标准。在德国,仅有22.4%的女孩和29.4%的男孩符合这一要求。体力活动不足不仅增加肥胖、心血管疾病及癌症风险,还影响骨骼肌肉系统发育和社会心理健康。城市化进程加剧了这一挑战——尽管城市空间是促进青少年PA的关键场域,但汽车主导的交通模式、家长对道路安全的担忧以及独立移动性(Independent Mobility, IM)的下降,共同限制了儿童青少年的活动机会。为解决这一问题,Eipel等学者在《BMC Public Health》发表研究,探讨了城市
来源:BMC Public Health
时间:2025-11-07
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空气污染物与印度结核病发病率的地理关联:基于遥感和空间流行病学的环境健康研究
在印度,每天有近30人死于结核病——这个数字甚至超过了第一波新冠疫情期间的日均死亡人数。当卫星图像持续显示印度城乡地区的环境空气质量正在恶化时,一个严峻的问题浮出水面:空气污染是否正在加剧结核病的传播与死亡?这项发表于《Discover Public Health》的研究首次通过地理空间分析技术,系统揭示了空气污染物与结核病负担之间的空间耦合关系,为传统传染病防控策略注入了全新的环境健康视角。长期以来,结核病防治主要聚焦于生物医学干预和社会经济因素,然而印度北部和中部各州持续高发的结核病案例提示,可能存在被忽视的环境驱动因素。空气污染物如PM10、NO2、SO2等已被证实会损害肺部免疫防御功能
来源:Discover Public Health
时间:2025-11-07
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单颗粒基因组学从纳升级海水中揭示丰富的非经典海洋病毒
海洋中微观生命的世界充满了神秘,其中病毒作为最丰富的生物实体之一,在海洋生态系统中扮演着关键角色。然而,传统的研究方法在揭示海洋病毒的完整多样性方面面临着巨大挑战。宏基因组学虽然能够提供病毒群落的整体视图,但由于病毒的高度微多样性和频繁的基因横向转移,获得的病毒宏基因组组装基因组(vMAGs)往往片段化且不完整。而基于荧光激活病毒分选(FAVS)的单病毒基因组学虽然能够获得更完整的病毒基因组,但通量低且受限于光学检测灵敏度,难以捕获小型病毒颗粒。在这项发表于《Nature Microbiology》的研究中,研究人员开发了一种名为环境微区室基因组学(EMCG)的革命性技术,为海洋病毒研究开辟了
来源:Nature Microbiology
时间:2025-11-06
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噬菌体多样性映射蜜蜂肠道菌群中的细菌株水平多样性:互作网络揭示生态进化新机制
在微生物生态系统中,噬菌体(bacteriophages)作为细菌的主要捕食者,通过“杀戮赢家”(kill-the-winner)等机制深刻影响细菌群落的组成和功能。理论预测认为,噬菌体多样性应受细菌多样性控制(即自下而上效应),但实证研究结果长期矛盾:部分报道显示病毒与细菌多样性显著相关,另一些却仅发现微弱或无关联。这种分歧可能源于三大局限:第一,多数研究基于细菌物种水平分类,而噬菌体具有高度株水平特异性;第二,缺乏对噬菌体-细菌互作网络(PBIN)结构的解析;第三,复杂环境中多数噬菌体-宿主关系未被识别。为突破这些局限,瑞士洛桑大学Philipp Engel团队以西方蜜蜂(Apis mel
来源:Nature Communications
时间:2025-11-06
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早期生活环境通过神经元特异性AP-1信号通路双向调控认知功能的表观遗传机制
认知发育受到早期生活环境的深刻影响,这一现象自Donald O. Hebb发现家养大鼠比实验室笼养大鼠在解决问题测试中表现更好以来就受到广泛关注。然而,环境因素如何通过分子机制对大脑产生持久性影响,特别是不同神经元类型对环境刺激的特异性响应机制,仍然是神经科学领域的重要问题。近年来,转录和表观遗传机制被认为是环境 enrichment(EE)和impoverishment(IE)对认知能力和海马功能产生持久影响的分子基础,但驱动这些变化的具体基因程序在很大程度上仍然未知。发表在《Nature Communications》上的这项研究通过结合海马显微解剖和神经元核特异性遗传标记技术,首次在全基
来源:Nature Communications
时间:2025-11-06
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全球变暖下珊瑚礁存续窗口期的快速关闭:大堡礁的生态进化模拟与适应潜力评估
当珊瑚礁遇见气候变暖:一场与时间赛跑的生存之战在碧蓝的海洋中,珊瑚礁如同水下热带雨林,孕育着四分之一的海洋生物。然而这些绚丽的生态系统正面临空前危机——全球变暖引发的海洋热浪导致大规模珊瑚白化现象频发。当水温异常升高,珊瑚会驱逐与其共生的虫黄藻,失去营养来源而白化,持续热应激更会导致珊瑚死亡。近年来,大堡礁相继遭受2016、2017、2020和2022年四次严重白化事件冲击,珊瑚生存前景令人担忧。传统预测多聚焦于温度阈值突破概率,却忽视了珊瑚的进化潜力、生活史多样性以及相互关联的礁体网络复杂性。为破解这一难题,由昆士兰大学领衔的国际团队在《Nature Communications》发表最新研
来源:Nature Communications
时间:2025-11-06
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环境噪声对IC-SNc回路的影响会加剧帕金森病小鼠模型中的运动障碍和神经元脆弱性
近年来,越来越多的临床研究指出,环境噪音与帕金森病(PD)的严重程度之间存在潜在联系。然而,高强度噪音暴露对PD的影响及其内在机制仍然存在许多未解之谜。本研究通过建立早期帕金森病小鼠模型,揭示了噪音暴露对PD小鼠运动功能的双重影响:急性噪音暴露导致可逆的运动功能障碍,而慢性噪音暴露则引发不可逆的运动功能损伤以及黑质致密部(SNc)多巴胺(DA)神经元的显著减少。此外,研究还发现噪音暴露会激活下丘脑外侧核(IC),该区域通过单突触投射与SNc DA神经元相连。通过光遗传学或化学遗传学方法对IC-SNc回路进行双向调控,可以模拟或逆转噪音暴露引起的PD运动功能障碍。从机制上来看,噪音暴露和IC-S
来源:PLOS Biology
时间:2025-11-06
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氧气限制是否为水生变温动物设定了体温上限?
在全球气候变暖的背景下,热耐受性(thermal tolerance)成为决定物种生存与发展的关键因素。这一特性决定了在温度升高或极端热事件(如热浪)发生时,哪些物种能够适应并存活,哪些则可能面临灭绝风险。长期以来,科学家们普遍认为,氧气供应限制是热耐受性的主要机制之一,即所谓的“氧气和容量限制热耐受性”(Oxygen and Capacity Limited Thermal Tolerance, OCLTT)假说。该假说认为,当环境温度上升时,生物体的代谢需求增加,而氧气的溶解度则随温度升高而下降,导致氧气供需失衡,从而限制了生物体的耐热能力。然而,一项发表于《PLOS Biology》的新
来源:PLOS Biology
时间:2025-11-06
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从水葫芦中提取的纤维素生物复合材料:提取方法、物理力学性能及可持续应用——综述
水葫芦(Eichhornia crassipes)作为一种广泛分布的水生植物,因其快速生长和生态影响而备受关注。这种植物原产于亚马逊盆地,如今已在全球多个地区出现,包括澳大利亚、印度、马来西亚、津巴布韦和刚果共和国等。水葫芦的生长速度极其惊人,其生物量可在5至15天内翻倍,这种特性使其成为一种潜在的可再生资源,同时也带来了一系列生态挑战。在一些地区,水葫芦的生物量甚至达到每月560万吨,这不仅影响水体的通航和灌溉,还对能源生产造成阻碍。然而,尽管其生态问题不容忽视,水葫芦在可持续材料开发中的潜力正在被越来越多的研究者所发掘。水葫芦的结构特征是其成为生物复合材料的重要基础。作为一种多年生的水生植
来源:Biomass and Bioenergy
时间:2025-11-06
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利培酮和环境温度对大鼠曲马多诱导的高热的影响调节
这项研究聚焦于对一种常见止痛药物——曲马多(Tramadol, TRA)中毒后引发的严重发热现象及其潜在治疗策略的探讨。研究团队由来自日本筑波大学医学部精神科的几位科学家组成,他们通过使用大鼠模型,深入分析了环境温度与药物作用之间的关系,以及抗精神病药物利培酮(Risperidone, RIS)在其中可能扮演的角色。曲马多作为一种类似阿片类药物的镇痛剂,广泛用于治疗中度至重度慢性疼痛。然而,其滥用或过量使用可能导致急性中毒,这种中毒情况在某些情况下甚至可能危及生命。中毒的临床表现多种多样,包括嗜睡、恶心、心跳加速、激动、抽搐、昏迷、高血压和呼吸抑制等。其中,发热是一个特别值得关注的症状,因为它
来源:Toxicology
时间:2025-11-06