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基于4-羟基色满醇席夫碱的荧光探针F3对Zn2+
/Fe2+
的"开关"传感机制及其在活体成像与抗癌应用中的研究
【研究背景】在生物医学领域,金属离子如锌(Zn2+)和铁(Fe2+)的稳态失衡与阿尔茨海默病、癌症等重大疾病密切相关。传统检测方法如ICP-MS(电感耦合等离子体质谱)虽精确但无法实现实时活体观测,而现有荧光探针往往存在选择性差、无法区分Fe2+/Fe3+等问题。更棘手的是,开发兼具金属传感和抗癌功能的多功能分子仍面临挑战。【研究方法】巴拉蒂尔大学团队合成4-羟基色满醇席夫碱探针F3,通过紫外-可见光谱、荧光光谱、循环伏安法及DFT(密度泛函理论)计算验证其与金属离子的相互作用。采用C.elegans(秀丽隐杆线虫)和MDA-MB-231(三阴性乳腺癌)细胞模型,结合共聚焦显微镜、MTT(噻唑
来源:Journal of Molecular Liquids
时间:2025-06-09
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离子液体BMIF作为6061铝基碳化硅复合材料在盐酸介质中的高效绿色缓蚀剂:实验与理论的双重视角
铝及其合金因轻质高强的特性,在航空航天、军事装备等领域应用广泛,但碳化硅(SiC)增强的铝基复合材料(6061 Al-CM)在酸性环境中易发生电偶腐蚀,造成巨大经济损失。传统有机缓蚀剂存在毒性高、环境负担重的问题,而离子液体(Ionic Liquids, ILs)因其低挥发性、高热稳定性和可设计性成为研究热点。针对这一挑战,中国某研究机构的研究人员系统评估了1-丁基-3-甲基-1H-咪唑-3-鎓六氟磷酸盐(BMIF)对6061Al-10 vol% SiC(p)在0.05 M HCl中的缓蚀性能。通过动电位极化(PDP)、电化学阻抗谱(EIS)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和
来源:Journal of Molecular Liquids
时间:2025-06-09
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烷基醇萃取水溶液中乳酸乙酯的实验研究与机理分析
乳酸乙酯作为一种生物基绿色溶剂,在塑料、涂料等领域应用广泛,但其与水形成共沸物导致传统蒸馏分离能耗极高。如何通过节能工艺实现高效分离成为行业痛点。中国石油大学的研究团队在《Journal of Molecular Liquids》发表论文,创新性地采用烷基醇萃取法破解这一难题。研究团队运用液液相平衡(LLE)实验测定技术,在303.2 K和101.3 kPa条件下系统考察了四种烷基醇(1-戊醇至1-壬醇)对水-乳酸乙酯体系的分离效果。通过气相色谱(GC)分析组分含量,结合GMcal_TieLinesLL工具验证Gibbs稳定性准则,并采用量子化学计算手段包括σ-profile(表面电荷分布)、
来源:Journal of Molecular Liquids
时间:2025-06-09
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基于胆碱氯化物-六水合氯化钴低共熔体系的物化性质调控与金属电沉积研究
在金属电镀和电池材料领域,传统水溶液体系存在氢脆风险,而离子液体成本高昂、粘度大。低共熔溶剂(DES)因其可调物化性质成为新兴替代方案,但关于含金属盐的II型DES研究仍属空白。意大利比萨大学团队聚焦关键原材料钴,选择胆碱氯化物(ChCl)与六水合氯化钴(CoCl2·6H2O)体系,首次系统研究其作为电沉积介质的潜力。研究采用差示扫描量热法(DSC)确定共晶点,通过热重分析(TGA)、旋转粘度计、电化学工作站等技术表征温度与组成对物化性质的影响。关键发现包括:共晶组成为ChCl:CoCl2·6H2O=2:1时熔点低至293 K,电导率高达4.8 S m−1;Walden图显示体系具有高离子性;
来源:Journal of Molecular Liquids
时间:2025-06-09
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层状钙钛矿Rb2
AgAsM6
(M=Cl/F)的结构稳定性与光电性能计算模拟及其在光电器件中的应用研究
随着全球能源危机加剧,太阳能转换技术成为研究热点。传统硅基太阳能电池成本高且制备工艺复杂,而有机-无机杂化钙钛矿(HOIPs)虽具有20%的光电转换效率(PCE),却面临稳定性差和铅毒性问题。为此,研究人员将目光转向无铅双钙钛矿材料,其中Rb基卤化物因可调带隙和优异光学特性成为候选材料。然而,这类材料的构效关系与器件应用潜力尚不明确。为解决这一问题,国内某高校研究团队在《Journal of Molecular Graphics and Modelling》发表论文,采用第一性原理计算系统研究了Rb2AgAsM6(M=Cl/F)的结构与性能。通过CASTEP软件包中的平面波赝势方法(PW-PP
来源:Journal of Molecular Graphics and Modelling
时间:2025-06-09
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溶剂辅助限域修饰构建高通量有机硅膜用于生物醇高效回收
在全球能源转型的背景下,生物醇(如乙醇和正丁醇)作为清洁燃料备受关注,但其生产过程中发酵液的分离能耗占整体成本的60%以上。传统蒸馏技术能耗高,而现有膜材料如聚二甲基硅氧烷(PDMS)面临渗透通量低(<2.0 kg·m−2·h−1)和渗透-选择性难以兼得的困境。如何通过材料设计突破这一“trade-off”效应,成为膜科学领域的核心挑战。华中科技大学的研究团队在《Journal of Membrane Science》发表研究,提出了一种溶剂辅助限域修饰(SACM)策略。通过以正己烷为溶剂媒介,将全氟辛酰氯(F15)引入PDMS基膜的纳米级链间隙,引发与残余胺基的酰胺化反应,实现了链间距(3.
来源:Journal of Membrane Science
时间:2025-06-09
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金属有机多面体构建高负载混合基质膜实现氦气分离性能突破
氦气作为不可替代的战略资源,在航天、医疗(NMRI)等领域具有关键作用。目前工业上主要通过天然气中提取氦气,依赖高能耗的深冷蒸馏技术,能耗成本居高不下。膜分离技术虽能降低90%能耗,但传统聚合物膜面临渗透性与选择性相互制约的"trade-off"难题,而无机膜又存在加工性差的问题。混合基质膜(MMMs)通过将多孔填料与聚合物复合,有望突破这一瓶颈。金属有机框架(MOFs)作为常用填料,在负载量超过40 vol%时易出现界面缺陷。相比之下,金属有机多面体(MOPs)具有离散分子结构,更易实现高负载分散,但相关研究仍属空白。中国科学院团队在《Journal of Membrane Science》
来源:Journal of Membrane Science
时间:2025-06-09
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不对称电荷分布镶嵌膜的简易制备及其离子电流整流效应研究
在生命活动中,生物离子通道通过精妙的电荷调控实现单向离子传输(即整流效应),这种特性对神经信号传导和细胞代谢至关重要。然而,天然生物膜存在体外稳定性差的致命缺陷,而现有仿生膜又面临制备工艺复杂(如需要光刻或离子束刻蚀)、成本高昂(设备超百万美元)的困境。如何通过简单方法构建兼具高离子选择性和整流性能的人工膜,成为膜科学领域的重大挑战。中国科学技术大学的研究团队在《Journal of Membrane Science》发表的研究中,创新性地采用水相浸渍法,通过同步磺化/季铵化反应在普通聚合物膜(WLB)两侧构建不对称电荷表面,同时内部形成正负电荷镶嵌结构。这种"外不对称-内均质"的设计使膜材料
来源:Journal of Membrane Science
时间:2025-06-09
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非对称超晶格磁隧道结中势垒轮廓工程对自旋转移力矩的增强效应研究
在自旋电子学领域,磁隧道结(MTJ)作为核心元件,其性能直接决定了磁随机存储器(MRAM)等器件的能耗与速度。传统对称结构MTJ面临自旋转移力矩(STT)效率低下的瓶颈,导致 magnetization switching(磁化翻转)需要较高电流密度。同时,势垒层传输特性的精确调控一直是未被深入探索的科学问题。这些问题严重制约着新一代自旋存储与逻辑器件的发展。来自的研究团队在《Journal of Magnetism and Magnetic Materials》发表的研究中,创新性地采用CoFeB/La0.7Sr0.3MnO3(LSMO)非对称电极组合,通过设计线性(VBH-LI)、高斯(V
来源:Journal of Magnetism and Magnetic Materials
时间:2025-06-09
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铜基d9
多铁材料的设计:从高温超导母体到铁电-磁耦合新体系
在凝聚态物理领域,铁电材料与高温超导体的研究长期占据重要地位。铁电体因其非中心对称结构带来的电极化可切换特性备受关注,而铜基高温超导体的奥秘则源于其母体化合物的莫特绝缘体特性。这两类材料看似独立,却在本研究中产生了奇妙交集——如何利用铜氧化物中特有的d9电子构型(Cu2+的3d电子排布)设计兼具铁电与磁有序的多铁材料,成为突破传统材料设计边界的关键科学问题。河北大学的研究团队在《Journal of Magnetism and Magnetic Materials》发表的研究中,创新性地提出以铜氧化物高温超导母体CaCuO2(空间群P4/mmm)为模板,通过引入Sn/Pb元素诱导结构畸变,成功
来源:Journal of Magnetism and Magnetic Materials
时间:2025-06-09
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碱金属游离铝硅酸盐玻璃多层网络结构与力学性能的构效关系解析及其工业应用价值
在电子显示技术飞速发展的今天,TFT-LCD和OLED显示屏已成为手机、电视等电子设备的核心部件。作为显示面板的"骨架",基板玻璃需要同时满足多项严苛要求:必须耐受强酸强碱清洗、承受高温真空镀膜工艺,且不能含有会污染半导体材料的碱金属离子。更关键的是,其热膨胀系数必须与液晶材料(3.0×10-6/K至4.0×10-6/K)精确匹配,否则在高温加工时会产生应力破裂。碱金属游离铝硅酸盐玻璃因其优异的化学稳定性、高弹性模量和低热膨胀特性成为理想选择,但高Al2O3含量导致的熔融温度过高、气泡难以消除等问题,始终制约着工业化生产。为破解这一难题,中国建筑材料科学研究总院等机构的研究人员开展了一项创新研
来源:Journal of Materiomics
时间:2025-06-09
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激光粉末床熔融制备TiCN增强AlMgScZr复合材料的三周期极小曲面晶格结构:微观组织与力学性能的协同优化
在材料科学领域,激光粉末床熔融(Laser Powder Bed Fusion, LPBF)技术因其能直接制造复杂几何结构的特点,正推动着航空航天、生物医疗等领域的轻量化革命。然而,当前LPBF技术主要局限于加工Al-Si系铝合金,这类材料虽具有良好铸造性能,却存在强度不足(通常<400 MPa)、抗疲劳性能差等固有缺陷。传统高强铝合金如Al-Cu-Mg系又极易在LPBF过程中产生热裂纹,即便通过微合金化或陶瓷颗粒增强改进,其力学性能仍难以满足现代工业对轻质高强材料的苛刻需求。为突破这一技术瓶颈,近年来研究者开始开发专为LPBF工艺设计的新型铝合金。其中,AlMgScZr合金展现出独特优势——
来源:Journal of Materials Science & Technology
时间:2025-06-09
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碳/碳-(铪,锆,钛)碳化物-(铪,锆,钛)硼化物-钨-铜陶瓷基复合材料在固体火箭发动机环境中的抗烧蚀行为研究
随着人类深空探测任务的扩展,火箭发动机推力提升与轻量化成为航天领域的核心挑战。固体火箭发动机(SRM)喷嘴喉部作为关键部件,长期承受3000°C以上高温、高压两相流(含Al2O3颗粒)的极端环境,传统材料如钨铜合金(密度16.84 g/cm3)和纯石墨分别面临重量过大和抗热震性不足的瓶颈。尽管碳/碳(C/C)复合材料具有优异的耐热冲击特性,但其在SRM环境中的高烧蚀率(0.074 mm/s)仍制约着发动机寿命。中南大学研究团队创新性地将金属增强策略引入超高温陶瓷(UHTCs)改性的C/C复合材料,通过浆料渗透联合反应熔渗技术,在1400°C下成功制备出C/C-(Hf, Zr, Ti)C-(Hf
来源:Journal of Materials Science & Technology
时间:2025-06-09
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突破传统极限:增材制造高熵Fe-30Cr-30Ni-8Mo超不锈钢的海洋级综合性能研究
在海洋工程、石油化工等极端腐蚀环境中,传统超级奥氏体不锈钢(SASS)虽具有优异耐蚀性,但Cr、Mo含量长期受制于σ相析出的瓶颈问题。统计显示,全球每年因腐蚀造成的经济损失高达4万亿美元。中国的研究团队通过融合高熵合金(HEA)的多主元特性与增材制造(AM)的快速凝固优势,在《Journal of Materials Science》发表了一项突破性研究。研究采用激光粉末床熔融(PBF-LB/M)技术制备Fe-30Cr-30Ni-8Mo(简称30308 SSHS)高熵钢。通过气体雾化法制备平均粒径18μm的预合金粉末,采用FS271M设备以特定工艺参数(激光功率200W,扫描速度800mm/s
来源:Journal of Materials Science & Technology
时间:2025-06-09
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钆掺杂Sm2
Co17
型永磁体微观结构稳定性实现宽温域剩磁温度系数精准调控
在航空航天、离子推进器等高温应用场景中,永磁体需要同时满足高磁性能和温度稳定性两大严苛要求。传统Sm2Co17磁体虽具有优异高温磁性,但其剩磁温度系数(α)的调控常受限于重稀土(HRE)掺杂引发的微观结构失稳问题。尤其当工作温度超过300°C时,现有Dy/Er掺杂磁体因1:5H相析出困难导致α调控范围有限,难以满足高功率行波管等精密器件的需求。针对这一挑战,研究人员选择具有特殊分布特性的Gd元素作为掺杂剂,系统研究了Sm1−xGdx(CobalFe0.2Cu0.08Zr0.025)7.2(x=0-0.8)磁体的性能演变规律。通过粉末冶金法制备样品,结合振动样品磁强计(VSM)测试高温磁性能,采
来源:Journal of Materials Science & Technology
时间:2025-06-09
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室温赫斯勒铁磁体CuMnCrAl、NiFeCrAl、Ni0.5
Fe1.5
CrAl的实验与理论研究:Co2
CrAl的等价电子替代及其自旋电子学应用潜力
在磁性材料研究领域,赫斯勒合金(Heusler alloys)因其独特的电子结构和磁学性质备受关注。1903年由Fritz Heusler发现的Cu2MnAl化合物首次揭示了非磁性元素组合产生铁磁性的现象,开辟了新型磁性材料的设计思路。其中,Co2CrAl因具备半金属铁磁(HMF)特性和接近室温的居里温度(308-318 K),被视为自旋电子学器件的候选材料。然而,钴元素的高成本和磁性温度不足制约了其实际应用。为解决这一难题,来自University of Silesia的研究团队Jerzy Goraus等人提出了创新的材料设计策略——通过等价电子替代(aliovalent substitut
来源:Journal of Magnetism and Magnetic Materials
时间:2025-06-09
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SmFeO3
陶瓷磁性能的温度依赖性研究及其在低能耗器件中的潜在应用
在能源效率与微型化需求日益迫切的今天,多铁性材料因其同时具备铁电性与磁性的独特性质,成为新一代功能器件的热门候选。然而,如何在室温附近实现稳定的多铁性耦合仍是巨大挑战。稀土正铁氧体RFeO3家族中,SmFeO3(SFO)因其高达670 K的尼尔温度和450-480 K的自旋重取向特性备受关注,但其低温区磁化机制尤其是陶瓷形态下的行为尚不明确。为探究这一问题,来自布巴内斯瓦尔材料科学研究所(现已关闭)的S.K. Das团队通过固相反应法制备SFO陶瓷样品,结合X射线衍射(XRD)和变温磁化测量,系统研究了其晶体结构与磁性能。《Journal of Magnetism and Magnetic M
来源:Journal of Magnetism and Magnetic Materials
时间:2025-06-09
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基于金属磁记忆法的局部腐蚀桥梁钢屈服状态定量表征研究
桥梁作为现代交通基础设施的核心组成部分,其钢结构构件在海洋、除冰盐等恶劣环境中长期服役时,腐蚀问题日益凸显。腐蚀不仅导致钢材有效截面减少,更会引发应力集中,严重威胁结构安全。传统无损检测技术如超声导波(UGWs)、X射线断层扫描等虽能识别腐蚀位置,但难以定量评估力学性能退化。金属磁记忆(MMM)技术因其无需外加激励、可穿透混凝土覆盖层等优势,成为腐蚀钢结构健康监测的新希望。然而,现有研究多聚焦腐蚀定位和定性评估,对关键力学性能指标——屈服状态的定量表征仍存在空白。针对这一挑战,陕西高校的研究团队在《Journal of Magnetism and Magnetic Materials》发表创新
来源:Journal of Magnetism and Magnetic Materials
时间:2025-06-09
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高压下α″-Fe16
N2
的结构、磁性与力学性能演变机制及其临界相变研究
在磁性材料研究领域,α″-Fe16N2因其惊人的"巨磁矩"现象(Fe原子磁矩高达3.5 μB)被誉为无稀土永磁材料的希望之星。自1951年Jack首次合成以来,这种具有超高饱和磁化强度(MS达3.2 T)的材料就引发持续关注。然而其亚稳态特性导致实验重复性差,理论预测与实验结果长期存在矛盾——传统局域自旋密度近似(LSDA)计算始终无法复现实验观测的高磁矩值。更关键的是,高压环境下这种材料的物性演变规律完全未知,这严重制约了其极端条件应用潜力。为解决这些问题,辽宁某高校的研究团队采用密度泛函理论(DFT)方法,首次系统揭示了α″-Fe16N2在高压下的结构-性能关系。研究发现当压力达到61.2
来源:Journal of Magnetism and Magnetic Materials
时间:2025-06-09
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温度-磁场-应力三场耦合机制在电工金属材料中的协同强化效应研究
在制造业高速发展的今天,残余应力如同潜伏在材料中的"隐形杀手"——它既是加工过程的必然产物,又成为后续工序的隐患源头。传统应力消除技术各自面临严峻挑战:自然时效耗时数月、热处理能耗惊人、振动法效果有限、磁处理仅适用于特定材料。更棘手的是,高温退火虽能有效消除应力,却会引发材料相变和性能劣化,这种"拆东墙补西墙"的方式显然不符合绿色制造的发展趋势。面对这一行业痛点,中国某高校的研究团队独辟蹊径,将目光投向温度与磁场的协同效应。受前期磁-振复合处理研究中"1+1>2"现象的启发,研究人员猜想:若将温和加热与磁场处理结合,是否能在避免材料损伤的同时获得超预期的应力消除效果?这一创新思路催生了温
来源:Journal of Magnetism and Magnetic Materials
时间:2025-06-09