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综述:固体氧化物电化学电池的数字孪生:从三维微结构重建到多物理场建模
引言在全球碳中和背景下,固体氧化物电化学电池(SOC)因其高效可逆的能量转换能力成为氢能经济的核心组件。作为同时涵盖燃料电池(SOFC)和电解池(SOEC)的双向系统,SOC在600-900°C高温下工作时,其多孔电极的微米级三维结构直接主导着离子/电子传导、气体传输与反应动力学。传统表征技术如扫描电镜(SEM)和电化学阻抗谱(EIS)受限于二维视角或体相平均化数据,难以解析局部异质性。数字孪生技术通过整合高分辨率三维成像与计算模型,实现了从“观察微结构”到“预测性能”的范式转变。微结构分析三维重建技术聚焦离子束-扫描电镜(FIB-SEM)和X射线断层扫描(XCT)是获取真实电极架构的主要手段
来源:Advanced Energy Materials
时间:2025-09-08
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基于无电极光电化学刻蚀法制备GaN纳米线阵列及其在紫外光探测器中的应用研究
1 引言氮化镓(GaN)作为第三代半导体代表,凭借3.4 eV宽禁带、高频响应和优异电子迁移率,在光电子探测领域备受关注。传统体材料面临集成度低的瓶颈,而一维纳米结构(如纳米线)因高比表面积和维度效应展现出卓越的光敏特性。现有纳米线制备方法如掩模辅助外延、干法刻蚀等存在成本高、工艺复杂等问题。本研究发展的无电极光电化学刻蚀(ELPEC)技术通过光生空穴诱导氧化溶解,实现了室温下快速、低损伤的纳米结构加工。2 实验方法采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)生长的(0001)面GaN晶片,在KOH/K2S2O8混合溶液中进行ELPEC刻蚀。365 nm紫外光源(最大强度214.6 mW·cm−2)
来源:Advanced Materials Interfaces
时间:2025-09-08
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电镀与电泳平衡构建高耐磨光催化铜-二氧化钛复合涂层的机制与应用研究
1 引言随着高性能功能材料需求的增长,复合涂层技术成为研究热点。铜(Cu)涂层虽具优异导电性,但存在硬度低、功能单一等缺陷。二氧化钛(TiO2)纳米颗粒的引入可同时提升涂层硬度和光催化活性。传统制备方法存在高能耗、分层结构等问题,而电化学法因其工艺成熟、成本低等优势成为优选方案。2 结果与讨论2.1 电镀工艺优化实验采用直流电源(2.6 V)在CuSO4-TiO2混合溶液(pH 4)中反应10分钟,磁力搅拌速度600 rpm。SEM显示TiO2纳米颗粒在铜基体中形成致密团聚(图2),XPS证实Ti2p特征峰(459.2/464.5 eV)存在(图3e)。2.2 竞争沉积机制电压低于2.6 V时
来源:Advanced Materials Interfaces
时间:2025-09-08
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基于连续体束缚态的超表面嵌入拓扑光子晶体实现多功能光场调控
传统拓扑光子晶体(PhCs)虽具有鲁棒性传输特性,却在功能多样性方面存在局限;而超表面(Metasurface)虽能灵活调控电磁波,却缺乏固有的拓扑保护特性。这项研究巧妙地将定制化超表面嵌入到源自连续体束缚态(Bound State in the Continuum, BIC)的拓扑PhCs中,在保持体系动量空间拓扑奇异性的同时,实现了三大突破性功能:通过打破镜像对称性实现光学手性(Chirality)控制,利用相位梯度分布完成波前(Wavefront)整形,并在非厄米系统中构造出异常点(Exceptional Points)。这种"拓扑保护-功能调控"双赢的设计策略,成功将手性传感、光学涡旋
来源:Laser & Photonics Reviews
时间:2025-09-08
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“十四五”国家重点研发计划项目“猪禽动态营养需求与营养精准供给技术研究”项目推进会召开
9月6日,“十四五”国家重点研发计划项目“猪禽动态营养需求与营养精准供给技术研究”项目推进会在中国科学院亚热带农业生态研究所召开。会议旨在总结项目中期进展,部署后续研究重点,提前谋划验收准备工作,确保项目目标高质量完成。项目负责人、各课题负责人及科研骨干,项目咨询专家印遇研究员、熊本海研究员、王占斌教授等参加会议。会上,项目负责人黄瑞林研究员介绍了项目中期检查情况,强调各课题需严格对标任务书考核指标,关注核心成果的产出。各课题负责人分别汇报了研究进展,项目在猪禽动态营养需求预测、精准饲喂技术开发等方面的一系列阶段性成果,以及在湖南、广东、广西等多地企业
来源:中国科学院亚热带农业生态研究所
时间:2025-09-08
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北京大学天然药物学教师团队通过第三批“全国高校黄大年式教师团队”创建示范活动认定
2023年8月,以屠鹏飞教授为负责人的北京大学天然药物学教师团队入选第三批“全国高校黄大年式教师团队”创建示范活动。两年来,团队秉承“勤奋、严谨、求实、创新”学风,在人才培养、科研创新、服务社会、团队建设等方面取得了显著成效。 立德树人,励精图治。从“强基固本”到“面向前沿”,开设了57门课程。培养了34名博士生、45名硕士生,其中35人次获国家奖学金、三好学生等荣誉,3人获得国家自然科学基金—青年学生基础研究项目(博士研究生)资助,1人入选科协托举工程,培养了一批优秀药学人才。 敢为人先,开拓进取。承担了国家重大重点等项目25项,累计纵向经费8445
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METTL1介导的m7G甲基化通过稳定SARM1 mRNA促进巨噬细胞炎症反应及多器官损伤的机制研究
研究背景与意义在感染或组织损伤引发的急性炎症中,巨噬细胞作为先天免疫的核心效应细胞,其过度活化会导致多器官功能障碍。尽管RNA修饰(如m6A)在免疫调控中的作用已被揭示,但另一种常见修饰——N7-甲基鸟苷(m7G)在巨噬细胞中的功能仍是未知领域。甲基转移酶METTL1是催化m7G修饰的关键酶,在肿瘤中研究较多,但其在炎症中的作用机制尚未阐明。急性肾损伤(AKI)和脓毒症常伴随巨噬细胞浸润和代谢异常,但调控这一过程的表观转录组机制亟待探索。关键技术方法研究结合临床样本(AKI患者和健康人外周血及肾组织)与小鼠模型(CLP脓毒症、CIS肾毒性、I/R缺血再灌注),采用条件性基因敲除(Lyz2cre
来源:Science Immunology
时间:2025-09-07
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基于连续体中准束缚态的近 unity 自发发射因子 InP 面发射激光器研究
在光电集成与传感技术飞速发展的今天,微型化、低功耗的半导体激光器成为研究热点。传统垂直腔面发射激光器(VCSELs)虽已广泛应用,但其自上而下(top-down)的刻蚀工艺会引入侧壁粗糙度,增加散射损耗;而等离子体纳米激光器又受限于金属组件的欧姆损耗。更棘手的是,多数微型激光器存在发射方向性差的问题。这些瓶颈促使科学家将目光投向连续体中束缚态(Bound states in the continuum, BIC)——这种能在周期性亚波长谐振器中形成的高品质因子光学态,为表面发射激光器提供了新思路。为突破传统BIC激光器需分离增益介质与谐振腔层的局限,研究团队创新性地采用自下而上(bottom-
来源:SCIENCE ADVANCES
时间:2025-09-07
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西太平洋卡罗琳板块东部富氢热液系统中角砾岩管形成机制与全球氢循环意义
在深邃的西太平洋海底,隐藏着一个令人震撼的地质奇观——卡罗琳板块东部4300米深处,科学家们发现了20个直径达450-1800米的巨型角砾岩管群"昆仑"。这些如同月球环形山般的结构,其形成机制长期困扰着地质学界。传统观点认为此类结构多与火山活动相关,但该区域远离火山弧,且缺乏火山证据。更引人注目的是,这里检测到的氢气浓度异常之高,其通量竟占全球预估氢排放的5%,远超著名的"失落之城"热液区。这引发了一系列关键科学问题:深海环境中如何积累足以形成相当于亿吨级TNT爆炸能量的氢气?这些氢气又如何突破地壳束缚形成如此壮观的地质结构?为解开这些谜团,中国国家自然科学基金委员会第583次考察队综合运用多
来源:SCIENCE ADVANCES
时间:2025-09-07
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TaGW2-TaVOZ1调控模块通过E3连接酶依赖与非依赖双重通路增强小麦耐盐性的分子机制研究
随着全球气候变化和灌溉农业的发展,土壤盐渍化已成为威胁粮食安全的重要环境胁迫因素。据统计,全球约20%的耕地受到盐害影响,而作为世界主要口粮作物的小麦对盐胁迫尤为敏感。盐胁迫会导致植物离子失衡、渗透胁迫和氧化损伤,最终造成减产。尽管已知高亲和性K+转运蛋白(HKT)家族成员(如TaHKT1;5-D)通过调控Na+的木质部卸载增强耐盐性,但其上游调控网络仍不明确。同时,植物如何协调胁迫响应与生长发育的分子机制也是亟待解决的科学问题。在这项发表于《SCIENCE ADVANCES》的研究中,科研人员通过多组学联用技术揭示了TaGW2-TaVOZ1模块在小麦耐盐性中的核心调控作用。研究首先利用RNA
来源:SCIENCE ADVANCES
时间:2025-09-07
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混合有机-无机范德华异质结构中高效能量转移机制突破二维材料吸收极限
在光电材料领域,二维过渡金属二硫属化物(TMDCs)因其独特的量子限域效应和强光-物质相互作用备受关注。然而,原子级厚度导致的固有光吸收率低下(通常不足10%),成为制约其实际应用的阿喀琉斯之踵。传统解决方案如等离子体增强或电荷转移(CT)存在响应速度慢、界面陷阱等问题。如何实现高效、快速的能量转移(ET)来突破这一物理极限,成为学界长期探索的焦点。针对这一挑战,发表在《SCIENCE ADVANCES》的研究通过创新性地设计二甲基-3,4,9,10-苝四甲酰二亚胺(Me-PTCDI)/WS2混合有机-无机异质结构(HOIST),首次实现了124倍的WS2光致发光(PL)增强,并揭示了Dext
来源:SCIENCE ADVANCES
时间:2025-09-07
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葡萄糖限制在癌症治疗中的双刃剑效应:抑制原发肿瘤却促进肺转移的新机制
最新研究揭示了葡萄糖限制在癌症治疗中的复杂作用。虽然这种代谢干预手段能有效抑制原发肿瘤生长,但意外发现其会促进肺转移——通过构建以巨噬细胞为主导、缺乏自然杀伤细胞(NK细胞)的转移前微环境(Pre-metastatic niche, PMN)。这一发现颠覆了传统认知,表明葡萄糖代谢调控具有双重效应:既是抑制肿瘤生长的利器,又可能成为转移扩散的推手。该研究为开发更精准的癌症代谢疗法提供了关键理论依据,提示未来治疗需兼顾原发灶控制与转移预防的双重需求。
来源:TRENDS IN Cancer
时间:2025-09-07
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综述:ROS与铁死亡、铜死亡及PANoptosis在肝癌中的交互作用机制及治疗策略
ROS与细胞死亡程序的交响:肝癌治疗新视角ROS产生与抗氧化防御机制活性氧(ROS)包括超氧阴离子(O2−)、过氧化氢(H2O2)和羟基自由基(•OH),其动态平衡对细胞命运至关重要。肝脏作为代谢中枢,线粒体电子泄漏和炎症反应是ROS的主要内源性来源,而铁/铜代谢紊乱会进一步加剧氧化应激(OS)。铁死亡:铁依赖的致命舞蹈当GPX4(谷胱甘肽过氧化物酶4)失活,铁过载通过芬顿反应催化脂质过氧化(LPO),引发铁死亡。肝癌中异常的铁蛋白自噬和转铁蛋白受体(TFRC)高表达,使肿瘤细胞对铁死亡敏感。有趣的是,铁螯合剂(如去铁胺)与索拉非尼联用可增强抗肿瘤效果。铜死亡:线粒体的金属陷阱铜离子(Cu2+
来源:Critical Reviews in Oncology/Hematology
时间:2025-09-07
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基于影子链杂交驱动置换工程(SHADE)的可调pH开关理性设计及其在肿瘤微环境成像中的应用
研究背景与意义生理pH微环境如同细胞活动的"隐形指挥家",调控着从酶催化到细胞凋亡等关键生命过程。肿瘤组织特有的"酸性外衣"(pH 6.5-7.0)已成为临床诊断标志,但现有检测技术面临两大困境:一是传统i-motif探针像"僵硬的开关",只能在固定pH窗口(如5.0-5.5)工作;二是缺乏选择性,无法区分肿瘤微环境与溶酶体等生理酸性区域。如何打造可编程的"pH精密标尺",成为动态DNA纳米技术领域的重大挑战。技术方法精要研究团队建立多维度验证体系:通过圆二色谱(CD)和紫外光谱验证i-motif构象变化;设计正交实验筛选128种shadow strand组合;采用流式细胞术和激光共聚焦显微镜
来源:Nucleic Acids Research
时间:2025-09-07
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雌激素受体β在缰核中介导雌激素对产后激素撤退诱发抑郁的抗抑郁作用
产后抑郁(Postpartum depression, PPD)是困扰全球9.5-18.7%产妇的严重精神障碍,甚至导致20%的产后死亡。尽管其被归类为围产期发作的重度抑郁症亚型,但急剧的生殖激素变化(如雌激素水平在分娩后骤降)被认为是关键诱因。虽然雌激素治疗可缓解症状,但全身用药可能增加乳腺癌等风险,因此阐明其精确作用机制成为当务之急。在这项发表于《Molecular Psychiatry》的研究中,Chenchi Duan等科学家团队聚焦大脑"反奖赏中心"外侧缰核(Lateral habenula, LHb)——该脑区在多种抑郁模型中显示异常活跃。研究人员创新性地采用激素模拟妊娠(Horm
来源:Molecular Psychiatry
时间:2025-09-07
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貉细小病毒VP2蛋白27T和297A位点突变增强病毒复制与致病性的分子机制
貉细小病毒VP2蛋白关键位点突变驱动宿主适应与毒力进化ABSTRACT貉细小病毒(RDPV)作为犬细小病毒2型(CPV-2)的变种,近年来在毛皮动物养殖中引发高致死性出血性肠炎。2016年后流行毒株呈现显著增强的毒力特征,但其分子基础尚未阐明。本研究通过分析67株RDPV VP2序列,锁定27和297位点的高频突变,利用反向遗传学系统解析了这些突变对病毒生物学特性的影响。INTRODUCTIONVP2作为细小病毒主要衣壳蛋白,其三维结构中3倍轴突刺和5倍轴峡谷区域是宿主受体结合的关键位点。既往研究表明,CPV通过VP2 300位点与转铁蛋白受体1型(TfR)互作入侵细胞。流行病学数据显示,20
来源:Journal of Virology
时间:2025-09-07
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水热法木质素微球:合成策略、结构演化与抗菌性能的系统研究
Highlight立交桥系统震后功能评估本研究从安全功能和交通功能两个维度分析立交桥的震后性能。安全功能指立交桥维持结构完整性、防止坍塌并保障车辆行人安全通行的能力;交通功能则体现其保持车辆连续通行和高效疏导的能力。立交桥震后功能恢复模型桥梁震后恢复过程分为准备和修复两阶段(图2),其功能恢复模型可表示为:Q(t)=Q0+ΔQ·f(t)其中Q(t)为归一化综合功能值,Q0代表初始残余功能,ΔQ为可恢复功能增量,f(t)为分段修复函数。立交桥抗震韧性概率评估方法桥梁抗震韧性指数定义为预期恢复期内平均功能水平:R=(1/trec)∫0trecQ(t)dt其中trec为恢复周期控制时间,该模型通过阶
来源:International Journal of Biological Macromolecules
时间:2025-09-07
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氮添加水平对西北荒漠草原土壤溶解性有机质分子组成的影响机制研究
Highlight亮点本研究首次在分子水平阐明了氮添加梯度对荒漠草原土壤DOM组成的影响规律,发现中低氮输入通过调控微生物代谢促进稳定碳组分积累,而高氮输入导致易降解组分堆积,为全球变化背景下土壤碳库管理提供了理论依据。Effects of N addition on soil chemical properties and DOM content氮添加对土壤化学性质及DOM含量的影响土壤有机质(SOM)和有效氮(AN)水平对氮添加呈现非线性响应。N20处理(20 g N m-2 year-1)显著提升SOM和AN含量,而其他处理无显著影响。这与阔叶林和内蒙古草原的研究结果一致。SOM水平取决
来源:International Journal of Biological Macromolecules
时间:2025-09-07
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车前子源中分子量阿拉伯木聚糖通过调节肠道菌群及其代谢物改善2型糖尿病小鼠糖脂代谢紊乱
Highlight车前子源中分子量阿拉伯木聚糖(MMW-AX)展现出独特的"菌群-代谢"双调节能力:在T2DM小鼠模型中,它能像"精准园丁"一样重塑肠道微生态——显著抑制条件致病菌(如拟杆菌门),同时促进益生菌(如乳杆菌属/Lactobacillus、毛螺菌科/Lachnospiraceae)的增殖。这种选择性调控作用呈现明显的剂量依赖性。Conclusion本研究构建了"HSHF饮食+STZ诱导"的T2DM小鼠模型,首次系统阐释了MMW-AX通过三重机制发挥抗糖尿病作用:①修复胰岛β细胞功能,②改善肝脏脂质代谢(特别是显著降低血清TG和LDL-C水平),③重构肠道菌群平衡。其分子层面作用涉及
来源:International Journal of Biological Macromolecules
时间:2025-09-07
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基于低共熔溶剂-羧甲基化桉木纤维的高强度Janus纤维素/MXene复合纸及其电磁屏蔽性能研究
Highlight高强度Janus纤维素/MXene复合纸:从低共熔溶剂-羧甲基化桉木纤维到电磁屏蔽应用材料与方法桉木片(20-30 mm×10-20 mm×5 mm)由山东太阳纸业提供,MXene为实验室自制。采用苯基三乙基氯化铵(BTEAC)/甲酸(FA)组成的酸性低共熔溶剂(DES)预处理纤维,通过羧甲基化增强纤维间氢键网络,最终通过真空抽滤沉积MXene构建Janus结构。结果与讨论DES预处理显著提升纤维化学可及性,羧甲基化后纤维溶胀度提高,形成致密氢键网络。与纯FA处理相比,DES-羧甲基化纤维结晶度更低(图S3),抗张强度达225.9 MPa(韧性13.2 MJ/m345 dB,
来源:International Journal of Biological Macromolecules
时间:2025-09-07