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用于阴离子交换膜燃料电池的氟化聚（芳基哌啶）膜
阴离子交换膜燃料电池 (AEMFC) 是质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 的一种经济高效的替代品。高性能耐用的 AEMFC 的开发需要高导电性和坚固的阴离子交换膜 (AEM)。然而，AEM 通常在导电性和尺寸稳定性之间表现出权衡。本文报道了一种氟化策略，用于在聚（芳基哌啶）AEM 中创建相分离的形态结构。高度疏水的全氟烷基侧链增强了相分离，从而构建了用于阴离子传输的互连亲水通道。因此，这些氟化 PAP (FPAP) AEM 同时具有高电导率（80°C 时 > 150 mS cm − 1）和高尺寸稳定性（80°C 时溶胀率 < 20%）、优异的机械性能（拉伸强度 > 80 MPa 和断裂伸长率 > 40%）和化学稳定性（80°C 时在 3 m KOH 中 > 2000 小时）。使用本 FPAP AEM 的具有非贵重 Co-Mn 尖晶石阴极的 AEMFC 实现了 1.31 W cm − 2 的出色峰值功率密度。在 0.2 A cm − 2 的恒定电流密度下，AEM 在燃料电池运行 500 小时后保持稳定。
中子技术进展：朝着改进能源设备用聚合物电解质膜的方向发展
摘要 设计和实施用于选择性传输离子和分子种类的先进膜配方对于创造下一代燃料电池和分离装置至关重要。有必要了解与设备操作相关的时间和长度尺度上的详细传输机制，无论是在实验室模型中还是在实际操作条件下的工作系统中。中子散射技术包括准弹性中子散射、反射率和成像，在世界各地的反应堆和散裂源设施的光束线站实施。随着新的和改进的仪器设计、探测器方法、源特性和数据分析协议的出现，这些中子散射技术正在成为设计、评估和实施燃料电池和分离装置先进膜技术的主要研究工具。在这里，我们以 ILL 反应堆源（法国格勒诺布尔劳厄-朗之万研究所）和 ISIS 中子和介子散裂源（英国哈威尔科技园区）为例，描述了这些技术及其开发和实施。我们还提到了世界各地其他设施正在进行的类似开发，并描述了一些方法，例如将光学和中子拉曼散射、X 射线吸收与中子成像和断层扫描相结合，并在专门设计的燃料电池中进行此类实验，以尽可能接近实际操作条件。这些实验和研究项目将在实现和测试新的膜配方以实现高效和可持续的能源生产/转换和分离技术方面发挥关键作用。
先进的催化剂、膜和工艺实现高效 PEM 水电解
项目历史 更薄的膜和替代催化剂有望提高 PEM 电解器的稳定运行和效率。该项目提高了材料性能并将组件集成在一起，同时利用基本特性来理解和突破设计极限。
金属有机框架切割石墨烯氧化石墨烯纳米过滤膜，用于增强废水废水的处理
氧化石墨烯（GO）在水纯化领域中具有巨大的潜力。但是，当直接应用于实际废水废水时，纯GO膜遭受诸如污染灵敏度和有限稳定性等缺点。为了应对这些挑战并解锁GO膜的全部潜力，通过与ZIF-8的纳米颗粒的插入（一种沸石咪二唑酯框架）的插入，已经开发出了新型的纳米复合膜。制备的GO/ZIF-8（GZ）纳米复合膜表现出增强的亲水性和特殊的水纯化能力。具体来说，与原始的GO参考Mem Brane相比，GZ膜表现出了超过两倍的渗透性增强。这种增强效果与盐和有机污染物的抗死性能和竞争性排斥率相结合。gz膜通过3种工业废水废水的跨流过滤有效地用于纯化。与原始的GO参考膜相比，它们显示出改善的分离性能，并且在跨流条件下的高稳定性。使用结构和形态学分析阐明了GZ膜高性能的起源。这项工作强调了使用基于石墨烯的膜在水处理领域取得的重大进展。
采用 TiO2 模板原子层沉积技术在金刚石膜上制备高 Q 纳米光子谐振器
电子束光刻：根据应用，将电子束光刻胶 (950K PMMA A4，MicroChem) 旋涂至 270 nm-330 nm 的厚度。接下来，在顶部热蒸发 20 nm Au 的导电层，以避免光刻过程中电荷积聚。为了进一步减轻充电效应，我们使用了相对较低的束电流 (0.3 nA)、多通道曝光 (GenISys BEAMER) 和减少电子束在一个区域持续停留时间的写入顺序。光刻胶的总曝光剂量为 1200 uC/cm2，电压为 100 kV (Raith EBPG5000 plus)。曝光后，我们用 TFA 金蚀刻剂 (Transene) 去除导电层，并在 7 C 的冷板上将光刻胶置于 1:3 MIBK:IPA 溶液中显影 90 秒，然后用 IPA 封堵 60 秒，再用 DI 水冲洗。原子层沉积：在进行 ALD 之前，我们在 ICP RIE 工具 (PlasmaTherm Apex) 中使用 10 sccm O2 和 50 W ICP 功率进行三秒等离子曝光，以去除残留聚合物。使用此配方，PMMA 蚀刻速率约为 2.5 nm/s。对于 TiO 2 沉积，我们使用商用热 ALD 室 (Veeco/Cambridge Savannah ALD)。使用四（二甲酰胺）钛 (TDMAT) 和水在 90 C 下沉积非晶态 TiO 2，交替脉冲分别为 0.08 秒和 0.10 秒。沉积期间连续流动 100 sccm N 2，前体脉冲之间的等待时间为 8 秒。沉积速率通常为 0.6 A/循环。 ICP 蚀刻程序：我们通过氯基 ICP RIE 蚀刻（PlasmaTherm Apex）去除过填充的 TiO 2，基板偏压为 150 W，ICP 功率为 400 W，Cl 2 为 12 sccm，BCl 为 8 sccm。蚀刻速率通常为 1.5-1.7 nm/s。SEM 成像：在 5 nm Cr 导电层热沉积后，使用 Carl Zeiss Merlin FE-SEM 对纳米光子结构进行成像。FDTD 模拟：使用 Lumerical 有限差分时域软件模拟环形谐振器、光子晶体腔和光栅耦合器。透射光谱：我们使用自制的共焦显微镜装置，该装置具有独立的收集和激发通道，以进行透射光谱。脉冲超连续源 (430-2400 nm，SC-OEM YSL Photonics) 和光谱仪 (1200 g/mm，Princeton Instruments) 用于宽带测量。为了对单个腔体谐振进行高分辨率扫描，我们使用 50 kHz 线宽、可调 CW 激光器 (MSquared) 进行激发，并使用雪崩光电二极管 (Excelitas) 进行检测。金刚石膜：通过离子轰击 34 生成 500 nm 厚的金刚石膜，并在阿贡国家实验室通过化学气相沉积进行覆盖。在对离子损伤层进行电化学蚀刻后，去除悬浮膜并用 PDMS 印章翻转。然后使用 ~500 nm 的 HSQ 抗蚀剂将它们粘附到 Si 载体上，并在氩气中以 420 C 的温度退火 8 小时。最后，使用 ICP 蚀刻法将膜蚀刻至所需厚度，蚀刻气体为 25 sccm Ar、40 sccm Cl2、400 W ICP 功率和 250 W 偏压功率。蚀刻速率通常为 1.2-1.4nm/s。
在生理和病理条件下，肠神经系统中线粒体相关的ER膜的表征
Giada Delfino，Jean Baptiste Briand，Thibauld Oullier，LéaNienkemper，Jenny Greig等。AJP-胃肠道和肝生理学，2024年，在线印刷。10.1152/ajpgi.00224.2023。INSERM-04446267
天然膜的冷冻EM揭示了分枝杆菌中克雷布斯周期与呼吸之间的紧密联系
其天然膜中内源性蛋白质复合物的抽象成像可以揭示在洗涤剂溶解后损失的蛋白质 - 蛋白质相互作用。为了研究分枝杆菌氧化磷酸化机制中的相互作用，我们准备了来自smegmatis分枝杆菌的倒膜囊泡，并富含通过亲和力色谱含有兴趣复合物的囊泡。电子冷冻显微镜（冷冻-EM）表明，来自克雷布斯循环的酶（MQO）（MQO）与电子传输链复合物III 2 IV 2 IV 2（CIII 2 CIX 2）superComplex物理相关。对MQO：CIII 2 CIV 2相互作用的分析表明，CIII 2 CIV 2对于苹果酸驱动的，但不是NADH驱动的电子传输链活动和氧气消耗所必需的。此外，MQO与CIII 2 CIV 2的关联使电子从苹果酸到CIII 2 CIV 2与毫秒动力学转移。一起，这些发现表明了Krebs循环与呼吸之间的联系，该呼吸将电子沿着分枝杆菌电子传输链的单个分支引导。引言生物能是通过包括糖酵解，三羧酸或克雷布斯循环以及脂肪酸氧化的代谢途径从营养物质中提取的。在大多数生物体中，克雷布斯循环提供减少的烟酰胺腺苷二核苷酸（NADH），并琥珀酸酯添加到膜结合的电子传输链（ETC）配合物，以驱动跨膜质子质子运动力（PMF）的产生。PMF反过来为二磷酸腺苷（ADP）和无机磷酸盐（P I）合成三磷酸腺苷（ATP）提供了能量。nadh被ETC的复合物I氧化，将泛氨基酮降低为泛醇。在克雷布斯循环中，琥珀酸酯氧化为富马酸盐是必不可少的反应，但通过ETC的复合物II发生，这也将泛氨基酮降低到泛醇。然后将来自泛醇的电子依次转移至复合物III，细胞色素C（Cyt。c），复合物IV，然后氧气将其减少到水中。复合物I，III和IV对夫妇电子在整个膜上转移至质子易位，维持了为ATP合成的PMF。分枝杆菌等与典型的哺乳动物线粒体等不同的方式（在（Liang and Rubinstein，2023）中进行了多种方式）。首先，分枝杆菌等依赖于甲酸苯丙胺（MQ），而不是泛氨基酮。此外，与规范的etc，分枝杆菌等不同。在大多数分枝杆菌中，例如病原体分枝杆菌结核病和快速生长的腐生肉芽菌分枝杆菌Smegmatis，NADH：MQ氧化还原酶活性均由复合物I和一种或多种非腐蚀性泵送II型NADH脱氢酶（NDH-2S）催化。两种不同的酶SDH1和SDH2催化琥珀酸酯：MQ氧化还原酶活性。此外，结核分枝杆菌和Smegmatis均具有苹果酸：奎因酮氧化还原酶（MQO），将氧化剂氧化为Oxalo乙酸盐，这是KREBS循环的关键步骤，而将MQ降低到MQH 2（Harold等，202222）。在结核分枝杆菌中，除了苹果酸脱氢酶（MDH）之外，还发现了该MQO，它将电子从苹果酸转移到NAD +，而在Smegmatis M. smegmatis MQO中是唯一的苹果酸氧化酶（Harold等，2022）。c。也许最引人注目的是，分枝杆菌中MQH 2的氧化是由复合物III和IV（CIII 2 CIV 2）的超复合物催化的，并具有结合的细胞色素CC亚基，代替了可溶性细胞。MQH 2的氧化和将氧气还原为水还可以通过细胞色素BD复合物（在规范等中未发现）来实现，每种电子转移的质子比CIII 2 Civ 2易解的质子较少（Safiarian等，2021年）。
心脏手术时间对具有复杂先天性心脏病（CHD）的新生儿神经发育结局的影响
抽象的碳化硅（SIC）的目标是由于其出色的热性能，是功率微电子的第一材料。SIC技术的最新进展最终使Crystalline SIC纳米结构的制造。然而，纳米级SIC的热性能仍然忽略了。在这里，我们系统地研究了SIC纳米结构的热传导，包括纳米膜，纳米线和语音晶体。我们的测量结果表明，纳米结构的热导率比批量低几倍，并且值与结构的最狭小维度成比例。在最小的纳米结构中，导热率达到了批量的10％。为了更好地了解SIC中的纳米级热传输，我们还探测了声子在纳米结构中的平均自由路径和连贯的热传导。我们的理论模型将观察到的热传导的抑制与表面声子散射联系起来，这限制了声子的含义自由路径，从而降低了导热率。这项工作揭示了SIC纳米结构的热特性并解释了它们的起源，从而实现了SIC微电子的逼真的热工程。
浸入触点 - 一种新型的接触站点
液体 - 液相分离是组织大分子，尤其是具有内在无序区域的蛋白质的主要机制，在不受膜或脚手架的隔室中。因此，可以将细胞视为一种复杂的乳液，其中包含许多这些无膜细胞器，也称为生物分子冷凝物，以及许多膜结合细胞器。目前尚不清楚这种复杂的混合物如何运作以使细胞内运输，信号传导和代谢过程以高时空精度发生。基于突触囊泡冷凝物的实验观察结果 - 实际上挤满了膜的无膜细胞器 - 我们在这里介绍了浸入接触的框架：一种新型的膜无膜细胞器和膜之间的接触位点。在这一假设中，我们建议我们的浸入接触框架可以作为研究界面的基础，以使凝结物的扩散和材料特性与膜中发生的生化过程的扩散和材料特性相结合。在神经退行性疾病的情况下，该界面的身份和调节尤为重要，在神经退行性疾病中，在细胞病理学基础的基础上，异常折叠蛋白和受损细胞器的夹杂物具有异常。
通过表面工程，可持续的壳聚糖膜解锁玻璃碳电极的电化学性能
壳聚糖涂层，源自甲壳类动物壳废物，具有固有的生物相容性和生物降解性，使它们适合各种生物医学和环境应用，包括电化学生物透镜。其胺和羟基官能团为化学修饰提供了丰富的位点，以增强电荷转移动力学并提供出色的粘附，从而实现了稳健的电极涂层接口进行电分析。本研究探讨了静电驱动的化学相互作用和交联密度的作用，该密度源自不同壳聚糖（CS）和戊二醛（GA）浓度在这方面的作用。研究阴离子（[Fe（CN）6] 3 - /4-），中性（FCDM 0 / +）和阳离子（[RU（NH 3）6] 2 + /3 +）氧化还原探针突显了通过含有正气收费路径的壳聚糖链与Dft分析计算的壳聚糖链与壳聚糖链的影响。我们的研究揭示了适当的CH与GA比如何对交叉连接功效和结果电荷转移动力学具有较大的影响，这主要是由于电触电驱动的，这是由于电动驱动的负电荷的亚烯酰胺离子朝向带阳性充电的阳性电荷载荷的外壳粒的迁移而促进了多达20倍分析的预浓度。值得注意的是，表面工程方法允许[Fe（CN）6] 4-检测限制的两个数量级增强，从裸机的0.1 µm到适当的水凝胶修饰后，裸露的GCE降至0.2 nm。