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基于JWST光谱食映射解析超热木星WASP-18b大气三维热结构与化学组分
在系外行星研究领域,超热木星(Ultrahot Jupiters)作为一类极端条件下的气态巨行星,其大气物理过程一直备受关注。理论模型预测这类行星应存在显著的经度、纬度和海拔三维温度与化学组分梯度,但由于观测技术的限制,以往的研究只能获取半球积分的光谱数据,无法精细解析大气内部结构。詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)的投入使用,为突破这一瓶颈提供了前所未有的机遇。为揭示超热木星大气的多维特征,由Ryan C. Challener和Megan Weiner Mansfield共同领导的研究团队,利用JWST近红外成像仪和无缝光谱仪(NIRISS)对超热木星WASP-18b进行了一次次食(seco
来源:Nature Astronomy
时间:2025-10-28
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circTGFBR2(3-6) 作为 RNA 结合蛋白 IGF2BP3 和 TGFBR1 mRNA 的组装平台,从而增强乳腺癌细胞的可塑性
TGF-β信号通路是诱导上皮-间质转化(EMT)的关键驱动因素,这一过程在癌症细胞的可塑性和转移潜能中起着重要作用。然而,环状RNA(circRNA)在TGF-β信号通路中的作用仍然知之甚少。在这项研究中,我们鉴定出一种源自TGF-β受体2(TGFBR2)前mRNA的circRNA,即circTGFBR2(3-6),并发现其是乳腺癌细胞中TGF-β/SMAD信号通路的重要增强因子。circTGFBR2(3-6)的表达被抑制后,会显著降低TGF-β诱导的EMT、细胞迁移以及乳腺癌细胞在体内的外渗能力。从机制上讲,circTGFBR2(3-6)作为支架,促进RNA结合蛋白胰岛素样生长因子2mRNA
来源:CELL DEATH AND DIFFERENTIATION
时间:2025-10-28
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解开欧盟农业政策中自然价值的本质:一项批判性话语分析
农业政策在全球范围内是应对生物多样性丧失的关键因素之一,它既是造成生物多样性减少的主要推动者,也是潜在的解决方案。农民在这一过程中扮演着重要的角色,因为他们对自然持有多种价值观念,这些价值不仅影响其生产方式,也决定了其对生态保护的态度。然而,当前欧盟的环境政策在很大程度上忽略了这种价值的多样性,可能导致政策执行效果不佳以及对某些群体的不公平对待。本文通过批判性话语分析(Critical Discourse Analysis, CDA)探讨了欧盟和德国层面的农业政策文件中如何表达自然的不同价值,包括工具性价值、内在价值和关系性价值,并发现这些价值的表达在不同治理层级上存在差异。欧盟的共同农业政策
来源:People and Nature
时间:2025-10-28
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西印度次南极地区的浮游植物大量繁殖,这一现象得益于富含铁质的阿古拉斯海水的滋养作用
摘要在印度次南极海域的西部,持续观察到一个覆盖面积达100万平方公里的浮游植物大量繁殖现象。该海域位于南大洋印度扇区的亚热带锋面与次南极锋面之间,贡献了南大洋向深海输送的碳总量的20%至40%。然而,风带来的铁元素(初级生产的主要限制性营养物质)仅能满足此次浮游植物繁殖所需铁需求的一半。研究表明,印度次南极海域的初级生产活动主要依赖于阿古拉斯洋流(Agulhas Current)的远距离输送作用——这是南大洋最强劲的洋流之一,它沿南非海岸向西南方向流动。通过浮标轨迹分析和高分辨率模型模拟发现,这些富含铁的海水借助该区域强烈的中尺度涡旋活动跨越了亚热带锋面。在模型中去除非洲沉积物作为铁的来源后,
来源:Nature Geoscience
时间:2025-10-28
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下沉的印度特大城市:地面沉降加剧建筑损伤风险的空间观测与预测
在全球快速城市化的背景下,建筑倒塌事件频发,造成大量人员伤亡和经济损失。传统上,工程缺陷常被视为建筑结构长期失效的主因,而地面沉降这一隐性威胁却长期被忽视。印度作为人口增长最快的国家之一,其特大城市正面临地下水过度开采引发的严重地面沉降问题。然而,由于缺乏高分辨率沉降监测数据,差异沉降对建筑结构的累积损伤风险一直难以量化。发表于《Nature Sustainability》的最新研究通过尖端空间观测技术,首次揭示了印度五大特大城市中数百万栋建筑因差异沉降而面临的损伤风险,为可持续城市管理提供了关键科学依据。研究团队采用多时空干涉合成孔径雷达(InSAR)算法,处理了2015–2023年间1,2
来源:Nature Sustainability
时间:2025-10-28
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量子忆阻器实现室温大气环境下的本征可溯源国际单位制电阻标准
在计量学领域,确保测量结果的可靠性与准确性始终是支撑科学技术发展的基石。2019年国际单位制(SI)的修订将基本单位定义与自然界基本常数直接关联,为计量学带来了革命性变革。然而在电学计量领域,基于量子霍尔效应(QHE)的电阻标准仍需要极低温(约1K)、强磁场(6-12T)和真空环境等苛刻条件,这种复杂系统通常只能在国家计量院所(NMI)内运行。更棘手的是,传统的量值传递链需要经过多级校准,每增加一环都会引入新的不确定度,最终到达用户端时,手持万用表的准确度可能已衰减至1%量级。这种层层递进的溯源方式不仅成本高昂、周期长,更制约了测量技术在现场检测、远程监测等场景的应用。为解决这一难题,来自意大
来源:Nature Nanotechnology
时间:2025-10-28
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在4H-SiC的Si(0001)和C(000)晶面上,采用OH或F-OH表面修饰进行逐步HF刻蚀:基于第一性原理的原子尺度刻蚀机制研究
蚀刻是集成电路(IC)制造过程中的关键步骤。本研究利用第一性原理密度泛函理论(DFT)研究了具有OH或F-OH表面的4H-SiC材料中Si(0001)和C(0001)晶面的顺序HF蚀刻行为。研究发现,C面和Si面在蚀刻效率方面存在显著差异:C面的蚀刻过程更具优势,其能量变化更为平缓且数值更负。相比之下,Si面的能量波动较大,能量障碍较高,表明蚀刻过程更为困难。此外,富含氟的F-OH表面仅需较少的HF分子即可完成C-Si键的断裂,而OH表面的蚀刻过程则需要更多HF分子。值得注意的是,F-OH表面的反应能量更低(2.77 eV),且反应动力学更为理想
来源:Physical Chemistry Chemical Physics
时间:2025-10-28
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一种高性能的过渡金属单原子锚定IrN2单层材料,用作硝酸盐还原为氨的电催化剂
电催化硝酸盐还原反应(NO3RR)已成为同时实现硝酸盐治理和可持续氨合成的有前景的方法。然而,开发具有高活性和选择性的电催化剂仍然是一个关键挑战。在此,我们利用密度泛函理论计算系统研究了23种过渡金属(3d–5d TM)单原子锚定的IrN2单层(TM–IrN2)作为潜在的NO3RR电催化剂。我们发现极限电位(UL)与NO3−的吸附自由能(ΔG*NO3)之间存在明显的“火山型”关系,并确定ΔG*NO3是表征NO3RR活性的有效参数。在筛选的催化剂中,Mo–IrN2和Ru–IrN2表现出优异的催化性能,其极限电位分别低至-0.43 V和-0.19 V。它们的高活性源于Mo/
来源:Physical Chemistry Chemical Physics
时间:2025-10-28
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具有快速应力松弛能力的类似Vitrimer的亚克力玻璃,通过高速羧基交换反应实现
本研究探讨了如何利用一种快速的羧基交换反应,开发出具有优良动态性能的新型玻璃状材料。这种材料基于一种类似玻璃化转变的可重构网络(vitrimer-like)结构,通过可逆的共轭取代反应实现网络结构的快速调整。相较于传统的交联聚合物,这类材料因其动态共价键(DCBs)的特性,能够展现出独特的应力松弛行为和加工性能。在实际应用中,这类材料不仅具备可回收性和自修复能力,还兼具热稳定性、机械韧性以及化学耐受性,使其在材料科学和工程领域展现出广阔的应用前景。在研究中,我们首先制备了一种由甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸(AA)组成的共聚物。该共聚物通过酸降解的方式将原有的叔丁基丙烯酸酯单元转化为具有羧基
来源:RSC Applied Polymers
时间:2025-10-28
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自组装蜂窝状聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜中折射率的变化
这项研究提出了一种新的溶剂铸造方法,用于制备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜,该方法能够调控薄膜的形态和光学特性。PMMA是一种广泛应用的高分子材料,因其优异的光学透明性、轻质以及高抗冲击性而被广泛用于光学、电子和生物医学等多个领域。通过使用醋酸作为溶剂,该方法提供了一种更安全、环保的替代方案,相较于传统的如甲苯、二氯甲烷和氯仿等溶剂,醋酸的使用不仅减少了对环境和人体的危害,还为薄膜结构的调控提供了新的可能性。研究发现,当在相对湿度(RH)高于30%的条件下进行溶剂铸造时,形成的PMMA薄膜呈现出自组装的非多孔六边形蜂窝结构。这一现象与传统的多孔结构形成机制不同,主要归因于溶剂蒸发速度和聚合物
来源:RSC Applied Polymers
时间:2025-10-28
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二维半导体的直接键合与解键
摘要二维(2D)半导体是构建先进电子设备的理想材料。然而,制造具有工程化层的高质量2D半导体晶圆仍然是一个挑战。本文介绍了一种直接的晶圆键合与解键方法,该方法适用于在高粘附性基底(如蓝宝石)上外延生长的半导体单层材料。该工艺既可在真空环境中进行,也可在手套箱环境中操作,且无需任何中间层的辅助。该方法能够制备出具有干净界面和晶圆级均匀性的堆叠2D半导体,并能精确控制层数及层间扭曲角度。我们利用这种方法制备了由二维单层材料(包括二硫化钼MoS2和二硒化钼MoSe2)构成的不同同质结构与异质结构。此外,我们还证明了该方法能够将MoS2单层直接键合到高介电常数基底(HfO2和Al2O3)上,同时保持其
来源:Nature Electronics
时间:2025-10-28
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MoBe分子的电子结构与化学键合
在现代科技中,钼和铍的复合材料因其独特的物理和化学性质而受到广泛关注。这些材料在多个领域中展现出巨大的应用潜力,包括航空航天、核技术以及表面科学等。钼(Mo)和铍(Be)的结合不仅有助于提高材料的性能,还可能为新的研究方向打开大门。本研究聚焦于钼铍(MoBe)分子的电子结构和化学键,通过全面活性空间自洽场(CASSCF)和多参考组态相互作用(MRCISD(+Q))方法,结合aug-cc-pV5Z(-PP)基组,对MoBe分子的43个低能态进行了系统研究。这项研究揭示了MoBe分子在不同能量状态下的化学键特性,并提供了其电子结构和化学键形成的详细分析。### 研究背景与意义钼是一种过渡金属,其电
来源:Physical Chemistry Chemical Physics
时间:2025-10-28
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基于二硼杂环烷重排反应和亚胺-醛交换的互穿玻璃态聚合物
由于二硼杂环烷具有热稳定性和氧化稳定性、能与多种化学基团兼容以及在各种聚合物基质中易于应用,因此它们已成为设计玻璃态聚合物(vitrimers)时理想的共价连接剂。然而,二硼杂环烷的聚合反应(metathesis)可在室温下进行,这可能导致所得弹性玻璃态聚合物在使用温度下具有较差的蠕变性能和耐溶剂性。在本研究中,我们报道了互穿玻璃态聚合物(interpenetrating vitrimers,简称IVs)的合成与表征。这些IVs分别基于硼酸酯聚合反应和亚胺-醛交换反应形成。通过模型研究评估了两种玻璃态聚合物子网络的化学结构特性及其对最终IVs性能
来源:Polymer Chemistry
时间:2025-10-28
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Zn和Nb掺杂对NCM622性能的影响:基于第一性原理的研究
LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 (NCM622)是一种具有广泛应用前景的阴极材料,但其进一步的应用受到严重的结构不稳定性和Li+/Ni2+混合问题的限制。掺杂是改善其性能的最有效方法之一。在本研究中,我们利用第一性原理计算探讨了单掺Nb、单掺Zn或双掺Zn–Nb对NCM622电化学性能的影响。结果表明,单掺Zn的NCM622具有最高的能量密度(1067.239 mWh g−1)和最低的Li+扩散势垒(0.507 eV),但其体积变化率显著增加,表明结构稳定性较差。单掺Nb也能提升电化学性能,但效果并不显著;而双掺Zn–Nb则显著优化了NC
来源:Physical Chemistry Chemical Physics
时间:2025-10-28
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关于在超流氦纳米液滴中水团簇的电子电离质谱观测到的碎片起源
在这个研究中,我们在超流氦纳米液滴内部形成了水簇,并使用电子电离质谱技术对其进行了分析。所得到的质谱图具有明显的特征,这些特征对应于H+(H2O)k−1碎片,以及多组较弱的特征,这些特征分别对应于(H2O)k+、H+Hen、OH+Hen、H2O+Hen和H3O+Hen碎片。为了确定这些特征的来源,我们对质谱图进行了系统的、全面的分析,分析过程中考虑了水的 partial pressure(部分压力)的变化。通过这一分析,我们确定了所有观察到的、属于氦纳米液滴内水簇的碎片的来源。研究表明,较小的水簇(H2O)k(其中k ≤ 4)可以分裂成多个质量通道;而较大的水簇在电子电离过程中最多只会产生两个
来源:Physical Chemistry Chemical Physics
时间:2025-10-28
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通过表面功能化和应变工程调控Ti3C2/B2S2异质结构中的界面肖特基势垒
金属与半导体之间的界面电阻对器件性能有着至关重要的影响。为了更深入地理解界面特性并提升器件功能,我们采用第一性原理计算方法来研究表面功能化及应变工程对Ti3C2/B2S2异质结的影响。研究结果表明,对Ti3C2进行功能化处理是调节界面耦合强度的有效手段。不同的表面基团(T = O、F和OH)在控制异质结的接触类型方面起着关键作用。具体而言,Ti3C2F2/B2S2和Ti3C2O2/B2S2异质结表现出p型肖特基接触特性,而Ti3C2(OH)2/B2S2异质结则实现了具有极高隧穿概率的n型欧姆接触。此外,双轴应变被证明是一种能够同时调节接触类型和隧
来源:Physical Chemistry Chemical Physics
时间:2025-10-28
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利用机器学习预测蝶呤类化合物和氟喹诺酮类药物生成过氧化氢(1O2)的量子产率
0.84),其中 SVR 在测试集上的表现最佳(R_test² = 0.975),而 XGBoost 具有最佳的总体鲁棒性。可解释性分析表明,不同模型中描述符的重要性各不相同。诸如共轭最大键长(CMBL)和长程极化率(TDB09p)等描述符被证实对 ΦΔ 有重要贡献。可解释性分析(SHAP 和 ALE)进一步证实了这些描述符的机制相关性,强调了线性模型和非线性模型的互补作用。这些结果证明了对结构多样的光敏剂进行统一建模的可行性,并为新型光动力治疗化合物的合理设计和虚拟筛选提供了实用见解。
来源:Physical Chemistry Chemical Physics
时间:2025-10-28
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环戊酮和3-戊酮的低温自动氧化反应:竞争性自由基链分支途径与链抑制途径的关键作用
在4500托(6巴)和400–650 K的温度条件下,通过实验方法研究了两种典型酮类化合物——环戊酮和3-戊酮的氧化过程;同时,还利用基于理论的主方程计算方法进行了数值模拟。我们采用高压流动反应器中的光解氯原子来实现H原子的抽取,从而生成由羰基团稳定以及未被稳定化的自由基混合物。随后的氧气(O₂)加成、异构化及分解反应过程通过时间分辨的同步辐射真空紫外光电离质谱技术得到了详细解析。反应中间体(如过氧自由基RO₂和O₂QOOH)以及氢过氧化物通过实验和计算得到的光电离路径进行了表征。这些产物以及其他封闭壳层化合物的定量分析采用了全局碳平衡方法。环戊酮的氧化主要通过RO₂分
来源:Physical Chemistry Chemical Physics
时间:2025-10-28
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Janus TiGeZ2X(Z = P, As;X = Br, I)单层材料中自旋、能级谷和拓扑性质的预测
我们通过系统性的第一性原理计算来研究TiGeZ2X(Z = As, P;X = Br, I)单层的结构、电子、磁性和与能谷相关的性质。这些二维化合物在动态、机械和热稳定性方面表现优异,同时具有内在的铁磁性和半导体特性。电子结构计算表明,Ti-3d轨道主导了低能态,在K和K′处形成了明确的能谷。自旋-轨道耦合与铁磁性的相互作用打破了时间反演对称性,使得在没有外加场的情况下也能产生自发的能谷极化,这通过能谷处明显的贝里曲率局域化现象得以体现。此外,适度的应变可以促使TiGeZ2X家族中的材料发生拓扑相变,从而产生受保护的边缘态和量子化的霍尔导电性。这些特性,再加上异常的能谷
来源:Physical Chemistry Chemical Physics
时间:2025-10-28
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离子液体改性的AuNPs中温度可切换PNIPAM-b-PACMO的构象分析:对纳米复合材料形成与相变关系的全面理解
开发具有可调性质的智能刺激响应材料对于设计下一代智能系统至关重要。在这方面,嵌段共聚物由于其固有的化学多样性(这里的化学多样性指的是根据应用或所需的性质或功能,可以在分子水平上轻松对其进行修改),为这类系统提供了一个强大的平台。在这项研究中,我们探讨了如何利用离子液体(IL)改性的金纳米颗粒(AuNPs)来定制热响应嵌段共聚物poly(N-异丙基丙烯酰胺)-b-聚(丙烯酰morpholine)(PNIPAM-b-PACMO)的热行为和形态特性。AuNPs被两种离子液体修饰,这两种离子液体分别含有1-乙基-3-甲基咪唑鎓([EMIM])阳离子和两种不同的阴离子——四氟硼酸
来源:Physical Chemistry Chemical Physics
时间:2025-10-28