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  • 金属有机框架嵌入电纺纤维膜基混合纳米发电机用于机械能收集与物联网应用

    引言近年来,物联网(IoT)技术的快速发展推动了对可持续能源采集技术的需求。摩擦纳米发电机(TENG)因其高效机械能转换能力成为研究热点,其工作原理基于接触起电和静电感应效应。金属有机框架(MOF)因其高比表面积和可调孔隙结构被引入聚偏氟乙烯(PVDF)电纺纤维中作为负摩擦层,而具有微图案和微孔的分级改性尼龙(HMN)薄膜作为正摩擦层,显著提升了电荷生成效率。材料合成与表征通过溶剂热法合成锌基MOF(Zn-MOF),X射线衍射(XRD)显示其特征峰与MOF-5结构吻合,热重分析(TGA)表明其在250°C以下保持稳定。将MOF以0.1-1 wt.%浓度嵌入PVDF电纺纤维,扫描电镜(FE-SE

    来源:Advanced Functional Materials

    时间:2025-08-31

  • 椭球限域空间对半柔性线性聚合物构象影响的分子动力学研究

    基于粗粒化模型(Coarse-grained model)的分子动力学模拟显示,当半柔性线性聚合物链熔体被限制在固定刚性椭球腔体内时,链质心数密度在腔壁附近出现显著峰值。以该峰值与腔壁的距离为基准定义的壁邻层,其相对厚度会随着椭球扁平度(flattening factor)的增加而增大。该区域性质表现出明显的极角依赖性,这是由表面曲率变化、链弯曲能罚分(bending energy penalty)和链取向有序化三者竞争驱动的:1)赤道平面(equatorial plane)区域呈现单体数密度升高和显著的弯曲能罚分。此时熵增效应主导体系行为,通过最大化平行排列来规避不可接受的弯曲能罚分,导致聚

    来源:Macromolecular Chemistry and Physics

    时间:2025-08-31

  • 纳米尺度胶原原纤维生成探索:尖端增强拉曼成像揭示原纤维分子机制

    纳米尺度下的胶原组装密码1 INTRODUCTION胶原蛋白作为细胞外基质的关键结构蛋白,其独特的甘氨酸-脯氨酸-羟脯氨酸(Gly-X-Y)重复序列形成三股螺旋结构。这种结构通过链间氢键、静电作用和疏水堆积维持稳定,在酶催化交联反应驱动下,单体原胶原分子通过横向聚集形成直径小于100 nm的原纤维中间体。这些纳米级组装体最终成熟为具有D型周期性带状结构的纤维网络,赋予组织拉伸强度和弹性。2 EXPERIMENTAL SECTION2.1 样品制备与形貌表征研究采用牛跟腱I型胶原,通过pH调控的梯度稀释法在盖玻片上制备原纤维样品。原子力显微镜显示原纤维呈现管状形态,高度约30-50 nm,宽度分

    来源:Journal of Microscopy

    时间:2025-08-31

  • 基因组解析宏基因组学揭示中性原位浸铀二十年对含水层微生物组的适应性演化

    在砂岩型铀矿开采领域,中性原位浸铀(ISL)技术犹如一把"环境友好型钥匙",但长达二十年的CO2+O2浸出过程对地下微生物王国的扰动仍是未解之谜。中国松辽盆地钱家店铀矿的科学家们化身"微生物侦探",运用基因组解析宏基因组学这项"分子显微镜",对比分析持续ISL区域和原始含水层的315个细菌MAGs和5个古菌基因组。研究团队发现7个"微生物指挥官"(keystone MAGs),特别是能将硫化物和亚铁离子"充电"成高价态的

    来源:Journal of Geophysical Research: Biogeosciences

    时间:2025-08-31

  • 动态可逆界面Janus膜(FePP)在太阳能驱动水处理中的突破性应用:高效脱盐与抗盐结晶新策略

    全球水资源危机正以前所未有的速度加剧,世界卫生组织数据显示约20亿人饮用受污染水源,而工业活动消耗了全球20%的淡水资源。传统海水淡化技术如反渗透(RO)虽能缓解危机,但依赖化石能源且碳排放高。太阳能界面蒸发技术因其零碳排特性成为研究热点,然而现有蒸发器面临根本性矛盾——疏水表面导致热质传递效率低下,亲水表面又易被盐结晶堵塞。《npj Clean Water》最新研究报道了Tianxin Lu团队开发的革命性解决方案。研究者通过双层静电纺丝技术构建Janus膜(FePP):底层为生物基聚酰胺56(PA56)超亲水纳米纤维(直径128±9.0 nm),顶层为温敏性PNIPAM/Fe3O4复合层(

    来源:npj Clean Water

    时间:2025-08-31

  • 中国城市森林叶片与表层土壤汞的地理分布格局及其驱动机制

    城市森林中的汞污染热点与地理分布格局随着全球快速城市化进程,汞(Hg)等重金属元素的生物地球化学循环发生了显著改变。中国作为过去几十年城市化速度最快的国家之一,其城市森林中Hg的分布格局及其驱动机制亟待阐明。本研究通过系统调查中国城市森林公园中叶片和表层土壤(0-10 cm)的Hg浓度,揭示了从城市中心到郊区的梯度变化规律以及南北纬度分布特征。城市-郊区梯度中的汞富集现象在北京四个城市-郊区样带上,研究发现叶片和表层土壤Hg浓度均呈现显著的向城市中心递增趋势。叶片Hg浓度范围为6-38 ng g-1,随距离城市中心距离增加呈线性下降(R2=0.19);而土壤Hg浓度(25-192 ng g-1

    来源:Earth's Future

    时间:2025-08-31

  • 单原子Co-N-C催化剂实现低温常压下自由基接力驱动的HMF高效氧化

    这项突破性研究揭示了单原子催化剂在生物质转化领域的独特优势。科研团队巧妙设计了一种具有CoN3活性位点的钴-氮-碳(Co-N-C)催化剂,就像分子级别的精密"接力站",在温和的80℃和常压氧气条件下,通过叔丁基过氧化氢(TBHP)引发自由基链式反应。这种"自由基接力"机制显著降低了分子氧的活化能垒,高效产生超氧自由基,使5-羟甲基糠醛(HMF)像被精准传递的接力棒一样,逐步氧化为高附加值的2,5-呋喃二甲酸(FDCA)。实验数据显示,这种催化体系不仅获得惊人的95%FDCA产率,其29.9 mmol·gmetal-1·h-1的生产效率更是传统方法的2.1倍。更令人振奋的是,这个"分子接力赛"策

    来源:AIChE Journal AIChE

    时间:2025-08-31

  • 仿生梯度纳米限域MXene电极:多尺度互联架构实现超高面电容储能

    自然界中竹膜的层级网络结构为电化学储能材料设计提供了绝妙灵感。面对厚电极离子传输路径长、结构整合性差的科学难题,研究者创新性地构建了梯度纳米限域MXene电极(Gradient Nanoconfined MXene, GNC-MX)。这种仿生设计精妙融合了多尺度层间间距调控与面内介孔桥接技术,形成纵横协同的离子传输高速公路。有限元模拟和密度泛函理论计算揭示,梯度纳米限域通道与面内介孔可协同优化离子传输动力学。相较于传统MXene材料,GNC-MX电极展现出显著提升的电荷存储性能。研究团队更开发出原位去质子-再质子化策略,通过增强静电排斥、削弱氢键和范德华力,实现离子传输通道的准永久性扩张。突破

    来源:Advanced Materials

    时间:2025-08-31

  • 基于甲壳素纳米纤维与阳离子木质素的复合水凝胶高效去除废水中纳米塑料污染物的研究

    微塑料污染的严峻挑战与生物基材料的破局全球每年有超过1.7万亿个塑料颗粒进入海洋,其中直径小于100纳米的塑料碎片能穿透生物屏障,通过食物链威胁人类健康。韩国仁川-京畿海滩和洛东江河口的微塑料浓度高居全球前列,促使政府出台严格管控政策。然而,现有技术难以有效清除环境中的遗留微塑料,尤其是纳米级塑料颗粒。传统吸附材料如活性炭成本高、再生困难,而生物质材料因其可持续性和结构可调性成为研究热点。技术路线创新研究团队通过三步关键技术创新:1.木质素阳离子化:采用缩水甘油基三甲基氯化铵(GTMAC)对牛皮纸木质素(KL)进行季铵化改性,获得带正电的Q-KL(取代度0.25),其zeta电位在pH 7时为

    来源:Advanced Composites and Hybrid Materials

    时间:2025-08-31

  • 聚合物网络工程实现有机透明柔性薄膜的白光发射:一种非染料中心策略

    白光发射材料的研究突破:聚合物基质驱动的光学调控1 引言白光发射(WLE)材料在照明技术和柔性显示领域具有重要应用价值。传统方法主要通过修饰荧光染料来平衡发射光谱,但染料光物理性质的精确调控存在挑战。近期研究开始关注基质材料的作用,例如金属有机框架(MOF)和二氧化硅纳米颗粒等无机载体。然而,兼具高透明度、柔性和高效WLE的纯有机材料仍属罕见。2 结果与讨论研究团队设计了一种基于丙烯酸聚合物网络的创新体系,采用2-羟乙基甲基丙烯酸酯(HEMA)和聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(PEGDMA)作为基质,嵌入吡啶鎓盐1(蓝光发射)和吡喃鎓衍生物2(黄光发射)两种染料。通过系统调整单体与交联剂比例,构建了从

    来源:Advanced Optical Materials

    时间:2025-08-31

  • 突破插层型正极容量极限:通过松动水合阳离子配位实现可逆转化反应

    这项突破性研究揭示了溶剂化结构调控对电极反应机制的革命性影响。传统插层型正极Bi2Se3在稀释高氯酸盐电解液中,因疏水性ClO4-阴离子优化了阳离子溶剂化鞘结构,意外实现了可逆的深度插层-转化双重反应机制。通过先进的同步辐射X射线衍射(synchrotron XRD)和X射线吸收谱(XAS)等表征技术,研究人员捕捉到这种独特的反应路径:松动的水合阳离子配位环境显著降低了界面反应能垒,同时提升反应电位,最终获得较传统插层机制翻倍的容量输出。更令人振奋的是,该体系展现出创纪录的循环稳定性(每循环容量衰减仅0.013‰)和优异的低温性能,在准固态软包电池中同样表现卓越。这项研究为破解水系电池"高容量

    来源:Advanced Materials

    时间:2025-08-31

  • 碳纳米管/炭黑共填充天然橡胶复合材料的聚集度与交联密度对粘弹性的协同调控机制

    纳米颗粒(NP)填充的天然橡胶(NR)因其卓越的粘弹性行为备受关注。这项研究采用粗粒化分子动力学模拟,深入探究了碳纳米管(CNTs)和炭黑(CB)双相填充体系中,聚集度与交联密度对NR复合材料粘弹性的影响规律。通过动态剪切模拟计算储能模量、损耗模量和损耗因子,发现CNTs在CNTs/CB复合网络中占据主导地位。有趣的是,适度提高CNTs的聚集度就像在橡胶基体中构建"纳米骨架",既能增强组分间相互作用,又能促进结合橡胶的形成。但过度分散的CNTs反而会削弱纳米管间作用力,导致整个NP网络刚性下降,储能模量降低并减弱Payne效应。更妙的是,CNTs与NR之间形成的交联结构就像给复合材料装上"分子

    来源:Polymer Composites

    时间:2025-08-31

  • 复合材料偏轴试样拉伸失效中应力奇异性效应的三维模型验证与参数化研究

    应力奇异性参数的系统解析通过半解析代码结合Stroh形式主义,研究量化了角点A处奇异应力场的数学表征。当采用初始剪切模量(G12=4.28GPa)时,应力奇异性阶数δ随端部倾角ϕ增大而递增,在ϕ=90°(直夹具)时达到峰值。值得注意的是,对于所有测试的纤维取向(θ=5°-20°),都存在使δ归零的临界ϕ值,其中θ=10°对应的理论ϕ值(23.1°)与零奇点角度(21.8°)最为接近。剪切非线性效应的关键发现采用破坏前的割线模量(G12sec=2GPa)分析时,δ值显著增大40%-300%。特别在θ=10°斜角夹具(ϕ=23°)配置下,δ从0.05733跃升至0.22591,揭示材料剪切非线性会

    来源:Polymer Composites

    时间:2025-08-31

  • 三维打印银铋硫化物/碳纤维复合材料实现高效电磁屏蔽与热管理一体化

    这项突破性研究展示了三维打印技术制备的多功能复合材料。通过在编织碳纤维(WCF)表面垂直生长银铋硫化物(AgBiS2)纳米结构,并分散MXene纳米片于聚偏氟乙烯(PVDF)基体中,研究人员成功开发出具有三重功能的智能材料。当施加2V电压时,材料迅速升温至84.2°C,展现出卓越的焦耳加热性能,可有效应对严寒环境下的除冰需求。更令人振奋的是,纳米棒(NR)修饰的WCF-1.0%MXene复合材料表现出惊人的电磁干扰(EMI)屏蔽效能——85.7dB的屏蔽效果配合1.1×104dB·cm2·g-1的绝对屏蔽值,即便经历极端温度考验和机械磨损仍保持稳定。材料还具备灵敏的压阻传感特性,应变系数高达1

    来源:Polymer Composites

    时间:2025-08-31

  • 碳点调控准二维钙钛矿超快能量传递与热载流子冷却实现低阈值激光

    准二维(quasi-2D)钙钛矿因其高激子结合能和固有量子阱结构在激光领域极具潜力,但缺陷态和异相分布制约了其实际应用。研究发现,碳点(CDs)的引入可同步提升材料结晶度与相位均匀性,理论计算揭示这种钝化机制源于CDs中多功能基团的协同效应。通过调控超快能量传递和热载流子(hot carrier)冷却路径,成功将放大自发辐射(ASE)阈值降低。创新采用光学克尔门控(optical Kerr-gating)技术,首次解析了多量子阱(MQW)结构中复杂的超快载流子动力学过程,为精准调控增益特性、开发高性能激光器提供了全新范式。该研究不仅推进了准二维钙钛矿作为增益材料的应用,更为设计先进光子系统提供

    来源:Laser & Photonics Reviews

    时间:2025-08-31

  • 封底

    摘要:

    来源:《生态学报》

    时间:2025-08-31

  • 全球多边环境治理中"共同但有区别责任"原则的演变逻辑及趋势——以《联合国气候变化框架公约》和《生物多样性公约》为例

    摘要:共同但有区别责任原则(简称"共区原则")是全球多边环境治理的基石,产生于全球南北政治、经济、社会和生态治理的根本性差异。以《联合国气候变化框架公约》和《生物多样性公约》为例,系统梳理了共区原则的理论背景、内在逻辑以及演变趋势。研究发现,共区原则的演变呈现出国家区分层次多元化、减排/保护责任自主化、国际支持群体精准化以及环境治理协同化的特征,其动因包括政治格局变迁、经济全球化和发展不平衡、全球环境行动意识提升和全球环境危机加剧等,将为中国参与全球多边环境治理带来更多的压力与责任。因此,建议中国应

    来源:《生态学报》

    时间:2025-08-31

  • 祁连山东部典型林分近自然度评价

    摘要:解析区域森林现实植被群落与原生群落之间的状态差异,以人工林近自然经营为目标,提出林分结构调整的策略与方法,为森林资源可持续利用和退化森林生态系统恢复与重建提供依据。以青海互助县金禅沟小流域主要林分类型为研究对象,通过敏感性分析和相关性分析确定影响近自然度的关键指标,采用熵权法和综合指数法进行评价,并针对近自然度较低的人工林提出了具体的经营措施和现实案例。(1)最终选定灌木盖度(%)、草本盖度(%)、单位面积蓄积量(m3/hm2)、水平层次结构、物种多样性、自然更新和物种指示物等13个指标作为区域近自然度评价指标。

    来源:《生态学报》

    时间:2025-08-31

  • 模拟降雨藏东南地区施工便道草皮回铺对砂壤质草甸土坡面侵蚀的影响

    摘要:青藏高原高寒草甸区是中国西南地区重要生态屏障,近年来由于社会经济发展与基础设施建设对其生态环境破坏增大,水土流失日趋严重。以青藏高原高寒草甸扰动坡面为研究对象,在不同降雨(30mm/h、60mm/h)、坡度(20°、30°、40°)和草皮回铺比例(1/3草皮回铺、2/3草皮回铺、全草皮回铺)条件下,通过模拟降雨试验来揭示研究区砂质壤土坡面侵蚀机理。结果显示,(1)随着草皮回铺比例提高,坡面产流量和产沙量均有显著下降;在雨强30mm/h坡度20°条件下,全草皮回铺坡面30min累计产流量和累计产沙量分别是1/3草皮

    来源:《生态学报》

    时间:2025-08-31

  • 不同施肥措施臭氧浓度升高对稻田土壤酶活性及微生物群落的影响

    摘要:臭氧(O3)浓度升高对作物产生胁迫并间接影响地下生态过程,然而这种影响是否受施肥措施和品种差异的调控尚不清楚。利用开放式O3控制熏蒸系统模拟O3浓度升高,探究O3浓度升高、施肥措施和水稻品种及其交互作用对土壤理化性质、酶活性、微生物资源限制和微生物群落组成的影响。结果表明,O3浓度升高显著增加了土壤碳获取β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)活性,并有增加胞外酶矢量长度的趋势,表明高浓度O3增加了土壤微生物碳限制。O3浓度升高虽然没有显著影响其它水解酶活性,但O3浓度升高与肥料处理或水稻品种的交互作用显著影响某些酶(如亮

    来源:《生态学报》

    时间:2025-08-31


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