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  • 揭示拓扑表面态在促进电催化硝酸盐还原为氨过程中的作用

    摘要 设计高效的硝酸盐还原反应(NO3−RR)催化剂对于提高氨(NH3)的选择性和产率具有挑战性。与传统催化描述符不同,拓扑表面态(TSSs)为定制催化性能提供了新的途径,但其在NO3−RR反应中的作用尚未明确。本文利用了Co3Sn2S2的半金属特性及其丰富的拓扑表面态,增强了其电荷传输能力,从而将该体系确立为研究表面态调控的NO3−RR反应机制的典型平台。该催化剂表现出优异的NO3−RR性能:在−0.5 VRHE时达到91.6%的氨法拉第效率,在−0.6 VRHE时氨产率达到22.4 mg h−1 cm−2,并且在膜-电极组装电

    来源:Advanced Energy Materials

    时间:2025-10-04

  • 用于零下温度锂离子电池的多功能离子液体添加剂的共晶转变与界面调控

    锂离子电池(LIBs)在低温环境下面临显著的性能退化问题,主要源于基于乙ylene carbonate(EC)的电解液在低温下的高粘度以及锂离子(Li⁺)在石墨负极界面的脱溶化能垒较高。这一现象限制了LIBs在寒冷气候和极端环境(如航空航天、深海等)中的广泛应用。为了解决这一问题,研究团队引入了一种基于磷onium的离子液体添加剂—— allyl trimethyl phosphonium bis(trifluoromethane)sulfonimide(APT),以提升LIBs在低温下的电化学性能。APT与EC形成共晶混合物,有效降低了电解液的冰点和粘度,同时增强了低温下的离子电导率。此外,

    来源:Advanced Energy Materials

    时间:2025-10-04

  • 通过蒸汽涂层工艺在铝合金表面形成双层AlO(OH)薄膜的机理

    铝是一种在轻量化和高比强度方面具有显著优势的材料,因此在交通运输设备中具有广泛的应用前景。然而,尽管铝在大气中能够迅速形成天然氧化膜(主要成分为Al₂O₃),其厚度通常仅能达到约7纳米,这在某些腐蚀性环境中仍不足以提供足够的保护。为了进一步提高铝的耐腐蚀性能,表面处理技术成为必要的手段。传统的表面处理方法如阳极氧化和化学转化处理(如铬酸磷酸处理和铬酸处理)虽然能够有效形成高耐腐蚀性的氧化膜,但往往需要使用有害化学物质,如硫酸、草酸和六价铬,这些物质不仅对环境造成污染,还伴随着高昂的处理和废弃物处置成本。因此,开发一种无需使用有害化学物质的替代表面处理方法成为当前研究的重要方向。蒸汽涂层工艺是一

    来源:Advanced Materials Interfaces

    时间:2025-10-04

  • 磷酸钙纳米粒子固定的巨噬细胞来源的细胞外囊泡纳米杂化体促进糖尿病患者的骨骼再生

    摘要 糖尿病会显著阻碍骨骼再生,现有的组织工程技术难以改善高血糖引起的炎症微环境,从而导致骨骼重塑失衡。M2型巨噬细胞衍生的细胞外囊泡(M2EVs)具有天然的免疫调节特性,并能促进干细胞分化;然而,由于稳定性较差和骨诱导能力不足,其在糖尿病骨骼再生中的治疗潜力受到很大限制。受生物矿化过程的启发,通过在M2EV表面原位生长无机纳米晶体,开发出一种含有磷酸钙纳米粒子的巨噬细胞衍生小细胞外囊泡纳米杂化体(M2EV@CaP)。在这种纳米杂化体中,化学性质稳定的磷酸钙纳米粒子壳层为M2EV提供了结构保护,通过物理屏障抑制了由膜蛋白变性/交联

    来源:Advanced Materials

    时间:2025-10-04

  • 由方格网络材料GdSbxTe2-x-δ中的空位与电荷序相互作用的金属-绝缘体转变

    摘要 设计窄带隙半导体仍是实现下一代电子和能源设备的关键挑战。电荷密度波(CDW)系统为带隙工程提供了有前景的平台。然而,尽管大多数二维和三维CDW系统表现出费米面的嵌套结构,它们仍然保持金属态。本文报道了在正方晶格材料GdSbxTe2-x-δ中存在一种依赖于掺杂的金属-绝缘体转变(MIT),并且发现了CDW与空位之间的协同作用机制,这种作用驱动了MIT的发生。角分辨光电子能谱(ARPES)研究显示,在GdSbxTe2-x-δ中低Sb含量区域发生了MIT,其最大带隙约为Δ ≈ 98 meV(当x = 0.16时),这一结果得到了电

    来源:Advanced Materials

    时间:2025-10-04

  • 用于内质网活细胞成像的核糖体亲和碳点

    设计了一种策略,通过利用核糖体作为细胞内载体来实现内质网(ER)荧光物质的传递。选择了对真核细胞毒性较低的左氧氟沙星作为与核糖体结合的配体,且该配体不会影响核糖体的功能。经过表面改性的左氧氟沙星衍生物(LT-CDs)被合成出来,用于在细胞翻译过程中特异性地靶向内质网。

    来源:Chemical Communications

    时间:2025-10-04

  • 一种含有活性PP键的二氮二磷鎓阳离子:合成及其主族键的可逆活化

    我们报道了一种新型二氮二膦鎓阳离子的高产合成方法,该阳离子具有一个空间暴露的、具有反应活性的P键(化学式:P[[双键(长度:半米线)]]P)。这种阳离子表现出芳香性特征,以及比其母体二膦更高的反应活性和选择性,能够实现选择性的[4+2]环加成反应,并在二苯基二硫属化合物中发生异常的可逆E–E键断裂,这突显了其在主族化学键活化方面的潜力。

    来源:Chemical Communications

    时间:2025-10-04

  • 通过自氧化驱动的叔烷基胺的邻位C(sp3)–H不饱和环化反应来合成吡啶[3,2-c]香豆素

    通过利用叔烷基胺和芳香醛的自动氧化反应,实现了与4-氨基香豆素的前所未有的不饱和环化反应,且无需额外添加催化剂或试剂。这种邻位C(sp3)–H环化反应是通过有氧条件下的C–H活化启动的,生成α-氨基烷基过氧化物和酰基自由基;随后这些自由基与难以获得的线性烯胺发生加成反应,并使4-氨基香豆素发生[3+3]环化,从而得到多种高价值的吡啶[3,2-c]香豆素衍生物。

    来源:Chemical Communications

    时间:2025-10-04

  • Rh(III)催化的5-氨基吡唑与马来酰亚胺环化反应生成吡唑喹唑啉

    我们报道了一种新型的Rh(III)催化的[5+1]环加成方法,用于一步合成功能化的螺环吡唑[1,5-a]喹唑啉衍生物(PZQZLs,3),这些衍生物由5-氨基-1-芳基吡唑(1)和马来酰亚胺制备而成。该方法利用1中吡唑环上的孤对电子作为无痕导向基团,实现邻位 C–H活化,随后进行Michael加成和环化反应,从而无需传统的预功能化步骤(如卤化或烷基化)。值得注意的是,在某些情况下意外生成了含有七元环的PZQZLs(4)。此外,衍生物(3)在DMSO中与K3PO4加热后可容易地转化为吡唑[1,5-a]喹唑啉-5-羧酰胺(5)。这项工作为利用5-氨基-1-芳

    来源:Chemical Communications

    时间:2025-10-04

  • 一种用于高性能水系锌离子电池的三元铜合金集流体

    为了解决锌阳极上枝晶的形成和副反应问题,设计了一种新型的Cu–In–Sn三元合金集流体。通过多元素协同调控,该集流体提高了锌沉积的均匀性、可逆性和界面稳定性,为高性能锌电池的开发提供了解决方案。

    来源:Chemical Communications

    时间:2025-10-04

  • 嵌入的Fe-Cu对实现了串联的硝酸盐到氨的电还原过程

    近年来,随着全球对可持续能源和环境保护需求的不断提升,氨(NH₃)的绿色合成技术受到了广泛关注。氨不仅是现代农业和化学工业的重要原料,还因其作为无碳能源载体的潜力,成为推动未来低碳经济发展的关键物质。然而,传统的工业合成氨方法,如哈伯-博世(Haber-Bosch)工艺,通常需要高温高压条件,不仅能耗巨大,还会产生大量二氧化碳排放,给环境带来沉重负担。因此,开发一种更加环保、高效的氨合成方法成为研究的热点。在这一背景下,电化学硝酸盐还原反应(e-NO₃RR)被提出为一种有前景的替代方案。该方法能够在中性条件下,利用可再生能源驱动硝酸盐(NO₃⁻)的还原反应,从而同时实现氮污染治理与氨资源再生。

    来源:Advanced Materials

    时间:2025-10-04

  • Hypergap光学材料

    摘要 光学材料主要指的是透明绝缘体和半导体,它们能够在电子带隙以下的光子能量范围内引导、衍射以及非线性地产生光。本研究提出,在一个被称为“超带隙”的能量区间内,当导带和价带被有效隔离时,固体同样可以实现无损耗传输。超带隙区域内的光学特性可以突破传统材料(如带隙材料)所设定的限制和规则,包括:现有金属中无法实现的低损耗负介电常数;在没有双折射或微结构的晶体中实现异常色散相位匹配;以及在已知电介质中无法实现的可见光谱范围内的负群速度色散。通过对综合性材料数据库的高通量搜索,研究人员预测出了上百种具有超带隙特性的候选材料,并通过实验验证

    来源:Advanced Materials

    时间:2025-10-04

  • Birnessite材料中的Al Pinning效应在高性能铵离子储存中的应用

    摘要 层状双水镁矿(birnessite)因其两电子转移反应(Mn2+/Mn4+)、开放的扩散通道以及可调的层间距,在各种水基储能设备中作为阴极材料受到了广泛关注。然而,用于可逆铵离子(NH4+)储存的双水镁矿通常会因Mn3+的Jahn–Teller(J–T)效应以及离子扩散动力学缓慢而出现不可逆的结构崩塌。本研究发现,铝(Al)在双水镁矿中的固定作用可以同时解决这两个问题,从而提高了结构稳定性,并显著提升了离子扩散动力学,使其具有优异的高倍率性能。在最佳组成的Na0.7Al0.1Mn0.9O2材料中,该材料在1.0 A g−1<

    来源:Advanced Materials

    时间:2025-10-04

  • 在一种稳定的刚性-柔性金属有机框架(MOF)中,通过乙炔触发门控开启行为实现高效的C2H2/CO2分离

    摘要 高纯度乙炔(C2H2)在化工行业中至关重要。然而,通过碳化钙工艺制备的C2H2中含有微量的CO2杂质,因此需要进行纯化。由于C2H2和CO2的分子尺寸相近(分别为3.3 × 3.3 × 5.7 Å3和3.2 × 3.3 × 5.4 Å3),实现有效分离仍然是一个挑战。本研究首次在一种超稳定的金属-有机框架(MOF)中实现了高效的C2H2/CO2分离,该框架具有刚柔结合的结构特点,其中包含了一种前所未有的[Zn4N9]n链。这种刚性分子链确保了框架的稳定性,即使在强酸性环境中浸泡一个月后结构也能保持不变。框架的双重互穿结构赋予

    来源:Advanced Materials

    时间:2025-10-04

  • 在金属核燃料中人工设计的非均匀纳米界面处,固态替代裂变产物的捕获行为

    纳米异质界面在材料科学和工程领域提供了丰富的研究与应用机会,因为它们的性质往往复杂且不完全被理解,与各自本征材料的性质存在显著差异。本研究通过实验和计算手段,探讨了在铀-钼(U─Mo)合金中引入工程化的纳米结构以捕捉模拟裂变产物的能力。具体而言,采用火花等离子烧结(SPS)技术制备了含有7.1原子%钕(Nd)的U-10Mo合金,并在真空条件下于500°C进行不同时间(24、100、500和1000小时)的热处理。实验与计算分析表明,Nd在烧结和后续热处理过程中迅速扩散至纳米团簇位点,其扩散行为得到了验证。此外,通过密度泛函理论(DFT)计算,进一步确认了Nd在U─Mo/UN异质界面的富集行为,

    来源:Advanced Materials Interfaces

    时间:2025-10-04

  • 基于纳米粒子类液体功能化的耐久电光热超疏水涂层:显著提升的防水性能与液滴反弹效果

    本研究探讨了一种耐用的电-光热超疏水(SHS)涂层的制备方法,通过将纳米材料表面功能化为具有滑腻液体刷(slippery liquid-like brushes)的结构。这一方法使用了羟基化的多壁碳纳米管(CNTs),并采用一种新的功能化策略,即通过加热至200°C持续24小时,将非反应性的线性聚二甲基硅氧烷(LPDMS)连接到这些碳纳米管表面。此方法之前仅被用于无机氧化物的表面改性,但本研究首次将其应用于碳纳米管,以提升涂层的疏水性能。通过将这些功能化的纳米材料嵌入环氧-硅树脂(ES)中,并通过喷涂方式涂覆在多种基材上,研究人员成功地制造了具有优异水排斥能力的涂层。相比传统的刚性烷基功能化的

    来源:Advanced Materials Interfaces

    时间:2025-10-04

  • 研究原子氧冷等离子体表面处理对油画的影响

    表面清洁在文化资产的保护中扮演着至关重要的角色。传统清洁方法在效率、安全性和可持续性方面仍然存在一定的局限,这促使该领域不断寻求创新解决方案。本研究探索了一种基于大气压等离子体中生成的原子氧(AO)的新型清洁技术。重点在于系统研究原子氧对敏感有机基材的影响,从而探讨该技术的适用性与局限性。为了达到这一目的,实验在模型油彩层上进行,因为天然固化和老化机制由与大气分子氧的相互作用驱动。采用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、固相微萃取-气相色谱-质谱(SPME/GC-MS)以及演化气体分析-质谱(EGA-MS)等多种方法,结果显示新鲜油彩层在处理

    来源:Advanced Materials Interfaces

    时间:2025-10-04

  • 利用等离子体腔实现薄水层的振动强耦合

    这项研究聚焦于一种新兴的物理化学现象——振动强耦合(Vibrational Strong Coupling, VSC),并探讨了其在表面催化反应中的潜在应用。通过将分子振动与共振光学腔相结合,VSC能够产生新的混合光-物质状态,从而改变化学反应的路径、速率以及产物分布,而无需对分子结构进行任何改变。这一现象在传统光学腔中已经被成功演示,但那些实验通常使用较厚的材料薄膜,因此其效果主要局限于体相化学反应。然而,工业化学中绝大多数反应都是在表面进行的,尤其是催化反应。因此,如何将VSC效应拓展到纳米尺度的表面层成为了一个重要的研究方向。为了实现这一目标,研究人员设计并制造了一种高度局域化的等离子体

    来源:Advanced Optical Materials

    时间:2025-10-04

  • 利用慢光拓扑腔实现片上传感

    在当今快速发展的科技领域,中红外到太赫兹波段的电磁波因其独特的物理特性和应用潜力,正成为一种重要的研究方向。特别是在微型化、实时性和无标记检测方面,太赫兹(THz)波展现出显著的优势,使其在生物传感、环境监测和化学分析等领域具有广阔的应用前景。然而,传统的THz传感技术在小型化和高灵敏度方面面临诸多挑战,尤其是在实现高检测精度的同时,如何减少设备体积成为关键问题之一。近年来,基于拓扑光子结构的传感平台因其在抗散射和结构缺陷方面的优异性能,被认为是解决这些问题的有力工具。其中,谷光子晶体(Valley Photonic Crystals, VPCs)作为一种特殊的拓扑光子结构,因其在THz波段中

    来源:Advanced Optical Materials

    时间:2025-10-04

  • Y2O3改性的TA15钛合金的增材制造:在室温和高温下均表现出优异的机械性能

    摘要在关键应用中确保结构完整性需要优化选择性激光熔化(SLM)TA15合金的性能,使其能够在室温到高温范围内使用,这要求协同提升其热机械稳定性和微观结构的可靠性。本文介绍了一种利用SLM技术制备具有热适应性力学性能的Y2O3改性TA15合金的方法。系统研究表明,在TA15-xY2O3合金中形成了双模态的Y2O3纳米颗粒:初级Y2O3在液相冷却过程中形成;次级Y2O3从α'和β相中析出,同时保持与基体的取向关系\([100]_{\text{Y}_{2}\text{O}_3} // [2 \bar{1}\bar{1}0]_{\alpha}\), \((0\bar{4}0)_{\text{Y}_{2

    来源:RARE METALS

    时间:2025-10-04


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