摘要碳纤维(CF)的复合材料的使用越来越重要,因为它们在航空航天,汽车,建筑,体育和休闲等高端分节中的应用都越来越重要。但是,他们目前的高生产成本,高碳足迹和降低的生产能力将其用于高性能和奢侈品应用程序。CF生产总成本的大约50%是由于聚丙烯硝基烯(PAN)前体纤维(PF)的热转化为CF,因为它涉及在大型炉中使用高能量消耗和低加热效率。研究了这种情况,本研究建议在本研究中使用微波炉(MW)加热将PF转换为CF。这是科学和技术上具有挑战性的,因为PF没有吸收微波能量。虽然MW血浆已用于碳化纤维,但血浆的高温才能实现碳化,而不是纤维的MW吸收。因此,这项研究首次表明了如何通过使用新型微波(MW)启发器纳米纳米化方法在几秒钟内达到碳化温度> 1000°C,该方法是通过通过多沃尔碳纳米纤维(MWCNTS)在pf表面上开发的。值得注意的是,这些CF可以在廉价的家用微波炉中产生,并且具有与常规加热产生的CF相当的机械性能。此外,这项研究还提供了生命周期和环境影响分析,该分析表明,MW加热将基于木质素的CF产生的能源需求和环境影响分别降低了66.8%和69.5%。
外尔半金属 MoTe 2 为研究外尔物理与超导之间的相互作用提供了难得的机会。最近的研究发现,Se 取代可以将超导性提高到 1.5 K,但会抑制对于外尔态的出现至关重要的 T d 结构相。迄今为止,尚未建立对增强超导和 T d 相可能共存的微观理解。在这里,我们使用扫描隧道显微镜研究了最佳掺杂的超导体 MoTe 1.85 Se 0.15,其体相 T c ∼ 1.5 K。通过准粒子干涉成像,我们发现了具有破缺反演对称性的低温 T d 相的存在,其中超导性全局共存。此外,我们发现从上临界场和涡旋附近的态密度衰减中提取的超导相干长度远大于现有化学无序的特征长度尺度。我们发现 MoTe 1.85 Se 0.15 中的 Weyl 半金属正常相具有稳健的超导性,这使它成为实现拓扑超导的有希望的候选材料。
受气候缓解目标国家的驱动国家,全球大流行后的经济增长和恢复的低成本可再生能源的优先级。很明显,可疑的技术选择会导致更广泛的社会经济利益,这是在将其能源部门朝着更高份额的可再生能源份额过渡到更高份额的国家中所表明的。对更好地理解能源过渡对就业的直接影响的兴趣越来越大,对传统能源部门失去的工作的担忧将对世界各地的决策介绍至关重要。这项研究重点是加速可再生能源的净就业影响,该净摄入量将于2050年到2050年从可再生能源中获得100%的能源,与巴黎协议的雄心勃勃的目标兼容。与电力,热量,运输和脱盐部门相关的直接能源工作从2020年的约5700万增加到到2050年的近1.34亿。可再生能源和可持续技术中的价值链比采摘化石燃料更重要。结果表明,全球能源过渡将对世界各地经济的未来稳定和增长产生积极影响。©2021作者。由Elsevier Ltd.这是CC下的开放访问文章(http://creativecommons.org/licenses/4.0/)。
近年来,各种基于载体的药物输送系统的设计和制造策略已迅速建立并应用于癌症治疗。这些系统对当前的癌症治疗贡献巨大,但需要进一步发展以消除药物负载能力低和严重副作用等障碍。为了实现更好的药物输送,我们提出了一种基于分子结构的易于制造的药物自输送系统的创新策略,该系统可用于共输送姜黄素类化合物和喜树碱的所有含氮衍生物,以更好地靶向癌症治疗并最大限度地减少副作用。形成机制研究表明,喜树碱衍生物和姜黄素类化合物的刚性平面结构以及相关的离去氢使它们能够在适当的条件下组装成纳米颗粒。这些纳米颗粒在不同条件下表现出稳定的粒径(100纳米)和可调的表面电荷,从正常生理条件(pH 7.4)下的约-10 mV增加到酸性肿瘤环境下的+40 mV。此外,小鼠体内实验表明,与伊立替康(喜树碱衍生物)相比,联合给药的伊立替康姜黄素纳米颗粒显著增强了肺和胆囊的靶向性,改善了巨噬细胞清除逃逸,改善了结直肠癌治疗,消除了危及生命的腹泻,为更好的靶向化疗和临床转化带来了希望。最后,基于结构设计的药物自递送系统策略可能会激发更多类似的自递送纳米系统的研究和发现,以用于更广泛的药物应用。
分数量子霍尔 (FQH) 相是由于强电子相互作用而出现的,其特征是任意子准粒子,每个准粒子都具有独特的拓扑参数、分数电荷和统计数据。相反,整数量子霍尔 (IQH) 效应可以从非相互作用电子的能带拓扑中理解。我们报告了所有 FQH 和 IQH 跃迁中临界行为的令人惊讶的超普适性。与预期的状态相关临界指数相反,我们的研究结果表明,对于分数和整数量子霍尔跃迁,临界标度指数 κ = 0.41 ± 0.02 和局域长度指数 γ = 2.4 ± 0.2 相同。从中,我们提取了动力学指数 z ≈ 1 的值。我们已经在超高迁移率三层石墨烯器件中实现了这一点,其中金属屏蔽层靠近传导通道。在之前的研究中,由于在传统半导体异质结构中 κ 的测量值存在显著的样本间差异,而长程关联无序占主导地位,因此在各种量子霍尔相变中观察到的这些全局临界指数被掩盖了。我们表明,稳健的标度指数在短程无序关联的极限下是有效的。
在本研究中,我们展示了如何使用量子计算来评估分子的电子密度。我们还认为电子密度可以成为未来量子计算的有力验证工具,而传统量子化学可能无法解决这一问题。电子密度研究是化学、物理学和材料科学等多个领域的核心。霍恩伯格-科恩定理规定,电子密度唯一地定义了电子系统的基态特性。1通过赫尔曼-费曼定理,2电子密度提供了分子内作用力的信息。3,4作为物理科学中信息最丰富的可观测量之一,5-10密度为密度泛函理论 (DFT) 奠定了基础,DFT 是一种预测多电子系统特性的形式化方法。11由于实验是真理的仲裁者,所以责任通常落在电子密度上。重要的是,电子密度可以通过细化X射线衍射和散射数据来重建,9例如使用多极模型、5-8、10X射线约束波函数12或最大熵方法。13我们工作的一个动机是
通过将光结合到下波长体积,光力学的微腔可以大大增强光和机械运动之间的相互作用。但是,这是以增加光损耗率的成本。因此,将基于微腔的光力系统放置在未解决的边带机制中,以防止基于边带的地面冷却。减少此类系统光损耗的途径是设计腔镜,即与机械谐振器相互作用的光学模式。在我们的工作中,我们分析了这样的光力学系统,其中其中一个镜子与频率很大,即悬挂的Fano镜子。此光力学系统由两种光学模式组成,这些光学模式与悬挂的Fano镜子的运动。我们制定了一个量子耦合模式描述,其中包括标准色散光学耦合以及耗散耦合。我们在线性状态下求解了系统动力学的兰格文方程,表明即使腔本身不在解析的边带机制中,但可以从室温下进行冷却,而是通过强光模式耦合来实现有效的侧带分辨率。重要的是,我们发现,需要针对有效激光衰减来适当分析腔输出光谱,以推断机械谐振器的声子占用。我们的工作还可以预测如何通过工程化Fano Mirror的特性来达到基于FANO的微博中非线性量子光学机械的制度。
有机材料(例如树皮和生物炭)可以是治疗雨水的有效过滤材料。但是,这种过滤器在保留微塑料(MPS)(一种新兴的雨水污染物)中的效率尚未得到充分研究。这项研究研究了通常与雨水相关的MP的去除和运输。将不同的MP类型(聚酰胺,聚乙烯,聚丙烯和聚苯乙烯)混合到25、50和100 cm长的水平树皮和生物炭过滤器的最初2 cm材料中。MP类型由25-900μm的球形和碎片形状组成。过滤器的水流为5 mL/min,持续一周,并通过μFTIR成像分析了MPS的总废料。为了获得更深入的见解,将一个100 cm的树皮过滤器副本分为10 cm段,并提取并计数每个段中的MPS。结果表明,在所有生物炭和树皮过滤器中,MP有效保留了> 97%。但是,无论滤波长度如何,在所有废水中都检测到MP。流出浓度分别在树皮和生物炭废水中测量5 - 750 MP/L和35-355 MP/L,> 91%的MP计数由小型(25μm)聚酰胺球形颗粒组成。将所有数据结合起来,使用更长的过滤器发现了平均MP浓度的降低,这可能归因于25和50 cm滤波器中的引导。树皮介质中MPS的ALYSES显示,大多数MP都保留在0-10 cm段中,但有些MPS进一步运输,其中19%的聚酰胺保留在80 - 90 cm段中。总体而言,这项研究表明,树皮和生物炭过滤器保留国会议员的有希望的结果,同时强调了系统堆积过滤器以减少污染雨水对环境的MP排放的重要性。
需要高生产率和鲁棒性提高的代谢工程,以使木质纤维素生物量的可持续生物生产乳酸。乳酸是一种重要的商品化学化学物质,例如作为可生物降解聚合物的聚乳酸生产的单体。在这里,使用有理和模型的优化来设计二倍体的木糖发酵酵母酿酒酵母菌株以产生L-乳酸。通过删除ERF2,GPD1和CYB2的多种乳酸脱氢酶编码基因,将代谢通量转向乳酸。使用木糖作为碳源实现了93 g/l的乳酸,其产率为0.84 g/g。增加了木糖利用并减少乙酸合成,还从菌株中删除了PHO13和ALD6。最后,编码丙酮酸激酶的CDC19过表达,导致消耗的0.75 g乳酸/g糖的产率,当使用的底物是一种合成木质纤维素水解培养基时,含有六糖和乙酸和固定剂等合成木质纤维素水解培养基。值得注意的是,建模还为理解氧气在乳酸产生中的影响提供了潜在客户。从木糖中产生高乳酸,在氧气限制下可以通过氧化磷酸化途径减少的通量来解释。在对比度上,较高的氧气水平对乳酸的产生有益于合成水解培养基的乳酸,这可能是耐受抑制剂所需的ATP浓度较高。这项工作突出了酿酒酵母对木质纤维素生物量产生乳酸的潜力。