XiaoMi-AI文件搜索系统
World File Search System生物电
纳米可生物电机调制 - 知识Uchicago
观察：研究生物系统与人工材料之间的形成和相互作用是探测复杂的生物物理行为并解决挑战性生物医学问题的重要性。生物电界面，尤其是基于纳米结构的界面，已改善与细胞和组织的兼容性，并实现了生物调节的新方法。尤其是独立且远程激活的生物电装置显示出进行精确生物物理研究和有效临床疗法的潜力。与单细胞或细胞器相互作用需要足够小的尺寸的设备，以进行高分辨率探测。纳米级半导体（鉴于其各种功能）是亚细胞调制的有前途的设备平台。组织级调制需要附加考虑该设备与组织表面的共形接触或无缝三维（3D）生物整合的机械依从性。在这种方法中，灵活甚至开放式工程设计至关重要。对于慢性器官整合，材料和装置配置都需要最高水平的生物相容性。此外，与器官中许多单个细胞同时相互作用是必要的可扩展和高吞吐量设计。可以通过确保在生物区域的机械行为匹配（包括钝化或耐药性设计）来减轻生理影响，或结合自我修复或适应性的特性，从而改善器官植入设备的物理，化学和机械稳定性。最近的研究表明，纳米结构材料设计的原理可用于改善生物区域。纳米可细胞外界面经常用于细胞和组织的电气或远程光学调节。特别是，现在可以用于设计和筛选纳米结构硅，尤其是化学蒸气沉积（CVD）衍生的纳米线和二维（2D）纳米结构膜，用于体外和体内生物学调节。用于细胞内和细胞间生物学调节，通过纳米线的内在化创建了半导体/细胞复合材料，这种细胞复合材料甚至可以与活组织进行整合。对于神经元和心脏调节也证明了这种方法。在不同的正面，激光衍生的纳米晶半导体显示电化学和光电化学活性，它们用于调节细胞和器官。最近，纳米级构建块的自组装能够制造出效率的单片基碳基电极，用于体外刺激心肌细胞的体外刺激，对视网膜和心脏的体外刺激以及体内刺激Sciatic神经。对纳米可生物电机调制的未来研究应着重于提高当前和新兴技术的效率和稳定性。新材料和设备可以访问新的询问目标，例如亚细胞结构，并具有更适应性和响应性的特性，可实现无缝集成。从能量科学和催化中汲取灵感可以帮助这种进步，并开放生物学调节的新途径。活生物电子学的基本研究可能会产生新的细胞复合材料，以进行多种生物信号控制。可以实现细胞类型的靶向，因此在该领域特别感兴趣。
集成相变材料的新型混合风能生物电池太阳能光伏系统的优化
摘要：太阳能和风能等可再生能源具有间歇性，因此需要混合可再生能源系统 (HRES)，该系统可以使用沼气发电机和电池为偏远和离网地区提供不间断的可靠能源。在本研究中，传统的光伏板已与相变材料 (PCM) 集成在一起以增强功率。此外，针对印度钦奈炎热潮湿的气候地区，对各种配置（i. PV-风能-电池系统，ii. PV-PCM-风能-电池，iii. PV-风能-沼气-电池和 iv. PV-PCM-风能-沼气-电池）进行了比较。已经进行了优化以最大限度地降低能源成本，并且还计算了净现值成本。研究表明，将 PCM 与基于光伏-风能-沼气-电池的离网系统集成，可节省 22 万美元的净现值成本，并将能源成本从 0.099 美元/千瓦时降低至 0.094 美元/千瓦时。同样，对于另一种离网 HRES 配置的光伏-风能-电池，PCM 的集成可节省 17 万美元，并将能源成本从 0.12 美元/千瓦时降低至 0.105 美元/千瓦时。
生物-CC的部署：关于生物电性的案例研究
直到最近，Bio-CCS主要在很长的时间内（例如2050年及以后）就其潜力和缺点进行了讨论，但现在越来越关注更多的近期方面。IEA生物能源期间项目的部署BECCS/U Value Chains运行2019-2021，并致力于提供有关将BECC从飞行员带到全尺度项目的机会和挑战的见解。为此，该项目不仅将重点放在技术方面，还将关注BECCS商业模式以及公共政策在实现可持续部署BECC中发挥的作用。重点是供应链的CO 2捕获，运输和存储阶段。上游生物量原料供应系统只会很短暂地涉及，因为这些问题在其他IEA生物能源工作中进行了详细分析。
可植入生物电子学迈向长期稳定性和可持续性
摘要 电子技术与生物系统的结合产生了一系列适用于生物医学实践的强大技术，并催生了“生物电子学”这一新兴领域。传统的基于刚性硅微电子的植入式设备存在生物相容性低、侵入性强等问题。此外，缺乏可持续供电和无线传输数据的选择，进一步限制了设备的可持续运行。在过去十年中，在创造新材料概念和设备工程策略方面取得了显著的研究进展，以实现多方面的物理和化学生物相容性、可持续电源和植入下的无线数据传输。在本综述中，我们通过回顾这些主要研究方向，展望了植入式生物电子学的发展。本文讨论了材料和设备创新的代表性概念和重要突破。本文还提出了挑战和未来方向，以推动进一步的研究努力，实现微创、体内生物相容性、完全植入操作和可持续电源的生物电子学。
用于神经肌肉接口的软生物电子植入物的快速成型
用作神经肌肉接口的软生物电子植入物的快速原型设计 Dzmitry Afanasenkau 1& , Dana Kalinina 2& , Vsevolod Lyakhovetskii 3,5 , Christoph Tondera 1 , Oleg Gorsky 2,3,5 , Seyyed Moosavi 1 , Natalia Pavlova 2,3 , Natalia Merkulyeva 2,3,5 , Allan V. Kalueff 6,7 , Ivan R. Minev 1,8#* , Pavel Musienko 2,3,4,5#* 1 生物技术中心 (BIOTEC), 分子和细胞生物工程中心 (CMCB), 德累斯顿工业大学, Tatzberg 47-49, 01307 Dresden, 德国。 2 圣彼得堡国立大学转化生物医学研究所，圣彼得堡，Universitetskaya emb. 7/9，199034，俄罗斯 3 俄罗斯科学院巴甫洛夫生理研究所，圣彼得堡，马卡洛娃 emb. 6，199034，俄罗斯 4 俄罗斯联邦卫生部圣彼得堡国立肺结核研究所儿童外科和矫形诊所，圣彼得堡，Politekhnicheskaya，32，191036，俄罗斯 5 俄罗斯联邦卫生部俄罗斯放射学和外科技术研究中心，圣彼得堡，列宁格勒街，70，197758，俄罗斯 6 西南大学药学院，重庆，中国 7 乌拉尔联邦大学，叶卡捷琳堡，俄罗斯8 英国谢菲尔德大学自动控制与系统工程系，Mappin 街，谢菲尔德，S1 3JD，英国。& 这些作者贡献相同 # 这些作者贡献相同 * 通讯作者；pol-spb@mail.ru (PM)；i.minev@sheffield.ac.uk (IRM)。摘要 神经肌肉接口是将生物电子技术转化为临床医学应用所必需的。在这里，通过利用机器人控制的低粘度导电油墨喷墨沉积、绝缘硅酮糊剂的挤出以及通过冷空气等离子体对电极表面的原位激活，我们表明可以快速打印柔软的生物相容性材料，以按需制作定制电极阵列的原型，这些电极阵列可以很好地适应特定的解剖环境、功能和实验模型。我们还表明，打印的生物电子接口允许长期整合和功能稳定性，用于监测和激活猫、大鼠和斑马鱼的大脑、脊髓和神经肌肉系统中的神经通路。该技术可能使个性化生物电子技术应用于神经假体。一句话编辑摘要：通过机器人控制导电墨水和绝缘墨水的沉积，可以快速制作出适合特定解剖环境、功能和实验模型的定制软电极阵列原型。
沼气升级的模块化微生物电解流动反应器
相关性：迫切需要进行季节性可再生能源存储的经济技术；将CO 2转换为甲烷的利用我们广泛的天然气基础设施以存储能源。沼气升级提供了未充分利用的废物2流，其额外好处是扩大沼气利用率（并减少甲烷排放）
如何平衡串联生物电化学系统中的电压
如今，多个生物电化学系统 (BES) 模块的堆叠配置被认为是成功扩大该技术规模的最佳选择，无论是发电微生物燃料电池 (MFC) 还是耗电微生物电解或电合成电池 (MEC 或 MES)。虽然并联电连接允许独立操作堆叠中的每个 BES 而不会出现重大问题，但从能量转换的角度来看，串联堆叠的 BES 更具吸引力，因为它们的能量损失较低，并且可以在更高的电压下操作它们。然而，在串联连接的 MEC/MES 电池的情况下，高性能生物阳极可以将堆叠中性能较差的电池推到其“工作区”之外，导致不利的电位、不受控制的电压下降以及电活性生物膜的暂时或永久损坏。过去提出了一些电池平衡系统 (CBS)，但需要电力电子方面的专业知识。在这项研究中，提出了一种基于商用二极管的简单、被动且低成本的 CBS。采用三台双室 MEC。进行了第一组实验，以表征电池并了解串联电池堆中电压不平衡的原因。然后，采用并验证了 CBS。
保护生物电子设备的防污策略
生物电子设备在从生物标志物传感、癌症和癫痫诊断到血糖监测和脑活动记录等许多领域都至关重要。1–3 然而，许多（如果不是大多数）用例，特别是那些必须在生物系统中不可避免的复杂流体环境中发生的用例，都会受到由于化学和生物材料在设备表面非特异性吸附而发生的污染的负面影响。因此，人们付出了大量的努力4来开发保护生物电子设备长期功能的防污策略（图1）。在本研究更新中，我们讨论了一般的防污原理和主要的污染机制，并给出了一些目前用于防止污染物结合到设备表面并在发生污染后将其去除的策略的示例。污染，特别是生物污染，经历四个不同的阶段。5 首先，原始表面被一层小分子的调节层覆盖；在第二阶段，调节层被主要污垢层覆盖；在第三阶段，污垢表面会受到生物膜的强烈生长；最后，该生物膜进一步发展为宏观污垢。6 糖或其他小分子对调节层的吸附通常发生在
生物传感器和生物电子学
摘要：自1974年以来，已经可以使用针对麻疹的安全疫苗。世界卫生组织确立了麻疹消除，作为2020年的目标，但不幸的是，这一目标尚未实现，疫情仍在发生。群疫苗，即群体免疫高于95％，才能阻止麻疹病毒的传播。沟通在获得高覆盖水平的免疫策略中起着至关重要的作用，因为它有助于抵抗障碍疫苗接种。由于错误信息，虚假新闻和有效沟通的障碍，延迟和拒绝麻疹疫苗接种已广泛存在。这种现象被定义为“疫苗犹豫”，被认为是全球健康的十大风险之一。所谓的麻疹疫苗接种与自闭症之间的关联导致疫苗接种率急剧下降。在这种当前情况下，整合到公共卫生政策中的大众传播是影响人们对疫苗接种的积极态度的基础。基于社交媒体和其他互联网平台的数字沟通策略可能代表有用的工具，可以促进免疫和劝阻卫生保健专业人员提供的持怀疑态度和补充信息，这些信息被认为是家庭疫苗风险/福利的最可靠来源。在有效的免疫传播领域应进行进一步的研究活动。关键字：麻疹，儿童，疫苗接种，健康可能有助于支持麻疹消除策略的数字通信策略包括在线监视信息需求，将数字通信整合到免疫计划中，涉及一个多学科的集团在交流中，开发了使用多个通信渠道来平衡事实与正面消息传递的内容。
通过膜曝气硝化法生物电化学去除尿液中的 COD，实现高效、最大限度和稳健的氮回收
从源头分离的尿液中回收资源可缩短地球上的营养循环，对深空探索的再生生命支持系统至关重要。在本研究中，开发了一种强大的两阶段、节能、不依赖重力的尿液处理系统，将新鲜真实的人类尿液转化为稳定的营养液。在第一阶段，在微生物电解池 (MEC) 中去除高达 85% 的 COD，将有机化合物中的部分能量 (27-46%) 转化为氢气，并通过防止第二阶段通过反硝化造成的氮损失实现完全氮回收。除了去除 COD 之外，所有尿素都在 MEC 中水解，从而产生富含氨氮和碱度、COD 低的流体。该流体被送入膜曝气生物膜反应器 (MABR)，以通过硝化将挥发性和有毒的氨氮转化为非挥发性硝酸盐。生物电化学预处理允许在低于 0.1 mg O 2 L −1 的本体相溶解氧水平下将 MABR 中的所有氮以硝酸盐形式回收。相反，在相同的氮负荷率下向 MABR 直接供给原尿液（省略第一阶段）会因反硝化而导致氮损失（18％）。MEC 和 MABR 的特点是微生物群落非常不同且多样。虽然（严格的）厌氧属，例如 Geobacter（电活性细菌）、Thiopseudomonas（Lentimicrobiaceae 成员）、Alcaligenes 和 Proteiniphilum 在 MEC 中占主导地位，但 MABR 以需氧属为主，包括 Nitrosomonas（已知的铵氧化剂）、Moheibacter 和 Gordonia 。两阶段方法产生了稳定的富含硝酸盐、COD 低的营养液，适用于植物和微藻培养。