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通过原位原子力显微镜探测界面电化学以表征电池
图 1 原位原子力显微镜 (AFM) 在锂电池中的应用概述。阳极 - 电解质界面表征图像。经许可复制。26 版权所有 2020，美国化学学会。阴极 - 电解质界面表征图像。经许可复制。27 版权所有 2022，Wiley-VCH GmbH。AFM 压痕图像。经许可复制。28 版权所有 2020，Elsevier Inc. 硅电极图像。经许可复制。29 版权所有 2014，Elsevier BV Li-S 电池表征图像。经许可复制。30 版权所有 2017，Wiley-VCH GmbH。Li-O2 电池表征图像。经许可复制。31 版权所有 2013，美国化学学会。NMC 变形表征图像。经许可复制。 32 版权所有 2020，Elsevier Ltd. 阴离子插层表征图像。经许可复制。33 版权所有 2020，清华大学出版社和 Springer - Verlag GmbH Germany，Springer Nature 的一部分。CE，对电极；DMT，Derjaguin – Muller – Toporov；HOPG，高取向热解石墨；PES，1% 丙烯-1-烯-1,3-磺内酯；RE，参比电极；WE，工作电极。
探测神经刺激对阅读和阅读相关措施的疗效
发育阅读障碍（DD）是一种高度普遍的发展学习障碍，其特征是写作和/或阅读困难。有迹象表明，DD与视觉模态的感觉丘脑的改变有关，即侧向基因核（LGN）及其与V5/MT的连接 - 与处理视觉运动有关的大脑皮层区域。Thalamo-cortical变化与关键DD诊断分数有关，即快速命名字母和数字的能力。使用常规经颅直流刺激（TDC）的开创性神经刺激研究表明，用主动刺激中的DD靶向V5/MT可以改善DD的阅读措施（Heth＆Lavidor，2015）。我们在本提案中的目标是通过潜在的更强大的神经刺激方法复制这些发现，即高定义经颅直接电流刺激（HD-TDC），并阐明刺激反应者的神经生物学标志物。在实验中，我们计划测试（i）V5/MT上的HD-TDC的假设，将导致DD成人的阅读和阅读相关行为度量的改善； （ii）在DD中，HD-TDCS效应的特征在于，其特征是速度较慢的字母和数字命名（RANLN）性能的速度缓慢，而右视觉半场运动（RVH-MOTION）感知的缺陷； （iii）神经元标记（即，运动刺激的LGN反馈调制量）与HD-TDCS对阅读行为的影响的量相关。
通过跟踪光学捕获的单纳米粒子
因此，在SPT体验中使用光学镊子的利用在给示踪剂粒子上的访问中带来了重要的优势，并提供了受控力量以促进观察。在生物物理学中最初和主要应用[24,30,31]光学镊子和SPT越来越多地在物理学[32]和流体动力学等物理学中共同实施。[33] Franosch等，[5]，例如，研究了在水中光学捕获的珠的布朗运动，并揭示了周围的水分子曾在曾经被粒子的热运动打扰的粒子上作用。，光学镊子通过提供控制力并从而促进粒子运动的表征在发现这种弱相互作用中起着至关重要的作用。与这些在生物物理学和物理学中的成功演示不同，光学镊子和SPT的结合尚未在化学和表面科学中积极出现。单独的SPT已在表面科学中广泛使用，以揭示扩散的分子级细节，[34,35]质量转运，[18]催化反应，[36]和许多其他过程[37]，这些过程与经典的体积或集合测量值无法访问。[38]另一方面，光学诱捕也发现了
PICSAT的持久遗产。探测一条小型天文卫星的飞行
观察行星过渡和其他尖端的科学任务可以利用负担得起的纳米卫星来探测有趣的恒星目标。PICSAT是一种专门观察Beta Pictoris星系的立方体，旨在提供高精度的恒星指向，这是行星过境检测的关键要求。PICSAT的态度确定和控制系统负责传递高素质航天器指向，需要基于动态模拟器的专用开发。本文在低地球轨道以及其消除模式的情况下为立方体提供了动态态度和轨道传播模拟器。验证已通过PICSAT的IN-IN-IN-FORT数据进行。既可以为态度和轨道获得高精度动态模型。这样的模型非常适合从航天器设计到数据开发的不同任务阶段。因此，这是最大程度地减少平台和有效载荷失败的机会的关键工具，尤其是在诸如PICSAT之类的卫星中，其指向都取决于两者。PICSAT留下了一个持久的遗产：其平台数据使我们能够获得对未来任务很有价值的风格模型。
通过X射线光子相关光谱探测纤维素纳米晶体的自组装动力学
假设：电荷稳定的胶体纤维素纳米晶体（CNC）可以通过改变体积分数来自组合成高阶的手性列结构。组装过程在各向同性至液晶相变的过程中表现出不同的动力学，可以使用X射线光子相关光谱（XPC）阐明该过程。实验::阴离子CNC分散在丙二醇（PG）中，并且水跨越了一系列体积分数，其中包括多个相变。加上传统特征技术，进行了XPC，以监视不同阶段的动态演化。此外，使用胶体棒获得了模拟的XPCS结果，并将其与实验数据进行了比较，从而提供了对系统动态行为的更多见解。发现::结果表明，在PG的自组装过程中，CNC的粒子动力学在三个阶段经历了阶梯衰变，与观察到的相一致。相变与布朗的总扩散率的总降低相关，降低了四个数量级，在理想的排斥性布朗杆系统中，降低了一千倍以上。鉴于分散在PG和水中的CNC中相似性的相似性，我们假设这些动态行为可以推断到其他
在空间和时间的极尺度上探测激光驱动的结构形成
具有高强度的固体表面的辐射，超短激光脉冲会触发各种二次过程，这些过程可能导致从mm向下到纳米范围的大范围内的瞬态和永久结构的形成。最突出的例子之一是嘴唇 - 激光引起的周期性表面结构。虽然嘴唇一直是一种科学的常绿植物近60年了，但结合了超快时间与所需的NM空间分辨率的实验方法仅在短暂脉冲，短脉冲，短波长无波长的电子激光器的出现时才获得。在这里，通过利用这些第四代光源的独特可能性来讨论该领域中的当前状态和未来观点，以通过时间域实验技术来解决基本的嘴唇问题，即为什么和激光辐照如何从“ chaotic”（粗糙的）表面启动a（粗糙的）表面上的结构。
通过破损预导导探测电介质聚合物的电子带结构
电子带结构，尤其是导带尾部处的缺陷状态，主导电子传输和在极高的电场下介电材料的电降解。然而，由于在检测到极高的电场的电传导时，即介电的挑战（即预损伤），介电带中的电子带结构几乎没有得到很好的研究。在这项工作中，通过现场预击传导测量方法探测聚合物电介质纤维的电子带结构，并与太空电荷限制 - 电流光谱分析结合使用。根据聚合物电介质中的特定形态学障碍，观察到具有不同陷阱水平的导带处的缺陷状态的指数分布，实验缺陷态也表明，与密度函数理论的状态密度相关。这项工作中所证明的方法桥接了分子结构确定的电子带结构和宏电导行为，并高度改进了对控制电崩溃的材料特性的高度改进，并为指导现有材料的修改以及对高电气纤维应用的新型材料的探索铺平了一种方式。
通过声音辅助激发
半导体量子点中的旋转是有希望的局部量子记忆，可以产生偏振化编码的光子簇状态，如开创性的Lindner和Rudolph方案[1]。然而，利用光学转变的极化程度受到共鸣激发方案的阻碍，这些方案被广泛用于获得高光子不明显。在这里我们表明，声子辅助激发（一种保持高度可区分性的方案）也允许完全利用极化的选择性光学转变来初始化并测量单个自旋状态。我们在低横向磁场中访问孔自旋系统的相干性，并在激发态的辐射发射过程或量子点基态下直接监测自旋倾向。我们报告的旋转状态检测功能为94。7±0。由光学选择规则和25±5 ns孔旋转相干时间授予的2％，证明了该方案和系统具有以十二个光子为单位的线性簇状态的潜力。
从免疫视图中重新访问代谢综合征的免疫代谢基础
全球海洋基因组（海洋生物中的基因库及其编码的功能信息）是科学和社会的主要，未开发的资源，在生物医学，能源和食品等领域的生物技术应用不断增长。shot弹枪测序和宏基因组学现在可以用来分类海洋微生物寿命的多样性并探索其功能潜力，但受样本覆盖，访问合适的测序平台的访问和计算能力的限制。在这里，我们基于对2,102种采样的海洋宏基因组的分析提供了全球海洋基因组的新综合，并通过KAUST元基因组分析平台（KMAP）全球海洋基因目录1.0包含〜31750万基因簇的基因组装和注释。从分类学上，我们报告了海洋基因在生命之树以及不同的海盆和深度区域生物群落中的分布。在功能上，我们将其与蛋白质家族和生物地球化学过程的关系绘制，包括主要的微生物代谢途径，这些途径是处理三个元素在生物地球化学周期中起着基本作用的元素，并且与气候变化有关。这些数据扩展了我们对海洋微生物组及其代谢能力的复杂，动态性质的理解。进一步的研究对于释放海洋基因组的潜力并理解和预测人类引起的变化的影响，包括污染和气候变化至关重要。进一步的假设驱动的研究应使用增强的宏基因组方法靶向采样不足的深海和底栖微生物群落，以更好地了解海洋生态系统功能。对必要的计算能力进行投资至关重要，合适的知识产权框架也是必不可少的。