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World File Search System分子扩散
干旱沙地上的水蒸气输送
摘要 虽然在没有自由液体的情况下，通过极度干旱的表面交换的蒸汽会影响沙海的水平衡，但由于缺乏具有精细空间分辨率的精确仪器，其机制记录不多。为了纠正这个问题，我们报告了流动沙丘表面下方的体积密度分布和蒸汽质量分数的时空变化，这些变化是用对吸附在沙粒上的微小水膜敏感的多传感器电容探头获得的。我们还记录了 2 天内的风速和风向、环境温度和相对湿度、净辐射通量和地下温度分布。数据验证了蒸汽质量分数的非线性模型。与通过谷物传导的热量不同，蒸汽通过平流和扩散渗透到间隙孔隙空间。在比蒸发更长的时间尺度上，吸附膜与周围环境保持平衡并阻碍分子扩散。它们与地下温度的非线性耦合导致蒸汽分布出现拐点，而在更简单的扩散系统中则没有对应现象。当风在地形上引起细微的压力变化时，就会出现孔隙平流。在风沙输送期间，流沙会间歇性地使地表脱水，引发瞬时蒸汽波，其振幅在特征长度上呈指数衰减，这意味着吸附率受动力学限制的活化过程控制。最后，探测器产生与大气边界层的扩散和平流交换。在白天，它们的总通量小于预期，但几乎与地表和高空的蒸汽质量分数之差成正比。在夜间更稳定的分层下，或在风沙输送期间，这种关系不再成立。
双链到单链的转变在 DNA 折纸纳米结构中引起力和运动
除静态纳米结构外，DNA纳米技术还能构建动态和自主开关。[18] 这些动态开关的操作可分为两大类：第一，通过分子相互作用操作；第二，通过外部刺激操作。用于控制纳米尺度运动的主要分子相互作用是DNA杂交（主要是立足点介导的链置换）和碱基堆积。由分子相互作用控制的此类运动的例子包括可重构等离子体装置、[19] 铰链、[20,21] 镊子、[18,22] 旋转装置、[23–26] 助行器、[27] 药物载体 [28,29] 和对分子或纳米颗粒进行分选的机器人。[30,31] 作为驱动机制的其他分子相互作用包括靶分子结合 [32,33] 和适体 [28,29] 以及核小体相互作用。 [34] 通过任何分子相互作用进行的操作（包括上述所有机制）具有可控分子识别和特异性的优点。 然而，操作速度受到分子扩散和相互作用动力学的限制，因此通常非常慢。 值得注意的是，已经开发出多种方法来提高动态 DNA 装置的响应速度。 另一方面，外部刺激如光、[35,36] 温度、[37] 离子、[11,23] pH、[38–40] 和电场 [21,41] 通常能够使操作速度提高很多个数量级。[41] 例如，Karna 等人利用相邻纳米结构域之间可逆的、pH 依赖性的 i-基序形成来促进卷曲 DNA 纳米弹簧的驱动，进而通过整合素偶联影响培养细胞的运动性。 [40] 然而，我们在此称之为外部刺激的任何一种，都存在着整体作用的局限性，而且缺乏分子识别所能提供的特异性。
揭示预先存在的分子顺序对半导体半结晶聚（9,9-二-正辛基芴基-2,7-二基（PFO））结晶的影响
摘要：了解半导体聚合物的复杂结晶过程是有机电子技术进步的关键，因为这些材料的光电特性与其固态微结构密切相关。这些聚合物通常具有半刚性主链和柔性侧链，这导致它们在液态下具有强烈的组织/排序趋势。因此，这些材料的结晶通常发生在表现出至少部分分子有序的液态中。然而，先前存在的分子顺序对半导体聚合物甚至任何聚合物结晶过程的影响迄今为止仍是未知的。本研究采用快速扫描量热法 (FSC) 探测聚（9,9-二- n -辛基芴基-2,7-二基） (PFO) 在各向同性无序熔融状态 (ISO 状态) 和液晶有序状态 (NEM 状态) 下的结晶动力学。我们的结果表明，预先存在的分子顺序对 PFO 的结晶有着深远的影响。更具体地说，它有利于有效晶体成核中心的形成，从而加速相变早期阶段的结晶动力学。然而，与从 ISO 状态结晶的样品相比，从 NEM 状态结晶的样品需要更长的时间才能达到完全结晶（在二次结晶阶段），这可能表明预先存在的分子顺序减慢了结晶最新阶段的进展，即受分子扩散控制的阶段。数据与 Avrami 模型的拟合揭示了不同的结晶机制，最终导致独特的半结晶形态和光致发光特性。因此，这项工作强调了理解聚合物半导体的加工、结构和特性之间的相互关系的重要性，并为通过新开发的 FSC 方法对此类材料进行基础研究打开了大门，而这在传统技术中是不可能实现的。■ 简介