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一种在室温下表现出反演对称性破缺并具有铁电性的范德瓦尔斯材料
近年来,二维范德华(vdW)材料因其独特的原子结构和可调控的物理性质,成为凝聚态物理和电子器件领域的热点研究方向。其中,五层化合物In₂Se₃因其潜在的铁电性受到广泛关注。该材料的不同相态(如β、γ、δ等)已被广泛研究,但直到2023年,科学家才首次报道了一种新型非中心对称相——β’相。这一发现不仅拓展了In₂Se₃的相图,更揭示了低维材料中复杂的原子排列如何调控铁电响应。### 新型β’相的结构特征通过扫描透射电子显微镜(STEM)的深度剖析发现,β’相由五重层构成,其核心特征在于原子排列的拓扑变化。具体而言,在中心硒原子周围形成了独特的“之”字形原子构型,导致相邻In-Se键长出现显著差异
来源:Advanced Science
时间:2025-12-07
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基于生物力学的3D建筑结构推断:利用CellSqueeze3D从组织学数据中进行分析
本文提出了一种名为CellSqueeze3D的计算框架,旨在从单一石蜡切片的HE染色图像中重建3D细胞空间分布与尺寸。传统2D病理分析因组织切片厚度限制存在明显缺陷,导致细胞重叠和形态扭曲,而CellSqueeze3D通过融合生物力学约束与优化算法,突破了这一瓶颈。### 方法创新研究团队针对2D切片的固有局限性,建立了独特的三维重建逻辑。核心突破在于将二维细胞投影视为三维结构的“压缩平面”,并利用粒子群优化(PSO)算法进行逆向推导。该方法的关键创新点包括:1. **物理约束机制**:引入细胞非穿透性原则,确保三维重建的细胞间最小距离符合生物力学规律2. **混合优化策略**:结合PSO算法
来源:Advanced Science
时间:2025-12-07
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混合价态K0.75Li2Cr6O12高压氧化物中的隐藏电荷序
该研究系统报道了一种通过高压高温合成的新型混合价态铬氧化物K₀.₇₅Li₂Cr₆⁺³.₅₄O₁₂的晶体结构、磁性及电子特性。该材料在12 GPa和1373 K条件下合成,其晶体结构属于SrCa₂Sc₆O₁₂型(空间群P6₃/mmc),由CrO₆八面体通过角共享形成双链结构,同时包含两种通道分别占据Li⁺和K⁺。通过同步辐射X射线衍射和粉末中子衍射结合电镜分析,发现K⁺在通道中存在显著的无序分布,其热膨胀椭球在c轴方向达到0.195 ų,表明K⁺具有较大的位移能力。这种无序性导致晶格平均结构无法完全反映局部电荷分布,但X射线对配位氧的精确分析显示Li⁺仍保持理想六方配位。磁性研究揭示了材料独特
来源:Advanced Science
时间:2025-12-07
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综述:不完美的重要性:细菌淀粉样蛋白的结构与功能
淀粉样蛋白(Amyloid)最初被认为仅仅是病理过程的标志物,但现在已广泛认识到它们在不同生物体中具有多样且重要的功能。功能性细菌淀粉样蛋白(Functional Bacterial Amyloids, FuBAs)作为研究的重要模型,因其独特的结构、组装机制和生物功能而备受关注。本文将从结构解析、组装调控、功能多样性及未来应用前景等方面,系统阐述FuBAs的研究进展。### 一、淀粉样蛋白的功能多样性及其生物学意义淀粉样蛋白的形成机制在不同生物体中存在显著差异。病理性淀粉样蛋白(PaHAs)如阿尔茨海默病中的β-淀粉样蛋白,通常由错误折叠的蛋白质聚集体引发,其毒性源于不溶性纤维的异常沉积。而
来源:Advanced Science
时间:2025-12-07
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通过调控孔隙结构与电化学界面特性,制备具有机械韧性的再生微硅负极
硅基负极材料在锂离子电池中的应用及创新突破一、研究背景与挑战在全球碳中和战略推动下,光伏产业每年产生大量高纯度硅废料。传统硅基负极虽然理论容量高达4200 mAh/g(十倍于石墨),但其体积膨胀率超过300%导致电极结构崩解,严重制约循环寿命和倍率性能。当前研究面临两大核心矛盾:一是机械稳定性与离子传输效率的平衡难题,二是规模化制备与环保要求的协调挑战。传统解决方案如碳包覆、多孔结构设计往往陷入性能与成本的两难境地。二、创新制备技术体系研究团队提出"电化学合金化-二氧化碳协同热解"双路径创新工艺:1. 电化学预合金化阶段:采用0.01 V超低截止电压控制锂离子嵌入深度,使微米级硅颗粒形成均匀L
来源:Advanced Science
时间:2025-12-07
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由多功能ZnO/GO纳米复合材料制备的氨气传感器,用于长期自主监测
该研究提出了一种新型材料体系——ZnO/GO纳米复合材料,并系统性地验证了其在氨气传感与超级电容器领域的双重功能。通过简化的自组装方法,将氧化锌纳米颗粒均匀分散在石墨烯氧化物二维平面结构上,形成具有协同效应的多功能材料。实验表明,该材料在储能领域表现出优异特性,其超级电容器在1 A/g电流密度下达到131 F/g的高比电容,并在10万次充放电循环后仍能保持94%的容量,展现出卓越的循环稳定性。在气体传感方面,材料对氨气的检测限低至0.1 ppm,响应时间与恢复时间分别为17秒和26秒(10 ppm浓度下),性能超过美国职业安全与健康管理局的标准限值50 ppm,并优于商业化传感器。研究创新性地
来源:Advanced Science
时间:2025-12-07
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纳米酶集成水凝胶靶向AGEs用于糖尿病性骨关节炎治疗
本文聚焦于糖尿病性骨关节炎(DOA)的创新治疗策略,提出了一种基于AGEs靶向的“3R”协同疗法。研究团队通过整合聚多巴胺修饰的鞣酸铈纳米酶(PTC)与镁离子负载的复合水凝胶(PTC-MP),结合近红外光热疗法(mPTT),构建了多维度干预体系,有效缓解了DOA的病理进程。以下从研究背景、技术路线、实验验证及创新点等方面进行系统解读。### 一、研究背景与科学问题DOA作为糖尿病患者的常见并发症,其病理机制复杂且传统治疗手段存在局限性。现有研究显示,AGEs(晚期糖基化终末产物)在DOA患者关节腔中的浓度显著高于非糖尿病人群,其通过诱导氧化应激、线粒体功能障碍及炎症因子释放,导致软骨退变和润滑
来源:Advanced Science
时间:2025-12-07
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基于AI的主动早期预警系统及精准治疗策略在猴痘防控中的应用
近年来,猴痘病毒(MPOX)引发的全球性公共卫生事件引发广泛关注。传统防控手段存在多重局限性:首先,依赖医疗机构筛查导致无症状携带者难以早期发现;其次,常规检测方法耗时长、成本高且依赖专业设备,难以在基层推广;再者,现有追踪系统存在数据格式不统一、信息共享滞后等问题,影响防控效率。面对病毒高传播性、高变异率及10%的致死率(B.1.2亚型),亟需开发智能化的预警与干预系统。该研究创新性地将有机光电材料技术与数字健康平台相结合,构建了"监测-诊断-治疗-预警"全链条防控体系。核心突破体现在三个方面: 1. **pH响应型发光材料开发** 研究团队基于AIE(聚集诱导发光)材料的特性,合成了一
来源:Advanced Science
时间:2025-12-07
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多孔支架中的类似电梯的空心通道通过NETs(神经突触外蛋白)-纤维蛋白介导的巨噬细胞募集,加速了血管化骨组织的再生过程
骨组织工程中血管化促进机制与结构优化策略的研究进展大骨缺损修复是骨科领域的重大临床挑战。传统组织工程方法常因血管网络构建滞后导致再生失败,核心问题在于如何实现支架内部的有效血管化。近年研究发现,仿生结构设计可显著提升血管化效率,其中空心通道结构因其独特的生物力学特性备受关注。最新研究通过构建多孔丝心蛋白(SF)支架集成500微米直径的空心通道系统,揭示了血管化加速的免疫介导机制,为骨再生工程提供了创新解决方案。该研究首先建立了孔隙率与通道结构协同优化的支架体系。实验采用鼠类皮下植入模型,对比不同通道直径(300-900微米)的支架血管化效果。结果显示,500微米通道结构在14天植入周期内展现出
来源:Advanced Science
时间:2025-12-07
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通过单原子和空位驱动的层状双氢氧化物中的晶格氧活化机制实现双位点协同效应
本文聚焦于氧空位与钼单原子协同作用对层状双氢氧化物(LDH)氧析出反应(OER)性能的优化机制。研究通过离子辐照技术精准调控LDH的缺陷密度,成功实现钼单原子的可控负载(7.4 wt.%),并揭示其与氧空位的协同激活晶格氧(LOM)的全新机制。以下从制备策略、结构特性、催化性能及作用机理四方面展开分析。### 一、制备策略的创新性突破研究采用Ar⁺离子辐照辅助的合成方法,突破了传统负载技术中单原子分散与稳定性的双重瓶颈。通过调节辐照能量(100 keV)和剂量(1×10¹⁵ ions/cm²),在NiFe LDH表面可控生成氧空位网络。这种物理辐照与化学沉积的协同策略,既避免了化学还原法可能引
来源:Advanced Science
时间:2025-12-07
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释放拉曼光谱的潜力,以估算PEDOT:PSS的掺杂程度和晶体形态
本文系统性地研究了聚(3,4-乙二基二噻吩)磺酸盐(PEDOT:PSS)材料的微观结构演变与掺杂水平之间的关联机制,并创新性地提出了基于拉曼光谱的多参数协同分析方法。研究团队通过构建包含极性溶剂处理和化学还原处理的两组对照实验体系,首次实现了对PEDOT:PSS材料中结晶度、掺杂浓度及电学性能的跨尺度关联解析,突破了传统表征手段在动态过程观测上的局限性。一、研究背景与核心问题30%)的定量精度不足;霍尔效应测量易受电荷局域化效应对迁移率的影响。因此,建立基于原位光谱的定量分析模型成为亟待解决的科学问题。二、实验设计与方法创新研究团队采用双变量控制实验设计,通过以下关键处理实现分离变量研究:1.
来源:Advanced Science
时间:2025-12-07
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通过非传统的钠-碘化学计量比在还原氧化石墨烯薄膜中实现快速的热电响应
二维材料在热电应用中的创新突破——以Na-I@rGO薄膜为例(正文约2200字)一、材料背景与研究意义近年来,二维材料因其独特的物理化学性质受到广泛关注。石墨烯基材料凭借其优异的导电性、柔韧性和可调控性,在热电转换领域展现出巨大潜力。该研究团队通过创新性地将金属卤化物(Na-I)与还原氧化石墨烯(rGO)结合,成功开发出新型复合薄膜材料Na-I@rGO。这种材料不仅实现了热电响应的快速化(0.6秒),其Seebeck系数(22.7 µV/K)也达到实用化水平,为二维材料在热电传感领域的应用开辟了新路径。二、制备工艺与结构特性(1)制备方法创新研究团队采用分层溶液法,通过交替涂覆GO溶液与NaI
来源:Advanced Science
时间:2025-12-07
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一种用于孢子形态识别和孢子着色指数(SCI)计算的深度学习系统,用于评估源岩的热成熟度
该研究聚焦于通过智能化技术提升烃源岩热成熟度评估的效率与精度,重点突破传统SCI分析中存在的效率低下和主观性过强两大瓶颈。研究团队来自巴西圣保罗大学化学与材料工程系,联合地质实验室与石油公司专家,历时三年完成从算法开发到工程验证的全流程研究。传统SCI分析存在显著局限性:操作人员需在显微镜下逐帧比对19组标准样本,单次分析耗时长达6小时。由于人眼疲劳和注意力波动,容易产生颜色判读偏差,统计数据显示不同操作者对同一孢子的SCI评级差异可达1.2-1.8个单位。更严重的是,当岩心样本深度超过3000米时,常规方法已无法有效识别保存完好的孢子形态。研究创新性地构建了"三位一体"智能分析系统:1. 精
来源:International Journal of Biological Macromolecules
时间:2025-12-07
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巨噬细胞中的USP14蛋白通过NLK蛋白的去泛素化作用抑制Wnt/β-连环蛋白信号通路,从而增强免疫反应
赵明明|施俊杰|魏新奇|田文泽|陈月怡南京医科大学淮安第一附属医院胸外科,中国淮安223300摘要巨噬细胞是关键的免疫细胞,它们在识别内源性和外源性病原体后通过促进炎症因子的释放来调节身体的免疫反应。USP14是一种重要的去泛素化酶,在多种细胞过程中发挥着重要作用,尤其是在调节免疫反应方面。本研究旨在探讨USP14在调节巨噬细胞免疫反应中的作用。通过质粒转染和慢病毒感染分别在RAW264.7细胞和小鼠骨髓巨噬细胞中过表达和敲低USP14。我们的研究表明,USP14的过表达增强了LPS诱导的炎症反应并促进了巨噬细胞的迁移,而USP14的敲低则产生了相反的效果。USP14与NLK相互作用,从而减弱
来源:Cytokine
时间:2025-12-07
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深度学习辅助的PfAgo可编程基因电路,用于在单管实验中实现对食源性病原体的超高灵敏度视觉检测
韩亚婷|文俊平|朱志|马龙|胡晓波|王书|陈一平华中农业大学食品科学与技术学院,中国湖北武汉420070摘要食源性病原体对公共卫生构成了重大威胁。开发快速且灵敏的检测方法对于有效预防和控制食品安全问题至关重要。近年来,基于Pyrococcus furiosus Argonaute(PfAgo)的病原体检测方法受到了广泛关注。然而,目前开发的基于PfAgo的病原体检测方法仍存在检测时间过长和切割效率不足等问题。在这里,我们开发了一种超灵敏的可视化检测方法用于食源性病原体的检测。具体来说,通过设计一种基于PfAgo的双探针可编程遗传电路,并将其与超快速热循环V型PCR(VPCR)兼容,我们不仅实现
来源:Biosensors and Bioelectronics
时间:2025-12-07
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基于欧铕和水杨酸的纳米生物传感器的开发,用于早期检测由DEN诱导的肝细胞癌中的GPC3
尤瑟夫·M·哈桑(Youssef M. Hassan)| 哈拉·埃尔-坦塔维(Hala El-Tantawi)| 达莉亚·M·埃尔-侯赛因(Dalia M. El-Husseini)| 易卜拉欣·拉比·阿里(Ibrahim Rabie Ali)| 穆罕默德·S·阿蒂亚(Mohamed S. Attia)埃及开罗艾因沙姆斯大学(Ain Shams University)理学院动物学系,阿巴西亚11566摘要肝细胞癌(HCC)的早期诊断受到缺乏高灵敏度和特异性生物标志物的阻碍。本研究通过开发一种针对Glypican-3(GPC3)的新型光学生物传感器来应对这一挑战,GPC3是HCC的一个有前景的生
来源:Biosensors and Bioelectronics
时间:2025-12-07
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桃金娘(Myrtus communis)叶片衍生物生物炭的热处理:通过密度泛函理论分析研究其染料去除性能和表面特性
橄榄叶衍生生物炭对甲基橙染料的吸附机理研究及材料特性分析水处理领域长期面临印染废水治理的挑战,这类废水因含有复杂有机染料分子而具有高毒性、难降解特性。本研究以地中海常见植物白橄榄叶为原料,通过优化热解工艺制备新型生物炭吸附材料(MC-Biochar),系统考察其理化特性与染料吸附性能的关联性。材料制备方面,采用实验室规模热解装置,在无添加剂条件下对干燥橄榄叶进行热解处理。控制热解温度为450°C,升温速率10°C/min,在常压氛围中完成碳化过程。该温度参数经前期研究验证为最佳选择,既保证有机成分充分分解,又避免过度热解导致孔隙结构坍塌。表征分析显示显著的结构优化:BET测试数据显示生物炭比表
来源:Biomass and Bioenergy
时间:2025-12-07
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**自热法处理p-TsOH-H₂O溶液对竹材脱木质素效果显著,同时提升乙醇产量**
(Autothermal treatment with p-TsOH-H₂O solution effectively delignifies bamboo and increases ethanol production.)
在竹材生物乙醇生产领域,研究者创新性地开发了基于对甲苯磺酸(p-TsOH)与过氧化氢(H₂O₂)协同作用的自热氧化脱 lignination 技术。该技术突破传统高温高压工艺限制,在常温(23°C)和500g/L高固体浓度条件下实现竹材高效处理,其核心科学价值与工程应用潜力体现在以下三个层面:一、自热氧化机制的创新突破研究团队通过系统温度监测发现,p-TsOH与H₂O₂的氧化反应具有显著放热特性。当固体浓度达到500g/L时,系统温度从初始23°C自动升至40°C,这种热力学自加速效应突破了传统低温氧化效率瓶颈。实验数据显示,温度每升高1°C,脱 lignination 效率提升约0.8个百分
来源:Biomass and Bioenergy
时间:2025-12-07
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综述:基于生物炭的复合相变材料的最新进展
相变材料复合技术中生物炭基材料的创新突破与产业化前景一、研究背景与核心挑战30%)等关键缺陷。这些技术瓶颈严重制约了PCMs在建筑节能、电力系统调峰等领域的规模化应用。二、生物炭材料的技术特性1. 结构优势:通过热解获得的生物炭孔隙率可达60-85%,比表面积范围300-1200 m²/g,形成三维网络结构。这种天然多孔架构可有效限制PCM相变过程中的物质迁移,实验数据显示其泄漏率可降低至5%以下。2. 热学性能:经活化处理的生物炭热导率提升幅度达25-150%,突破传统碳材料的性能天花板。在复合体系中,其导热系数可达到1.2-2.5 W/m·K,显著优于石墨烯(3000 W/m·K)但成本降
来源:Biomass and Bioenergy
时间:2025-12-07
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晶格氧介导的双功能Fe/γ-Al₂O₃催化剂在循环生物质气化及CO₂分解中的应用
该研究围绕生物质资源的高效利用与碳减排协同展开,提出了一种基于铁基氧载体的生物质气化与二氧化碳还原的耦合技术。通过系统研究氧载体的制备工艺、结构特性与催化性能,团队成功开发了能够同步实现生物质转化为高纯度合成气以及二氧化碳转化为一氧化碳的双重功能材料体系,为构建负碳排放的能源闭环提供了新思路。在技术路线设计上,研究创新性地将传统生物质气化工艺与二氧化碳还原过程整合为单一反应体系。氧载体在两个阶段中分别承担氧化剂和还原剂的双重角色:在生物质气化阶段作为氧化剂提供活性氧促进热解反应,在二氧化碳转化阶段作为还原剂将二氧化碳还原为一氧化碳。这种设计突破了传统工艺中反应器分离和能量循环不经济的瓶颈,实现
来源:Biomass and Bioenergy
时间:2025-12-07