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动态重构类珍珠丝结构的CoS2–CuxS界面,以提升氧释放反应的效率
动态表面重构为通过优化关键中间体的吸附来提高氧进化反应(OER)活性提供了一条有前景的途径。在这里,我们在铜泡沫上构建了一种类似珍珠丝状的CoS2–CuxS异质结构(CoS2–CuxS/CF),以在低电位下诱导活性CoOOH–CuO–CuxS界面的原位形成。原位拉曼光谱证实了这种动态转变,而操作过程中的电化学阻抗谱则显示了电荷转移的加速。密度泛函理论计算表明,这种界面工程改变了d带中心,增强了费米能级附近的电子密度,并将O到OOH转化的自由能障碍从1.78 eV(CoOOH)降低到了1.48 eV(CoOOH–CuxS)。得益于这种重构的界面,CoS2–
来源:Inorganic Chemistry Frontiers
时间:2025-10-26
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金属离子对由混合供体多齿配体形成的桨轮状SBU(saddleback units)的影响及其对MOF(metal-organic frameworks)结构的影响
为了合理设计具有可预测且可重复结构的金属有机框架(MOFs),研究了在保持配体不变的情况下,改变金属离子对MOF拓扑结构的影响。在本研究中,研究了一种具有多种配位位点的三官能团配体,即4′-(1H-咪唑[4,5-f]咪唑[1,10]菲酚-2-基)-[1.1′]联苯]-3,5-二羧酸(H2NCCPP = H2L1)。合成了H2L1,并用它来制备具有非典型拓扑结构的HNCP型MOFs,从而发现了五种新的MOFs:Cu·L1(α) [Cu3(L1)2(H2O)3(NO3)2、Cu·L1(β) [Cu3(L1)2(H2O)3(NO3)2、Mg·L1 [Mg2(L
来源:CrystEngComm
时间:2025-10-26
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基于镧系钨酸盐钠的纳米颗粒作为T1–T2磁共振成像和X射线计算机断层扫描的双模探针
磁共振成像(MRI)作为临床诊断中广泛应用的影像技术,因其非侵入性、高空间分辨率和深度成像能力而备受关注。然而,在实际应用中,由于目标区域与周围组织之间的对比度往往不足,因此通常需要使用磁性活性物质——对比剂(CAs)来增强图像的对比度。这些对比剂主要通过缩短水分子在生物组织中的纵向(T₁)和/或横向(T₂)弛豫时间来实现,从而在T₁加权图像中产生信号增强,在T₂加权图像中产生信号衰减。理想的T₁对比剂应具有接近1的r₂/r₁比值,而理想的T₂对比剂则应具有大于10的r₂/r₁比值。目前,Gd³⁺配合物是临床中最常用的T₁对比剂,而基于超顺磁性氧化铁纳米颗粒(SPIONs)的对比剂则是T₂对比
来源:Dalton Transactions
时间:2025-10-26
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综述:多维添加剂制造用于钙钛矿光电器件
Abstract卤化物钙钛矿光电子学在过去十年中经历了薄膜器件性能的革命性进展。随着应用场景的不断扩展,对钙钛矿结构进行定制化的维度控制变得至关重要——从用于激光器的0D纳米晶体和1D纳米线,到用于显示器/太阳能电池的2D薄膜,以及用于宽带光电探测器的3D异质结阵列。然而,旋涂和光刻等传统方法在多维钙钛矿制备中存在固有的不兼容性。添加剂制造(AM)通过利用低温和空间可控的结晶过程,提供了一个通用且经济高效的平台来解决这一挑战。本综述总结了用于多维(从0D到4D结构)钙钛矿光电器件的AM技术的最新进展,将其分为基于喷嘴的沉积(例如喷墨打印、直接墨水书写)、光辅助加工(例如激光直写、光聚合)和机械
来源:Advanced Materials
时间:2025-10-26
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通过添加锗(Ge)进行掺杂,制备出了高掺杂的N型氮化镓(GaN),其表面具有镜面般的特性
在近年来的半导体材料研究中,氮极性氮化镓(N-polar GaN)因其在电子器件和光电子器件中的广泛应用而受到广泛关注。特别是在高掺杂浓度的需求下,氮化镓的n型掺杂技术成为研究热点。高掺杂不仅能够提高材料的导电性,还对器件性能具有重要影响。然而,传统的硅(Si)掺杂方式在达到较高掺杂浓度时存在诸多问题,如表面形貌恶化、晶体质量下降以及应力引入等。这些问题限制了硅掺杂在某些高性能器件中的应用。相比之下,使用锗(Ge)作为掺杂元素,不仅能够实现更高的掺杂浓度,而且对材料的表面和晶体结构影响较小,这为高掺杂氮化镓的制备提供了新的可能性。本研究采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术,在蓝宝石衬底上
来源:CrystEngComm
时间:2025-10-26
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通过质子酸掺杂策略实现室温下的磷光颜色调控
在这项研究中,我们提出了一种质子酸掺杂策略,用于调节有机/聚合物宿主-客体掺杂体系的荧光颜色。具体来说,掺杂有1-萘胺(1-AN)的聚(乙烯醇)(PVA)宿主材料表现出黄色荧光,而在聚(丙烯酸)(PAA)中则表现出绿色荧光;聚(丙烯酸)既作为基质,又作为质子酸实现自掺杂。向1-AN@PVA体系中加入盐酸也会诱导出绿色荧光(外部掺杂)。这项工作为通过酸掺杂调节荧光颜色提供了一种有效的方法。
来源:Chemical Communications
时间:2025-10-26
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理解晶体无序结构:在材料发现中架起预测与实验之间的桥梁
近年来,随着计算材料学的迅速发展,大规模数据库和新型机器学习(ML)工具的出现极大地推动了材料发现领域的进步。这些工具不仅提高了材料预测的效率,还使得研究人员能够在更广泛的化学空间中探索潜在的新材料。然而,当前的计算材料发现方法大多集中在预测纯净的晶体结构上,忽略了现实材料中普遍存在的晶格无序现象。这种无序性在实验合成、表征或材料应用过程中常常出现,尤其在从绝对零度(0 K)向实际条件过渡时更为显著。由于计算资源的限制和实验验证的困难,许多预测的材料无法在实验中实现,因此,引入对无序性的考虑成为材料发现流程中的一个关键挑战。在材料科学中,无序性通常指材料中元素在晶格中的非均匀分布,可以表现为两
来源:Advanced Materials
时间:2025-10-26
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极性流体中的三维层次性扭曲:超低电场对手性调控的作用
摘要 最近发现的螺旋极性流体表现出自发的手性对称性破缺(CSB),这一现象是由极化逃逸、构型手性以及弹性效应共同作用所驱动的。铁电向列相和铁电向列相在基态下本质上是手性的,可以通过表面锚定作用在外部扭曲构型中得到稳定。本文将外部诱导的手性对称性破缺(extrinsic CSB)引入到手性工程中,作为一种新的技术手段。为了验证这一概念,研究人员构建了一种螺旋电锥形介观相(HEC)——一种三维手性系统。考虑到在宏观尺度上控制手性时受到磁场、光和流体涡旋运动的影响,所提出的三维手性系统能够通过极低电场来实现手性(扭曲)的调节,从而控制独
来源:Advanced Materials
时间:2025-10-26
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磁性驱动与摩擦电传感在材料层面的集成,用于自适应软体机器人平台
摘要 将驱动装置和传感元件无缝集成到材料中对于开发紧凑型、自主性强且具有适应能力的机器人系统至关重要。然而,现有的方法通常依赖于模块化组件或多层结构,这导致了体积增大、制造复杂性增加以及集成密度受限。本文介绍了一种基于磁场的结构平台(MASTA),该平台用于摩擦电纳米发电机的传感和驱动功能,它通过不同的物理机制结合了磁场诱导的驱动效果与增强的摩擦电触觉传感。该平台采用高浓度的钕基磁性颗粒嵌入弹性体基质中,通过提高介电常数、磁电耦合效应和磁化电流来增强摩擦电输出,并实现了可编程的磁驱动功能。实验结果表明,与原始系统相比,MASTA的
来源:Advanced Materials
时间:2025-10-26
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综述:锰基尖晶石正极:固态锂离子电池的新前沿
引言随着电动汽车和可持续能源存储需求的爆发式增长,全固态锂离子电池(ASSLIBs)因其卓越的安全性和潜在的高能量密度,正成为下一代储能技术的焦点。与使用易燃、易挥发有机液体电解质的传统锂离子电池(LIBs)相比,ASSLIBs采用固态电解质(SSEs),实现了无泄漏运行,并有望直接利用理论比容量高达3860 mAh g-1的金属锂负极,从而显著提升能量密度。然而,SSEs的高成本、有限的室温离子电导率以及与电极材料的界面不稳定性,仍是其商业化道路上的主要障碍。正极材料是决定ASSLIBs能量密度的关键。尽管商业化层状材料如LiCoO2(LCO)和高镍材料LiNi1-x-yCoxMnyO2(N
来源:Advanced Materials
时间:2025-10-26
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通过HFIP促进的Boc基团原位异丁烯生成,实现光诱导的[3+2]环加成反应
本文报道了一种在HFIP(氢氟酸吡啶盐)促进下,通过光诱导实现的[3+2]环加成反应,该反应发生在羰基环丙烷与原位生成的异丁烯之间,从而能够合成多种多取代的环戊烷和吡咯烷衍生物。该方法的优点包括反应条件温和、操作简便以及对官能团的耐受性良好。更重要的是,这种方法不仅消除了储存和处理加压异丁烯所带来的安全隐患,还展示了Boc基团在复杂分子合成中的多功能性,为开发更加环保和可持续的合成方法提供了重要突破。
来源:Chemical Communications
时间:2025-10-26
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层次结构之谜:纤维素胆甾液晶中的手性现象及其跨尺度特性
这项研究聚焦于一种基于纤维素的溶剂自由、热致变性的衍生材料,揭示了其在室温下存在层级化的左旋和右旋扭曲结构。纤维素本身具有固有的手性,来源于β-D-葡萄糖环状结构的立体化学特性。然而,纤维素衍生物在不同条件下能够表现出左旋(LH)和右旋(RH)的胆甾相结构,这种现象一直未被完全理解。研究团队通过实验直接观察到,这些手性结构可以在同一材料中共存,并且在机械拉伸过程中表现出相反的响应行为。这一发现为纤维素基胆甾相材料的手性起源提供了新的视角,同时展示了其在应变响应方面的独特特性。纤维素衍生材料因其丰富的手性特征而备受关注。手性不仅赋予材料独特的光学活性,还使其在分子识别、机械响应等方面展现出广泛的
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-10-26
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通过[2+2]光环加成反应在α-氰基 stilbene 中快速捕获和储存太阳能
摘要 太阳能作为一种重要的可再生能源,在全球能源系统中发挥着越来越关键的作用。分子太阳能热能存储(MOST)技术是一种基于化学反应的创新太阳能存储方法,具有高能量密度、强稳定性和按需释放能量的优点。尽管在溶液状态方面已经取得了显著进展,但关于能够快速捕获和存储太阳能的MOST分子晶体的研究仍然相对较少。本文证明了供体-受体α-氰基 stilbene(CS)晶体可以通过[2+2]光环加成反应在几分钟内吸收太阳能。此外,还研究了这些晶体的多态转变及其吸收光谱变化的原因。最后,探讨了这些光产物在晶体态和非晶态下的能量存储能力。遗憾的是,
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-10-26
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综述:面向商业化应用的钙钛矿基串联太阳能电池
Abstract为实现碳中和目标,全球光伏(PV)装机容量需在2050年前扩大至30–70 TW,这创造了巨大的市场空间。钙钛矿作为一种新兴光伏技术,凭借其低成本和高的功率转换效率(PCE),有望在此进程中发挥重要作用。更重要的是,钙钛矿易于调节的带隙特性使其能够与其他先进光伏技术集成,以突破Shockley−Queisser极限。为进一步推动钙钛矿基串联太阳能电池的商业化应用,了解其当前研究现状并评估其发展趋势至关重要。本综述旨在全面展示面向商业化的钙钛矿基串联太阳能电池,涵盖当前光伏产业、商业化路径中的关键考量、实验室的最新研究进展以及未来发展的展望。希望本综述能为钙钛矿基串联太阳能电池的
来源:Advanced Energy Materials
时间:2025-10-26
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一种可激活的光敏剂,通过利用巨噬细胞的趋化性,在阳光驱动的光动力疗法中对抗多重耐药细菌
摘要 为了提高光动力疗法(PDT)在体内的安全性和特异性,本文提出了一种新方法,该方法结合了巨噬细胞的趋化性和循环能力以及PDT的可控治疗效率。此外,采用日晒作为光照策略来进行PDT治疗。具体而言,设计了一种基于近红外BODIPY的、可被炎症激活的光敏剂(Lyso710A),并将其装载到巨噬细胞中。这些“武装”后的巨噬细胞随后被输送到受感染的宿主体内,通过血液循环捕捉细菌并将其运输到皮肤表面,此时阳光可以穿透皮肤。当巨噬细胞捕获细菌后,其内源性次氯酸(HClO)会激活Lyso710A的光动力效应。当这些巨噬细胞到达表皮层时,在阳光
来源:Advanced Materials
时间:2025-10-26
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基于共价有机框架的人工抗氧化酶,具有π电子离域和非对称配位位点,能够显著抑制炎症并调节口腔骨骼
摘要 牙周炎引起的牙槽骨丢失是一个复杂的治疗难题,需要同时解决慢性炎症问题并恢复骨骼稳态。受天然抗氧化剂的启发,研究人员设计了一种层间钌配位的共价有机框架(COF),该框架具有抗氧化剂的功能。这种完全缩合的COF结构(TTf-Ru)结合了扩展的π电子离域效应和精确设计的不对称钌配位位点,从而为清除活性氧(ROS)创造了理想的电子环境。光谱和计算分析表明,TTf-Ru具有双重酶模拟活性,通过针对氧中间体的特定吸附能,表现出过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的特性。在细胞水平上,TTf-Ru能够有效减轻间充质干细胞的氧化应激,即使在促炎条件下
来源:Advanced Materials
时间:2025-10-26
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V2O3与Se协同作用,增强d轨道杂化效应,以实现10 A g−1电流下高度稳定的水系锌电池
摘要 基于钒的化合物是水系锌离子电池中一种可靠且具有前景的负极材料。然而,在高电流密度下,锌离子(Zn2+)的快速嵌入/脱出会引发不可逆的结构退化以及离子扩散动力学变慢,从而导致循环稳定性较差。本文将高导电性的硒(Se)掺杂到V2O3的碳骨架中,实现了钒(V)的3d轨道与硒(Se)的4p轨道之间的轨道相互作用。密度泛函理论计算表明,这种强d-p轨道杂化作用提升了钒的d带中心能量,优化了电荷分布,并降低了锌离子(Zn2+和氢离子(H+)的吸附能。此外,Se-V2O3@C电极中坚固的V-Se共价网络显著增强了电极的氧化还原活性和导电性
来源:Advanced Materials
时间:2025-10-26
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无需连接剂的量子级纳米金刚石共价DNA功能化
纳米金刚石(NDs)结合氮空位(NV)中心,已成为生物环境中的强大量子传感器。NV中心的自旋依赖荧光特性使其能够在常温下实时监测自旋相互作用,这一特性赋予了NDs极高的灵敏度和纳米级分辨率。NV自旋弛豫测量技术特别适用于NDs,其依赖于NV中心的自旋-晶格弛豫时间(T1)在数十至数百微秒的范围内,并且可以通过简单的脉冲序列进行,无需微波或射频激发,这使得其在细胞内测量中具有高度的适用性。然而,NV弛豫测量的一个关键限制是其固有的非选择性,因为弛豫率对局部自旋密度的任何波动都非常敏感,从而容易受到各种来源的磁扰动影响,包括由顺磁性离子和自由基引起的扰动。这些物种在生物环境中普遍存在,因此未功能化
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-10-26
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基于天然环糊精的超分子共组装体系在室温下展现出随时间演变的水相有机磷光现象
摘要 水溶性有机室温磷光(AO-RTP)是材料科学和生物光子学领域备受关注的研究方向。本文通过利用α-环糊精(α-CD)与4′-溴-4-联苯硼酸(BBA)之间的动态定向自组装,并结合层次化的限制策略,开发出一种高效的时间依赖性AO-RTP体系。初始具有荧光性的BBA在水溶液中通过共价交联和与α-CD的非共价相互作用经历多级刚性化过程。这一过程显著抑制了非辐射跃迁并规避了淬灭效应,从而实现了磷光强度的随时间增强。在40小时内,磷光信号逐渐增强,最终达到了63.48%的量子产率和16.75毫秒的发光寿命。由于该体系可在水环境中使用且具
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-10-26
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通过调控成分结构来调节硬碳材料的性能,以实现高效钠存储
摘要 由于具有成本效益和广泛的可获取性,生物质衍生的硬碳(HC)材料正成为钠离子电池(SIBs)中有前景的负极材料。然而,要创建封闭孔隙以提高基于生物质的HC负极的钠储存能力仍然是一个巨大的挑战。通过调节热解温度和前体成分,并采用酸处理和碱处理方法,可以从甜菜叶残渣的生物废物中可控地合成具有更小石墨结构域、更大层间距以及丰富封闭孔隙结构的先进HC材料。系统的物理化学表征表明,高含量的结晶纤维素在热解过程中容易卷曲和缠结,从而形成封闭孔隙结构。经过优化的HC负极(即HC-8h-1400)在0.02/2.0 A g−1的电流下可提供3
来源:Advanced Sustainable Systems
时间:2025-10-26