光学主动电信发射器的最新演示表明,硅是固态量子光子平台的引人注目的候选者。尤其是,在常规的热退火后,已在富含碳的硅中显示了称为G中心的缺陷的制造。然而,这些发射器在晶圆尺度上的高收益受控制造仍然需要鉴定合适的热力学途径,从而在离子植入后激活其激活。在这里,我们证明了纳秒脉冲激光退火时高纯硅底物中G中心的激活。该提出的方法通过供应短的非平稳脉冲来实现G中心的非侵入性,局部激活,从而克服了与发射器的结构性亚元能力相关的常规快速热退火的局限性。有限元的分析突出了该技术的强大非平稳性,提供了与常规更长的热处理相对于常规的较长热处理的根本不同的缺陷工程能力,为嵌入在集成光子电路和波导的集成光子电路和波导中的发射器的直接和受控制造铺平了道路。
林产品是一种全球性商品,价值超过 6000 亿美元,并且还在不断增长。这些全球供应链中的木制品可能始于砍伐原生森林,从而产生巨大的气候和生物多样性成本,也可能始于支持可持续工作森林的供应链。对于进出口大量木制品且积极引领气候的司法管辖区(如加利福尼亚州和中国),拥有量化这些隐含碳的核算系统对于制定有效的气候政策至关重要。过去的研究发现,全球贸易总体上与 3 以及土地使用特别相关的隐含碳排放显著。4 先前对中国木制品贸易隐含排放的研究侧重于基于生产的碳核算框架。5 在本研究中,我们使用基于消费的方法估算了加利福尼亚州和中国木制品进口相关的碳,该方法量化了木制品供应链各个阶段的排放和封存。最近,一些地区制定了将全球贸易与森林砍伐联系起来的政策。例如,2022 年,欧盟同意了一项新法律,要求企业证明其供应链不会导致森林砍伐。加利福尼亚州也提出了鼓励生产无森林砍伐商品的立法。为了有效地生产可持续的供应链并减少泄漏,了解木制品供应链中碳排放的真实成本至关重要。
摘要。该纸张呈现粘合剂材料的合理性,用于将碳颗粒掺入电磁辐射吸收器的纤维间空间中。已经开发了一种将碳颗粒掺入纤维材料的方法。它基于将含碳的纳米复合材料施加到纤维材料表面。以前,通过使用水溶液对碳颗粒掺入合成材料的研究,确保了材料结构中碳颗粒的均匀分布。然而,机械变形后材料的特性发生了显着变化。因此,使用乙酸乙烯酸乙烯酸乙烯酸乙二醇聚合物或环氧树脂聚合物或用碳黑色的表面活性物质获得的各种纳米复合材料研究了碳颗粒掺入过程。基于电子显微镜分析的结果以及频率范围为0.7-17 GHz的反射和传输系数频率依赖性,使用基于表面活性物质和碳黑色的混合物来创建电磁辐射器的纳米复合材料的效率是合理的。这种电磁辐射吸收器的传输系数值约为–18 dB,反射系数值在7-13 GHz的频率范围内约为–12 dB。基于纤维材料的含碳电磁辐射吸收器的厚度小于3 mm,柔韧性的性能和对机械变形的抗性。它可用于各个领域,特别是用于隐藏射频侦察的对象或保护设备免受外部干扰。
微塑料(MP)是富含碳的聚合物,在环境中无处不在。随着塑料产生的增加,微塑性污染可能会加剧,并导致微生物群落和生物地球化学过程(例如碳循环)发生重大变化,最终影响陆地生态系统中的温室气体排放和碳储存。然而,目前对MPS对土壤碳循环作用的影响仍然有限,并且缺乏对以前研究获得的分散信息的系统评价。因此,本综述提供了有关国会议员对土壤碳循环影响的当前知识的系统概述,并提供了未来的研究建议。新兴的证据表明,MP可以通过修饰土壤物理化学和微生物学特性来影响土壤碳稳定性以及CO 2和CH 4的排放;尽管可生物降解的MP通常比不可降解的MP具有更大的作用,但特定效应高度依赖于塑料类型,大小和浓度。MPS对土壤碳周期的影响的具体机制仍然难以捉摸,这主要从微生物变化的角度进行了讨论,包括微生物生物量,微生物群落群落以及与碳代谢相关的关键酶和功能基因。需要进一步的研究以阐明MPS是否对土壤碳分解以及所涉及的生物和非生物机制具有正启动作用。本评论论文帮助研究人员更清楚地了解了MPS如何以及如何影响土壤生态系统中的碳循环。
应用,通常将丰富的氧气与肥料和富含碳的材料和有效曝气(例如转弯)的适当混合物保持。有氧微生物可以在固体肥料系统中生存,如果有规定将多余的水排除在系统之外。但是,没有故意管理空气掺入,有氧微生物会耗尽可用的氧气,并导致肥料桩或包装的一部分变成厌氧。厌氧细菌可以利用肥料中的能量来产生沼气(甲烷和二氧化碳)和稳定的液化废水。如果条件不适合沼气生产,它们还可以创建其他导致令人反感气味的副产品。厌氧菌在液体肥料系统中生存,在这些系统中,空气无法渗透到系统和过于湿或压实以至于使空气渗透的肥料桩中。恶臭是不完全厌氧分解的结果,而沼气和稳定的废水是肥料能量完全厌氧分解的结果。在产生有气味的化合物期间,形成酸性细菌在肥料中使用能量,并创建“中间”化合物作为副产品。给出足够的时间,适当的温度,pH和“饲料”量,形成甲烷的细菌会将这些中间化合物分解为沼气,从而导致完全微生物分解和稳定的终极产物(图2)。
描述和背景随着植物和树木的生长,它们在有机构成中吸收了大气二氧化碳。自然分解和森林砍伐释放该存储的碳恢复到大气中。从植物材料隔离碳中创建生物炭,以防止长时间释放回到环境中。生物炭是一种富含碳的高度稳定的土壤修正案,可改善土壤健康,并可以在土壤中存储碳的100多年。通过木材废物的转化生产生物炭可以帮助进行可持续的农业实践(增加农作物产量,减少合成肥料的使用以及改善土壤的水分)。此外,它可以帮助管理草原和牧场的木本入侵物种。东部红雪松的侵占是对内布拉斯加州大平原草原的威胁,在严重入侵的地方可以将饲料的产量减少多达75%。2019年,由于木本植物侵占,内布拉斯加州牧场损失了超过419,000吨的植物生物量饲料生产。负责任的管理和东部红雪松树的收获可以增强碳固存。可持续的实践,例如选择性收获和变薄,并利用生物炭作为改善土壤健康的土壤修正案,创造了一种综合方法。机械拆卸是一种控制红雪松但价格昂贵的方法。建立将造成的木材废物作为生物炭原料的市场将减少从牧场上取出红雪松的净支出。
生物量(例如黑醋栗叶子)可以用作产生生物炭的碳化过程的前体,该过程是一种可用作土壤修正案的富含碳的物质。为了碳化生物量废物,这项工作开发了顶级上升气温剂。近距离,最终,扫描电子显微镜(SEM),热力学分析(TGA)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析用于表征产生的生物炭。经过两个小时的气化,44.8 wt。%生物炭,固定碳含量为58.96%,从原料中产生,表明碳固醇具有很高的潜力。低水分含量可促进稳定性和处理方法,该分析还表明固定碳,灰分含量,挥发性物质和水分含量分别为3.86%,10.55%,26.63%和58.96%。生物炭的组成为63.32%的碳,2.75%的氢,1.56%的氮,4.10%的氧气和0.22%的硫。对碳化生物质的热分析显示有效的燃烧性能,其特征是在脱脂和炭氧化过程中实质性质量损失,然后在升高温度下进行灰分稳定。 FTIR光谱显示在1578 cm-1的吸收带(C-C)引起,这表明碳质材料的形成。 本研究表明碳化过程成功,并且生物炭适合用于催化,土壤修正和吸附。对碳化生物质的热分析显示有效的燃烧性能,其特征是在脱脂和炭氧化过程中实质性质量损失,然后在升高温度下进行灰分稳定。FTIR光谱显示在1578 cm-1的吸收带(C-C)引起,这表明碳质材料的形成。本研究表明碳化过程成功,并且生物炭适合用于催化,土壤修正和吸附。
抽象有机物在土壤中的积累被理解为矿物相关(分解,微生物衍生的)有机物与自由颗粒(较少分解的植物衍生)有机物之间的动态。然而,从区域到全球尺度,主要土壤有机碳(SOC)部分的模式和驱动因素尚不清楚,并且与土壤类型之间的子宫遗传学变异保持不佳。在这里,我们将与淤泥和粘土大小的颗粒(S + C),稳定的聚集体(>63μm,SA)和颗粒有机物(POM)相关的SOC与沿着地理气候梯度采样的各种草地表土与颗粒有机物(POM)分开。两种矿物相关的部分(S + C&SA)对SOC的相对贡献在整个梯度中差异很大,而POM从来都不是主要的SOC分数。稳定的骨料(>63μm)在富含碳 - 富含碳的土壤中成为主要的SOC分数。稳定聚集体中碳的分解程度(>63μm)始终在S + C和POM级分之间,并且没有沿研究梯度变化。相比之下,与S + C分数相关的碳在富含碳 - 贫民土壤中的微生物分解较少。S + C部分中SOC的量与Pedogenic氧化物的含量和质地呈正相关,而与稳定聚集体(>63μM)相关的SOC量与Pedogenic氧化物含量呈正相关,并与温度负相关。我们提出了我们发现的概念摘要,该概念将稳定骨料(>63μm)与其他主要SOC馏分的作用整合在一起,并说明了它们在(土壤)环境梯度之间的重要性变化。
本评论的目的是确定与利用生物炭和纳米生物炭进行可持续环境修复相关的知识差距和研究需求。生物炭纳米复合材料通过固定或去除污染物和病原体,为解决废水、污水和工业废水的污染提供了一种有希望的替代方案。此外,由于生物炭具有较高的表面积和电导率,它可以作为锂离子电池的电极材料。利用生物炭进行生物修复可以为石油废物、碳氢化合物油泄漏和其他有害化合物造成的土壤污染提供创新的解决方案。生物炭可提高土壤保水性、养分利用率、阳离子交换能力和土壤pH值,为作物生长创造有利条件。它甚至可以吸收动物肠道中产生的甲烷。来自甘蔗渣的生物炭经过活化功能团处理后,在修复环境污染物方面特别有效,尤其是在巴西。除了用作替代燃料外,甘蔗渣生物炭和纳米生物炭还可以促进碳封存、提高土壤肥力、支持生物修复和实现农业废弃物的回收利用,从而为清洁环境做出贡献。生物炭是在无氧环境下以 300°C 以上的温度对甘蔗渣进行热解而获得的富含碳的固体基质。纳米生物炭是一种创新的纳米级化合物,采用球磨、离心、超声波处理和水热合成等自上而下的方法由块状生物炭制备而成。与普通块状生物炭相比,纳米生物炭在表面积、孔径、总孔体积和表面功能方面具有显著优势。总体而言,纳米生物炭的生物催化功能和特性在传感器、酶固定化和聚合物生产方面具有广泛的应用。
红树林在有机碳中高度富集。潮汐泵送在洪水潮期间将海水和氧气驱动到红树林,并在潮起潮潮期间释放富含碳的孔隙水。在这里,我们解决了半局部(洪水/退潮潮),Diel(日夜)和每周(Neap/spring潮汐)的孔道衍生的CO 2通量的驱动因素,并在两种红树林中进行了更新,并更新了其他网站早期观察结果的CO 2排放量的全球估计。潮汐泵控制P CO 2在两个红树林小溪中的变异性。P CO 2(2,585 - 6,856 µ ATM)和222 RN(2,315 - 6,159 dpm m -3)和pH(6.8 - 7.1)和溶解的氧气的最低值(1.7 - 3.7 mg l -1)的最低值是为了增强良好的促进水平。红树林孔隙水中的222 RN和P CO 2分别比地表水大4-15和38-41倍。p CO 2从高潮到低潮增加了50±30%,白天到黑夜的9±22%,从Neap到春季潮汐的57±5%,每小时,DIEL和每周时间尺度明显变化。将我们的新估计值与文献数据,全球孔水衍生的(16个地点)和水环(52个地点)CO 2分别在红树林中的通量相结合,将分别提高到45±12和41±10 tg c y-1。这些通量占净产量净生产的25%,是全球红树林中沉积物碳埋葬率的两倍。总的来说,我们的本地观察和全球汇编表明,孔水衍生的CO 2交换是红树林中CO 2的主要但通常没有被指责的来源。可以将毛孔衍生的CO 2发射到大气中,也可以侧向出口到海洋中,应包括在碳预算中以解决全球失衡。