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综述:可穿戴生物电子设备产生的微塑料:来源、风险与可持续解决方案
摘要对非侵入性生物电子设备(如电子皮肤(e-skins))的研究,因其高度多样化的传感应用、测量精度和低生产成本,为全球医疗保健提供了一个包容性的解决方案。然而,由于这些设备主要依赖聚合物基基底和基质来实现其理想的机械顺应性,因此必须考虑微塑料(MPs)带来的新兴环境和健康问题。对于即将商业化的研究而言,全面审视此类设备全部影响的整体方法不容忽视。本综述提出了可穿戴生物电子设备作为MPs来源的可能性。特别关注这些设备可能对健康和环境造成的潜在影响,并强调了在设计阶段应考虑的缓解策略。其中,多糖和蛋白质生物聚合物作为这些设备的替代材料被特别强调,具有非凡的潜力。1 引言可穿戴生物电子设备的快速发
来源:Advanced Functional Materials
时间:2025-10-26
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在溶液处理后的TiO2/NiFe2O4异质界面基础上模拟缺氧环境,以制备耐严酷环境的突触忆阻器
摘要 基于非易失性存储器的神经形态系统对于构建专为人工智能设计的节能计算机硬件具有吸引力。通过溶液法制备的、储量丰富的金属氧化物忆阻器具备自适应学习能力,有望实现一种成本效益高且能耐受恶劣环境条件的神经形态计算系统。本文报道了利用旋涂技术在TiO2/NiFe2O4异质界面实现的多级电阻切换现象:该忆阻器的最大开关比约为103,可承受高达105次的循环使用,保持稳定性超过105秒,并且SET-RESET电压散布范围较小。这种异质结构器件在电刺激下表现出典型的突触行为,如长期增强/抑制、短期/长期记忆、配对脉冲促进以及脉冲时间依赖性可
来源:Advanced Functional Materials
时间:2025-10-26
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镍单原子催化剂的“P-强化策略”:提升非自由基的选择性生成能力——金属中心与基底的协同作用
摘要 具有原子级分散金属中心的单原子催化剂(SACs)在类芬顿反应中展现出无与伦比的原子利用效率。然而,目前的策略缺乏对活性掺杂剂的精确控制,无法定制活性位点的配位环境(CE),这严重限制了催化性能。为了解决M-N4结构SACs(金属位点上电荷分布对称)固有的活性局限性,本文采用“富电子磷(P)掺杂策略”来调节Ni活性中心(Ni-NCP2)的第二层壳配位环境,从而实现了超高的类芬顿反应性能(10分钟内四环素去除效率超过98%)。磷掺杂剂作为非金属配位位点,不仅增强了污染物的吸附能力,还充当了光敏催化剂(PMS)的激活剂,避免了催化
来源:Advanced Functional Materials
时间:2025-10-26
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探索城市学校校园内年轻人对自然的视觉感知:一项针对环境教育开展的摄影漫步活动的观察与启示
随着城市化进程的加快,儿童和青少年接触自然环境的机会正逐渐减少。这一现象在全球范围内普遍存在,特别是在城市密集区域,自然景观被大量基础设施所取代,使得自然元素变得稀缺。学校及其周边环境成为孩子们日常接触自然的重要场所,因为他们在童年时期大部分时间都与学校相关联。因此,了解青少年如何在这些环境中感知自然,不仅有助于评估他们的自然认知,也为教育工作者和城市规划者提供了重要的参考。本研究通过混合方法,结合了青少年在奥地利和德国两所学校的校园及其周边进行的摄影漫步活动与定量问卷调查,收集了570张照片以及相应的文字记录。通过对这些数据的分析,我们发现青少年对自然的感知是多元化的,既包括对具体自然元素的
来源:People and Nature
时间:2025-10-26
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在不同海水[Mn]浓度梯度下,透明有孔虫方解石中锰吸收的物种特异性差异
对于aminifera(有孔虫)的钙质外壳中锰(Mn)的含量分析,已经成为研究过去海洋氧条件变化的重要手段。有孔虫是一种单细胞的浮游生物,广泛分布于海洋中,它们在生长过程中会将海水中的可溶性锰元素通过某种机制沉积到外壳中。这一过程与海水中的锰浓度密切相关,因此通过分析化石有孔虫的Mn/Ca比值,可以推断古代海洋的氧化还原状态。然而,尽管这一方法在理论上有很大潜力,但目前对于不同物种之间的Mn沉积差异尚未有充分的理解,这导致了对Mn/Ca作为氧含量代用指标的校准和应用存在不确定性。在本研究中,科学家们通过实验室培养不同种类的有孔虫,观察它们在不同海水锰浓度下的Mn沉积情况,以期更深入地理解这种现
来源:Geochemistry, Geophysics, Geosystems
时间:2025-10-26
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由原住民主导的基于自然的解决方案在加拿大实现了净零排放和生物多样性目标的一致性
在当前全球面临气候和生物多样性危机的背景下,原住民主导的基于自然的解决方案(Indigenous-led Nature-based Solutions, NbS)正逐渐成为一种重要的应对策略。这类方案不仅在环境保护方面展现出独特价值,还体现了原住民对土地和自然的深厚理解与管理方式。本文通过分析加拿大政府资助的原住民主导的NbS项目,探讨其在碳储存和生物多样性保护方面的实际效果,并进一步揭示其与原住民自我决定权之间的关系。### 原住民与自然的共生关系原住民在自然管理方面拥有悠久的历史和丰富的经验,他们的知识体系往往与自然环境紧密相连,强调人与自然之间的相互依存关系。这种独特的治理方式,使得原住
来源:Earth's Future
时间:2025-10-26
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通过微溶性的镍磷酸盐矿物阿鲁比特(arupite),利用湿/干循环工艺高效地直接磷酸化核糖核苷
使用一种微溶于水的磷酸镍矿物——阿鲁皮特(arupite,Ni₃(PO₄)₂·8H₂O),经过28次湿/干循环(在90°C下,水溶液中加入硼酸盐和尿素),所有典型核糖核苷的磷酸化反应产率均达到了31%。这种矿物可能形成于前生物环境中,在类似条件下,其磷酸化效率远高于羟基磷灰石。样品通过³¹P和¹³C DEPT-135 NMR技术进行了分析。这些结果表明,与生命起源相关的早期分子的磷酸化反应可能在水环境中高效地发生。
来源:New Journal of Chemistry
时间:2025-10-26
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聚合物光致执行器的分子动力学研究:光化学反应与聚合物松弛之间的耦合
在现代材料科学中,光响应材料因其在智能材料、软体机器人、可变形器件等领域的广泛应用而受到广泛关注。这类材料能够在受到光刺激后发生宏观形变,从而实现机械工作。其中,一种常见的光响应机制是光异构化,即分子在光照下从一种构型转变为另一种构型。例如,二苯乙烯型光致变色化合物(如偶氮苯衍生物)在紫外光照射下会发生从顺式(cis)到反式(trans)的异构化,这一过程能够引发材料的宏观形变。为了更深入地理解这种光致形变行为,研究人员通常需要在分子和材料尺度之间建立联系,以分析光化学反应与材料结构之间的相互作用。本研究中,我们聚焦于一种典型的偶氮苯型光致变色材料——4,4′-二羟基偶氮苯(AZ–OH),其嵌
来源:Physical Chemistry Chemical Physics
时间:2025-10-26
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通过界面太阳能蒸发作用从盐湖卤水中提取锂,用于生产电池级Li2CO3
随着对锂的需求不断增长(锂是能源存储的关键材料),从盐湖卤水中高效提取锂的需求也随之增加,因为目前的技术效率低下且能耗较高。在这里,我们提出了一种简便、耐用且节能的锂提取方法,该方法利用太阳能蒸发驱动的离子泵来实现。该蒸发系统由多孔水凝胶基质构成,其中嵌入了锂离子筛,并具有定向盐结晶功能,能够有效分离锂离子与其他阳离子,并加速锂向吸附位的扩散。因此,锂的吸附动力学(饱和时间从8小时缩短至5小时)、选择性(从65提高至413)以及容量(在盐湖卤水中的容量从10.7毫克/克提高至24.7毫克/克)都得到了显著提升。此外,所设计的蒸发器可以实现无液体排放的卤水
来源:Energy & Environmental Science
时间:2025-10-26
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自组织颗粒-巨型单层囊泡结构的动态运动特性
在当前的生物医学和膜生物物理研究中,巨单层囊泡(Giant Unilamellar Vesicles, GUVs)因其与细胞膜结构的相似性,被视为重要的研究模型和功能性载体。GUVs 是由脂质分子自组装形成的细胞大小的软性结构,直径通常在 5-10 微米之间,具有高度的生物相容性和可降解性,因此在药物递送和生物医学应用中展现出广泛的应用前景。然而,GUVs 作为动态响应系统和可移动结构的潜力尚未被充分挖掘,这主要是由于在软质、可变形结构中实现可控且持续运动的难度较大。本文介绍了一种通过在交变电流(AC)电场下实现 GUVs 与二氧化硅微粒(SiO₂)自发自组装,从而形成具有自主运动能力的类细胞
来源:Advanced Materials
时间:2025-10-26
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生态视角下毛利青少年心理健康风险与保护因素研究:新西兰Aotearoa的实证分析
在全球范围内,青少年心理健康问题正呈现令人担忧的上升趋势,特别是在高收入的西方国家。新西兰Aotearoa作为前殖民定居国家,这一现象尤为突出。新西兰健康调查显示,15-24岁年轻人报告高度或极高心理困扰的比例在2013/14至2023/24年间增加了三倍多(从7%升至23%)。更令人警觉的是,代表性Youth2000调查系列数据显示,2012年至2019年间,中学生(约13-18岁)报告显著抑郁症状的比例从13%上升至23%,过去一年自杀念头从15%升至21%,自杀未遂从4%升至6%。尤为严峻的是,毛利(土著)青少年与Pākeha(新西兰欧洲裔/其他欧洲裔/“白人”;文化多数群体)青少年之间
来源:BMC Public Health
时间:2025-10-26
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产前应激与基因型交互作用对新生儿DNA甲基化的影响及其在神经发育中的意义
生命早期的编程机制一直是发育起源健康与疾病(DOHaD)领域的核心议题。母体孕期应激作为关键环境因素,与子代神经发育、代谢及免疫系统异常风险密切相关,但其生物学机制尚未明确。尽管DNA甲基化(DNAm)被视为潜在媒介,前期大规模表观基因组关联研究(EWAS)却显示产前应激与新生儿DNAm的直接关联有限。这一矛盾引出一个关键科学问题:环境暴露的作用是否需在特定遗传背景下才能显现?近年研究表明,在可变甲基化区域(VMRs),基因-环境交互作用(G×E)对DNAm的预测力优于单一因素。然而,针对产前应激与基因型交互作用的系统性研究仍属空白。为破解这一难题,由荷兰伊拉斯姆斯医学中心与英国巴斯大学领衔的
来源:Molecular Psychiatry
时间:2025-10-25
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将膜蛋白动态与功能联系起来:整合生物信息学、分子动力学和单分子荧光共振能量转移(FRET)技术
这项研究围绕着一类被称为小单拓扑磷酸糖转移酶(SmPGTs)的膜结合蛋白展开,旨在揭示它们在膜环境中的配体依赖性构象变化。SmPGTs是细菌糖基化过程中的关键酶,负责将磷酸糖从可溶的核苷酸糖供体转移到膜嵌入的多聚异戊烯磷酸受体,从而启动糖基化反应。研究团队结合了结构生物信息学、分子模拟以及单分子荧光共振能量转移(smFRET)显微技术,以在原生膜环境中观察这些酶的动态行为。通过这一综合方法,他们不仅能够识别SmPGTs的结构特征,还能将这些特征与配体结合过程中的构象变化联系起来,从而为理解其功能机制提供了新的视角。SmPGTs在多种细菌中普遍存在,其中Campylobacter属的PglC蛋白
来源:Protein Science
时间:2025-10-25
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氧化石墨烯/氢氧化镁/羧甲基纤维素生物聚合物薄膜增强Cr(III)吸附-沉淀协同作用研究
Highlight材料与表征高粘度羧甲基纤维素钠盐(粘度:2096 mPa·s,取代度:0.79,钠含量:8.1%,产品编号217274,批号D00014484,CAS 9004-32-4)购自CALBIOCHEM(隶属于德国达姆施塔特Merck KGaA公司)。六水合氯化镁(MgCl2·6H2O)由德国Calbiochem有限公司提供。六水合氯化铬(CrCl3·6H2O)盐为采购产品。石墨粉、H2O2、KMnO4和H2SO4购自Merck和Sigma-Aldrich。制革废水样品采集自沙特阿拉伯吉达的一家当地制革厂。薄膜制备与初步吸附研究合成稳定且功能化的CMC基薄膜是这项工作的主要目标。多
来源:International Journal of Biological Macromolecules
时间:2025-10-25
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微波辅助对甲苯磺酸水溶助长性脱木素技术从油棕生物质中双重回收功能性木质素与结晶纤维素
Highlight纳米复合材料的特性将纳米颗粒(如CNT和GO)掺入聚合物材料中,已被证明能显著增强聚合物纳米复合材料的强度、耐用性和功能性。其特性取决于纳米颗粒的类型、浓度以及所选聚合物。这些纳米复合膜因其对各种分子的有效分离能力及其复杂的微观结构而备受关注。在聚合物基质中添加纳米填料能显著增强膜的性能。可持续和可生物降解的膜膜分离技术因其能源效率以及无需使用有毒化学品即可选择性分离油水的能力而引起了极大的兴趣。然而,传统的膜材料常常引发对其环境可持续性和生物降解性的担忧。在膜技术中使用环保材料,如醋酸纤维素(CA)、聚乳酸(PLA)和壳聚糖(CS),不仅解决了处理含油废水的紧迫问题,还促进
来源:International Journal of Biological Macromolecules
时间:2025-10-25
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qPCR-PMAxx™与ddPCR-PMAxx™技术定量检测不锈钢表面干燥及消毒后阪崎克罗诺杆菌VBNC状态的开发与应用
Highlight亮点聚焦•首次开发针对不锈钢表面VBNC阪崎克罗诺杆菌的定量检测系统•qPCR-PMAxx™在VBNC检测中优于ddPCR-PMAxx™•58°C干燥和过氧乙酸处理可诱导VBNC状态形成Introduction引言阪崎克罗诺杆菌(Cronobacter spp.)是一种革兰氏阴性杆菌,可引发新生儿脑膜炎和坏死性小肠结肠炎等致命感染。该菌在乳粉生产环境中表现出极强的持久存活能力,可能与其进入VBNC(可存活但不可培养)状态有关。本研究旨在开发表面采样下的VBNC检测技术,揭示其在工业胁迫下的存活机制。Section snippets章节摘要Bacterial cultures
来源:Food Microbiology
时间:2025-10-25
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耶氏肺孢子菌与重症肺炎患者肺病毒组的关联研究揭示其定植作为感染过渡状态的关键作用
在重症监护病房中,耶氏肺孢子菌(Pneumocystis jirovecii, P. jirovecii)引起的肺炎一直是免疫抑制患者面临的严重威胁。尽管抗感染治疗能够缓解病情,但PCP的治疗仍然充满挑战,且复发率较高。更为复杂的是,这种真菌病原体能够在宿主体内长期定植,通过改变其主要表面糖蛋白等方式与宿主共同进化,一旦免疫功能下降即可重新激活导致PCP发生。肺微生物组是一个复杂而动态的生态系统,由细菌、真菌、病毒等相互作用的群落组成。虽然肺部微生物数量远少于肠道,但呼吸道微生物群的稳定性被认为是防止病原体扩张的必要条件。先前的研究主要集中在肺部细菌微生物组,而真菌和病毒这两个"被忽视"的生态
来源:iScience
时间:2025-10-25
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综述:先进强度调制光纤传感器在可扩展传感中的应用
强度调制光纤传感器的原理与分类强度调制光纤传感器(IM-FOS)通过外界物理或化学变化引起的光强变化实现传感,其核心机制包括宏弯、微弯、倏逝场耦合、侧向耦合和反射等。与相位或波长调制传感器相比,IM-FOS无需复杂解调系统,仅需光电探测器即可实现信号采集,大幅降低了成本与系统复杂度。根据传感结构,IM-FOS可分为本征型(光调制发生在光纤内部)和非本征型(光纤仅作为传光介质),其中宏弯和微弯传感器通过弯曲导致的光泄漏实现测量,而倏逝场传感器则依赖光纤表面电磁场与环境的相互作用。宏弯与微弯传感机制及应用宏弯损耗发生于光纤弯曲半径超过临界值(Rc)时,导致光从纤芯泄漏至包层。临界弯曲半径公式为:R
来源:iScience
时间:2025-10-25
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综述:植物耐涝性的生物学机制
ABSTRACT随着全球气候变化,涝渍发生频率日益增加。涝渍是一种重要的非生物胁迫,它限制植物的生长与发育,显著降低作物产量,并严重威胁农业生产的安全与可持续发展。因此,理解植物对涝渍胁迫的响应机制对于粮食安全至关重要。本文综述了涝渍的危害、植物对涝渍的生理及形态适应,总结了植物耐涝性的相关基因与分子机制,并对当前培育耐涝品种面临的挑战与未来方向进行了展望。本综述为深化理解植物耐涝机制提供了科学依据与研究导向。 Conflicts of Interest作者声明无利益冲突。
来源:Plant, Cell & Environment
时间:2025-10-25
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综述:CO2永久地质封存中的微生物考量
2 深部生物圈与地下工程的作用地球原核生物量的约70%存在于地下。这部分微生物不仅数量巨大,而且具有惊人的系统发育多样性,现代原核生命树的大部分枝叶都源于地下环境。人类的地下工程活动,尤其是碳氢化合物开采,已经深刻影响了深部生物圈,并反过来受到其影响。例如,在石油工业中,微生物通过硫酸盐还原产生的硫化氢(即“酸化”)是一个代价高昂的问题,这在CCS(特别是利用枯竭油气藏封存CO2时)也可能构成风险。硫化氢会加剧腐蚀,降低石油品质,并对工人健康和环境构成严重威胁。页岩气开采过程中的研究也表明,注入的压裂液添加剂会刺激高盐度页岩层中的发酵细菌活动,导致类似的微生物问题。因此,在CCS大规模实施之前
来源:Environmental Microbiology
时间:2025-10-25