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降低电化学氢化的过电势以提高氢化效率
该研究聚焦于突破电化学催化氢化(ECH)的关键瓶颈——高过电位与氢析出反应(HER)的竞争,通过创新性地利用铂电极的氢吸附沉积(Hupd)区域,实现了生物基平台分子的高效电催化氢化。研究以左旋阀门酸(LA)和糠醛(FF)为模型化合物,在酸性介质中展现了突破性进展。### 核心突破与机制解析研究首次系统揭示了铂电极在Hupd区域(0.015 V vs RHE)的氢化特性:当电极电位正移至氢标准电极电位以上时,传统认为主导反应的HER被显著抑制,而基于氢原子转移(HAT)机制的有机氢化反应成为主路径。这种机制转变使能量效率产生数量级提升——在10 mM LA浓度下,电位+0.015 V时的库伦效率
来源:Green Chemistry
时间:2025-12-24
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一种基于化学-电化学协同作用的策略,用于高效地从2-呋喃甲酸和二氧化碳(CO2)合成2,5-呋喃二羧酸及其甲酯
本研究提出了一种溴介导的电化学平台,可将生物质来源的2-呋喃甲酸与二氧化碳转化为高价值聚合物单体2,5-呋喃二羧酸(FDCA)及其二甲酯(FDME)。该工艺在常温下实现超过80%的法拉第效率,并通过循环电解系统有效回收溴元素,为可持续化学制造提供了新思路。研究团队首先通过酯化反应将2-呋喃甲酸转化为甲基呋喃-5-甲酸酯(MF),随后在乙酸介质中引入溴元素进行选择性溴化,得到甲基5-溴呋喃-2-羧酸酯(MBFC)。关键步骤在于设计双极电解系统:阴极进行MBFC的电化学脱溴羧化反应,阳极同步氧化溴离子再生溴分子。这种耦合电解系统既避免了牺牲阳极的金属污染问题,又实现了溴元素的循环利用,整体电流效率
来源:Green Chemistry
时间:2025-12-24
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在尼龙酶的基底通道处模拟溶剂界面可以加速尼龙的降解过程
该研究聚焦于通过生物酶工程模仿有机溶剂的膨胀效应,从而突破传统尼龙降解技术对高温高压和有毒溶剂的依赖。研究团队以 nylonase 酶为核心,通过定向进化策略和分子模拟,构建出高效稳定的降解酶变体,为可降解塑料的循环经济提供了创新解决方案。**1. 研究背景与挑战** 尼龙作为全球产量近千万吨的合成聚合物,其回收长期面临技术瓶颈。现有化学回收法依赖强酸、强碱或有机溶剂,存在能耗高、污染大等问题。酶法降解虽具环保优势,但天然酶对尼龙的亲和力与稳定性不足,实际降解率普遍低于1.3%。如何通过生物工程手段突破这一限制,成为研究的关键。**2. 溶剂效应的仿生学研究** 研究团队通过筛选八种有机溶
来源:Green Chemistry
时间:2025-12-24
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综述:关于水基锌金属电池的几个问题:从组件到单电池
水系锌金属电池(Aqueous Zinc Metal Batteries, AZMBs)作为新兴的大规模储能技术,因其高安全性、低成本和易于规模化生产的特性备受关注。然而,其实际应用仍面临电极材料稳定性、电解质体系优化、单元电池性能提升等多重挑战。本文从材料设计、电解质创新、单元电池集成三个维度,系统梳理AZMBs的技术瓶颈与发展路径,为工程化应用提供科学依据。### 一、电极材料的技术突破与现存矛盾#### 1. 锌阳极的高库伦效率与稳定性平衡锌阳极的库伦效率(CE)被视为衡量其可逆性的核心指标。实验室研究表明,通过优化电解质配方和电极结构,Zn阳极的CE可稳定在99.5%以上。然而,这种高
来源:EES Batteries
时间:2025-12-24
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综述:电化学阻抗谱在锂离子电池中的测量、解释与应用
锂离子电池的阻抗谱技术综述解读一、技术背景与发展动因随着动力电池能量密度从200Wh/kg向300Wh/kg跨越式提升,传统温度监测手段(如NTC热敏电阻、红外测温)在应对热失控等复杂工况时暴露出显著局限。美国能源部2023年报告指出,超过60%的电池安全事故源于传统监测体系的失效,其中局部过热检测灵敏度不足是主要诱因。电化学阻抗谱(EIS)作为非侵入式检测技术,通过解析1kHz-100MHz频域响应,可捕捉电极-电解液界面(SEI)动态演化过程,为建立"时间-阻抗"关联模型提供新范式。二、核心技术创新路径1. 测量系统革新- 集中式架构突破:采用全桥拓扑(如NXP DNB1168芯片)实现0
来源:EES Batteries
时间:2025-12-24
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金(I)醇盐和硫醇盐配合物作为潜在的原子层沉积前驱体
### 金(I) 碳氟化合氧基和硫醇基磷配体复合物的合成、表征与潜在应用#### 研究背景与目标金(Au)因其优异的导电性(2.21 μΩ·cm)、表面等离子共振特性及抗氧化能力,在微电子器件、传感器和防腐涂层中具有重要应用。然而,现有金ALD(原子层沉积)前驱体存在温度窗口窄、反应条件苛刻等问题。例如,使用氧等离子体(如[AuMe₂(PPh₃)])需高温(160°C以上),且对基材有腐蚀性。因此,开发新型金前驱体成为研究热点,需满足以下条件: 1. **热稳定性**:避免在储运或沉积过程中分解。 2. **高挥发性**:确保在ALD反应器中实现均匀的气相输运。 3. **高反应活性**
来源:Dalton Transactions
时间:2025-12-24
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用于原位探测其细胞内分布的少标签多胺
本研究聚焦于新型生物探针——最小标签多胺(iPAs)的合成及其在哺乳动物细胞与斑马鱼胚胎中的成像应用。研究团队通过在天然多胺(腐胺、精胺、亚精胺)分子结构上引入特定化学基团,成功开发了能够精准追踪多胺亚细胞定位的三种探针化合物(iPUT、iSPD、iSPM)。该成果突破了传统多胺检测方法的局限性,为解析多胺在细胞器间动态平衡提供了创新工具。**1. 研究背景与挑战**多胺(PAs)作为生物体内重要的阳离子多聚体,其浓度与细胞功能状态密切相关。这类分子不仅参与染色质结构调控、核糖体翻译支持及细胞器功能调适,还在癌症、神经退行性疾病等病理进程中起关键作用。然而,现有检测手段存在显著缺陷:- **荧
来源:Chemical Communications
时间:2025-12-24
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多态性系统结晶过程设计的系统化工作流程:以伊马替尼甲磺酸盐为例的实验案例研究
结晶工艺在制药制造中扮演着关键角色,尤其在多晶型药物的开发中。本文以伊马替尼甲磺酸盐(imatinib mesylate)为模型化合物,系统研究了多晶型药物的结晶工艺设计,并成功实现了连续结晶工艺的开发。研究通过整合过程分析技术(PAT)和离线表征手段,建立了基于热力学与动力学协同的(KIT)结晶工艺设计框架,为现代制药制造提供了重要参考。### 1. 研究背景与意义伊马替尼甲磺酸盐是靶向癌症治疗药物,存在两种晶型:α型(针状结晶,热力学不稳定)和β型(立方结晶,热力学稳定)。晶型差异直接影响药物溶解性、生物利用度和制剂性能。传统批次结晶工艺难以精准控制晶型,而连续制造(CM)因其在提高效率、
来源:CrystEngComm
时间:2025-12-24
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通过顺序锌激活实现机械化学法一锅法Barbier/Simmons–Smith反应
该研究提出了一种新型机械化学催化方法,通过球磨直接活化锌金属生成格氏试剂,并实现 Barbier 同类偶联与 Simmons–Smith 环化缩合的一锅法联用。该方法突破传统有机金属反应对溶剂、低温及严格无水条件的依赖,在无需分离中间体的情况下完成连续的碳-碳键构建过程。机械化学活化机制方面,实验证实锌的物理形态(粉末、箔片、 wire 等)对反应活性无显著影响,这可能与球磨过程中锌颗粒的动态变化有关。当锌与酮类、烯溴化物及碘甲烷在球磨介质中接触时,锌表面持续发生氧化还原循环,生成高活性的格氏中间体。值得注意的是,引入液态辅助研磨剂(如 2-甲基四氢呋喃)能有效调控反应动力学,其作用机制可能涉
来源:Chemical Communications
时间:2025-12-24
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雪崩概念:基于个体化风险评估的前交叉韧带重建术后胫骨后倾角矫正新策略
在滑雪爱好者的世界里,评估雪崩风险是一门严谨的科学。它并非简单地看雪有多厚,而是综合考量了雪层稳定性、地形坡度、天气状况以及滑雪者自身经验,最终通过一张“雪崩风险卡”来指导决策。如今,这种动态、多维度的风险评估思维,正被德国运动医学专家Philipp Schuster团队引入到膝关节前交叉韧带(ACL)损伤的治疗中,并提出了一个极具启发性的“雪崩概念”。ACL损伤是运动医学领域最常见的难题之一,而ACL重建术后的再次断裂(翻修)更是让医生和患者都倍感棘手。近年来,一个名为“胫骨后倾角”(Posterior Tibial Slope, PTS)的骨骼形态指标逐渐进入人们的视野。简单来说,PTS就
来源:Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery
时间:2025-12-24
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稳定型股骨转子骨折患者中,压缩型髋螺钉与头髓钉的放射学对比研究
摘要引言本研究旨在通过放射学方法比较头髓钉(CMN)和压缩型髋螺钉(CHS)在稳定型股骨转子间骨折中的应用效果,具体评估了股骨偏移量(FO)、颈干角(NSA)和下肢长度差异(LLD)。材料与方法本研究回顾性分析了2020年10月至2024年3月期间治疗的181名患者。排除不符合条件者后,共有59名患者(CHS组32例,CMN组27例)符合AO/OTA 31A1骨折的标准。使用术前和术后X光片以及术前CT图像测量了放射学参数(NSA、FO和LLD),并对图像进行了旋转和放大校正。组间比较采用了Mann–Whitney U检验和Fisher精确检验。结果术后及最终测量结果显示,CMN组的颈干角(N
来源:Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery
时间:2025-12-24
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关于“人工智能(AI)辅助的患者教育及面部整形手术后的注意事项:一项基于ChatGPT-4和Gemini的研究”的评论
摘要引言人工智能(AI)越来越多地应用于患者教育和术后护理中。Almousa等人最近评估了ChatGPT-4和Gemini在术后面部整形咨询中的表现,发现其准确性和清晰度较高。尽管他们的研究代表了AI辅助美学手术沟通的重要一步,但一些方法学问题可能会限制研究结果的有效性和临床适用性。方法我们批判性地评估了Almousa等人的研究设计、数据收集和分析方法。特别关注了问题选择、评估指标、可重复性和统计稳健性,并将其与AI评估的公认标准及评分者间可靠性进行了比较。结果该研究使用ChatGPT-4自动生成了五个“最常见的”术后问题,这引入了循环性和潜在的选择偏差。五个外科医生对这些回答进行了二分(是/
来源:Aesthetic Plastic Surgery
时间:2025-12-24
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元启发式算法的新颖性危机:基于19项无隐喻准则的系统分类与结构冗余量化分析
在人工智能与计算智能的广阔天地中,元启发式优化算法扮演着“寻宝者”的角色。它们不依赖问题的具体形式,而是凭借一套通用的探索与利用策略,在复杂的多维空间中寻找最优解。从工程设计到金融建模,从机器学习到生物信息学,这些算法已成为解决复杂问题的利器。然而,这片看似繁荣的学术沃土,正悄然面临一场“创新危机”。近年来,元启发式算法的数量呈现出爆炸式增长。截至2023年,文献中记载的算法已超过500种。然而,这种繁荣背后隐藏着一个令人担忧的现象:许多新提出的算法,不过是给旧方法换上了一层新的“自然隐喻”外衣。例如,将“狼群捕食”换成“鹰兔追逐”,将“粒子群飞”换成“病毒传播”,但其核心的数学运算逻辑却大同
来源:ARTIFICIAL INTELLIGENCE REVIEW
时间:2025-12-24
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一种用于快速[2+2]环加成的小分子EnT光催化剂
光诱导能量转移(EnT)催化体系在有机合成领域展现出重要应用价值,而新型催化剂的开发始终是该领域的核心课题。本研究创新性地将酰基硅烷化合物作为EnT催化剂应用于[2+2]光环化反应,突破了传统酮类催化剂的局限性,为可见光催化体系提供了新的解决方案。通过系统性的反应优化和机理研究,作者团队成功构建了高效稳定的EnT催化体系,其应用范围和反应效率均达到新高度。研究首先聚焦于酰基硅烷的结构特性。这类化合物由于硅原子较大的原子半径和较低的电负性,相较于传统酮类催化剂展现出更长的紫外-可见吸收波长。具体而言,甲基取代的三丁基甘硅烷乙酰基(TBS-acylsilane)不仅具有158.32 g/mol的低
来源:Green Synthesis and Catalysis
时间:2025-12-24
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科学家发现第二种野生韭菜,结束了长达数十年的争论
过度采摘引发了人们对这种广泛采摘植物的保护担忧,但研究人员表示,更好的基因见解可以支持更有效的保护努力。多年来,野生韭菜研究界对于野生韭菜究竟有多少个品种一直存在争议。一些人坚持认为野生韭菜只是一个物种,而另一些人则认为野生韭菜可能包含多达四个不同的物种。
来源:scitechdaily biology
时间:2025-12-24
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改变饮食习惯如何能帮助拯救世界
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日本鳗鱼、气候变化和河流温度
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Science:一种位于Src激酶功能核心的隐藏中间状态
圣裘德儿童研究医院的科学家们发现了一种位于Src激酶功能核心的隐藏中间状态。这种隐藏状态使得激酶能够反复修饰其靶标,而无需每次都从靶标上释放并重新结合。研究人员发现,这种状态对于T细胞活化和细胞迁移至关重要,强调了短寿命蛋白质状态在主要生物过程中的重要性,并为靶向激酶的治疗开辟了新的途径。该研究成果已于发表在 《科学》杂志上。激酶作为蛋白质功能的主开关,对细胞生长和存活至关重要。激酶从三磷酸腺苷 (ATP) 中移除磷酸基团,并将其连接到其他蛋白质上。这一过程称为磷酸化,需要激酶经历不同的构象或状态。虽然一些特定的磷酸化状态已被充分阐明,但由圣裘德儿童研究医院结构生物学系主任 Char
来源:news-medical
时间:2025-12-23
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一套完全自动化的基准测试工具,用于比较大分子复合物的性能
蛋白质结构预测基准测试的进展与OpenStructure框架的革新摘要部分指出,蛋白质结构预测领域自20世纪90年代起通过CASP(临界结构预测评估)、CAMEO(持续自动化模型评估)等大规模基准测试推动技术发展。CASP每两年举办一次,重点评估单体蛋白结构的预测精度,而CAMEO每周进行自动化评估,强调预测流程的自动化。CAPRI项目(2016年起)则专注于蛋白质-蛋白质复合物界面预测。随着AI方法在大型复合物预测中的应用,建立可扩展的评分体系成为关键挑战。实验结构复杂度增加(如冷冻电镜得到的柔性高阶组装体)对传统比较方法提出新要求。本文系统梳理了现有评分方法的局限性,提出OpenStruc
来源:Nature Methods
时间:2025-12-23
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两篇Nature Genetics论文揭示了主动脉瓣狭窄背后的遗传因素
主动脉瓣狭窄(AS)是一种常见的心脏瓣膜疾病,目前尚无药物疗法。两个独立研究团队近日深入分析了与主动脉瓣狭窄相关的遗传风险变异、通路和过程。这两项研究成果于12月19日发表在《Nature Genetics》杂志上。在第一项研究中,哈佛医学院和麦吉尔大学领导的研究团队整合了86,864名主动脉瓣狭窄患者及200多万名健康对照的基因分型数据,开展了多祖先全基因组关联研究(GWAS)和荟萃分析。研究人员在常染色体上发现了241个与主动脉瓣狭窄相关的风险位点,其中包括之前研究未发现的203个位点,并在X染色体上发现3个风险位点。在后续根据祖先和性别分层的关联分析中,他们又发现了更多的风险位点。其中,