摘要:微生物燃料电池(MFC)为各种生物技术应用提供了可持续的解决方案,并且是生物技术研究的关键领域。MFC可以通过分解有机物并发电来有效治疗各种垃圾,例如废水和生物柴油废物。某些假单胞菌物种具有细胞外电子转移(EET)途径,使它们能够将电子从有机化合物转移到MFC阳极。此外,假单胞菌物种可以在低氧条件下生长,这是有利的,因为MFC中的电子转移过程通常会导致阳极处的氧气水平降低。这项研究的重点是评估与1 G.L - 1甘油生长的新假单胞菌接种的MFC,这是生物柴油生产的常见副产品。假单胞菌sp。BJA5的最大功率密度为39 mW.m -2。另外,观察到的伏安图和基因组分析表明,BJA5的新型氧化还原介质的潜在产生。此外,我们研究了该细菌作为合成生物学非模型底盘的潜力。通过测试各种遗传部分,包括构成启动子,使用PSEVA载体作为脚手架的复制起源和嘉戈斯,我们评估了细菌的适用性。总的来说,我们的发现提供了利用假单胞菌属的宝贵见解。bja5是MFC的新型底盘。合成生物学方法可以进一步增强该细菌在MFC中的性能,从而提供改进的途径。
图1:数据处理,分析和建模框架的示意图。(a) - (b)基于对每个受试者的连续视频监测,左右手腕的轨迹(腕部和腕部r(b)中的腕部)使用神经网络估算(Mathis等人。,2018年),并自动分为移动(灰色)和静止(白色)状态,如(b)中所示。(c) - (d)对原始的多电极电视学(ECOG)进行了过滤并重新引用;从进一步的分析中除去了不良电极(例如,具有伪影的电极)。(e)从视频中检测到的运动开始事件,如(b)所示,使用时间戳对齐ECOG数据。(f)对于每个电极处的每个移动事件,计算光谱功率并将其视为对数尺度频谱图。(g)总结了跨事件和电极,我们根据解剖学注册将光谱从电极投射到8个皮层区域,并在运动事件中计算了中位功率。(h)我们的数据包括12个主题;它们的电极位置显示在MNI坐标中(见图1-1,用于特定的细节)。五个受试者的电极植入了右半球(用星号表示)。为了进行以后分析的一致性,我们反映了这些电极位置,如图所示。(i)为了部分解释低频(LFB:8-32 Hz)和高频(HFB:76-100 Hz)光谱功率的事件神经变异性,我们使用从视频中提取的行为特征在每个电极上填充多个线性回归模型。
关于成人注意力/多动症(ADHD)的神经生理学(ADHD)的神经生理学相对较少的研究。不匹配负性(MMN)是一个与事件相关的潜在组件,代表了竞技前听觉处理,它与认知状态密切相关。我们研究了MMN特征作为生物标志物,以将药物为ADHD和健康对照组(HCS)分类。传感器级特征(振幅和潜伏期)和源级特征(源级激活),并使用被动听觉奇怪的球范式比较了34例ADHD患者的脑电图和45个HC患者的脑电图。分析了MMN特征与ADHD症状之间的相关性。最后,我们使用MMN的传感器和源级特征来应用机器学习以区分这两组。成年ADHD患者在额内中央电极处显示出明显较低的MMN振幅,并且在额叶,颞叶和边缘叶中的MMN源激活降低,这些lobes与MMN发生器和ADHD病理生理学密切相关。来源活动与多动症症状显着相关。基于MMN源活动特征,成人ADHD患者和HCS的最佳分类性能表现出81.01%的精度,82.35%的敏感性和80.00%的特异性。我们的结果表明,异常MMN反映了成年ADHD患者的病理生理特征,并且可以在临床上用作成人ADHD的神经标志物。
通常挑战芳香碳氢化合物和氯化溶剂的混合物污染的地下水的生物修复,因为这些污染物通过独特的氧化和还原途径降解,因此需要不同的修订和氧化还原条件。在这里,我们提供了含有甲苯和三氯乙烯(TCE)的单阶段处理的概念证明,在管状生物电化学反应器中,称为“生物电井”。甲苯用微生物生物射模(最高150 m mol 1 d 1)降解,其用作末端电子受体,其偏光石墨阳极(þ0.2V vs. she)降解。从微生物驱动的甲苯氧化中衍生的电流导致(在不锈钢阴极处)产生(不锈钢阴极),这使TCE降低了TCE的氯化为氯的中间体(即CIS -DCE,VC和ETH),以500 m eq l 1 d 1 d 1 d 1 d 1 d 1 d 1 D.基于“生物电井”的系统发育和功能基因分析确认了具有厌氧甲苯氧化和TCE还原性脱氯代谢潜力的微生物组的建立。然而,甲苯降解和当前产生是由外部质量运输定位限制的,因此表明现有的进一步过程优化潜力。©2022作者。由Elsevier B.V.代表中国环境科学研究所,中国环境科学学院出版。这是CC BY-NC-ND许可证(http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)下的开放访问文章。
摘要:本研究描述了一种现象学方法,用于自动确定正负介电泳 (DEP) 的频率范围——一种可用于大规模并行微纳米组装的电动力。实验装置由带有金微电极阵列的微加工芯片组成,该芯片连接到一个函数发生器,该函数发生器能够数字控制 1 V(峰峰值)的交流信号和 10 kHz 至 1 MHz 范围内的各种频率。乳胶微珠(直径 3 µ m)的悬浮液在 DEP 力的影响下被吸引或排斥在微电极上,这是施加频率的函数。珠子运动的视频通过连接到显微镜的数码相机捕捉。OpenCV 软件包用于对图像进行数字分析并识别珠子。通过人工智能 (AI) 算法比较已识别珠子的连续帧位置,该算法确定微珠的云行为,并通过算法确定珠子是否受到电极的吸引或排斥。根据确定的珠子行为,算法将增加或减少应用的频率并执行由计算机控制的函数发生器的数字命令。因此,研究平台的运行完全自动化。AI 引导平台已确定正 DEP (pDEP) 在 500 kHz 频率以下活跃,负 DEP (nDEP) 在 1 MHz 频率以上有证据,交叉频率在 500 kHz 和 1 MHz 之间。这些结果与之前发表的通过实验确定的乳胶微珠的频率相关 DEP 行为一致。本研究描述的由实时 AI 引导反馈回路辅助的现象学方法将有助于主动操纵系统以实现期望的现象学结果,例如在电极处收集粒子,即使由于相互作用力的复杂性和多样性,无法进行基于模型的预测。
可充电电池的行业标准诊断方法,例如混合动力汽车的混合脉冲功率表征(HPPC)测试,提供了一些健康状况(SOH)的迹象,但缺乏指导协议设计并确定降级机制的物理基础。我们为HPPC测试开发了基于物理学的理论框架,该框架能够准确确定多孔电极模拟中电池降解的特定机制。我们表明,电压脉冲通常比电流脉冲更可取,因为电压分辨线性化更快地量化了降低而无需牺牲精度或在测量过程中允许态度的显着变化。此外,从电极动力学尺度的差异中发现了电荷 /放电脉冲之间的不对称信息增益。我们演示了使用富含镍的阴极和石墨阳极的模拟锂离子电池上的物理信息的HPPC方法。通过物理知识的HPPC进行多变量优化,可以迅速确定与阳极处降解现象相关的动力学参数,例如固体电解质相间相(SEI)生长(SEI)生长和锂板,以及在阴极中,例如氧化诱导的阳离子疾病。如果通过实验验证了HPPC测试的标准电压协议,则可以通过为电池降解的可解释的机器学习提供新的电化学特征来加快电池SOH评估和加速材料设计的关键作用。©2024作者。由IOP Publishing Limited代表电化学学会出版。[doi:10.1149/1945-7111/ad4394]这是根据Creative Commons Attribution 4.0许可(CC by,http://creativecommons.org/licenses/ by/4.0/)分发的开放式访问文章,如果原始工作适当地引用了原始作品,则可以在任何媒介中不受限制地重复使用工作。
摘要:由4 V类氧化物阴极活性材料(CAM),无机固态电解质(SE)和锂金属阳极组成的全稳态电池(ASSB)被认为是储能技术的未来。迄今为止,除了阳极处的已知树突问题外,由于SE的氧化降解和SE和CAM之间的氧化性降解以及机械完整性的丧失,阴极不稳定性被认为是ASSB发育中最重要的障碍。在本研究中,我们通过开发具有两个关键设计元素的复合阴极结构来解决这些挑战:(1)具有高氧化稳定性的HALIDE SE,可以直接使用未涂层的4 V类CAM和(2)单晶(SC)凸轮以消除与体积变化和机械性不稳定相关的跨层间裂纹。我们展示了在此类ASSB细胞上的表现出色的性能,并结合了未涂层的SC-Lini 0.8 CO 0.1 Mn 0.1 O 2(NMC811)CAM,A LI 3 YCL 6(LYC)SE(LYC)SE和合金阳极中的LI-李 - 在C/5的高排放能力为170 mAh/g,在C/5的能力下,在C/5的能力下,几乎是90%的1000 cyc cyceles 1000 cycles 1000 cycles。通过对多晶和单晶NMC811复合阴极的比较研究,我们揭示了在后一种细胞设计中实现这种稳定循环的工作机制。该研究强调了正确的阴极复合设计的重要性,并为表现更好的ASSB细胞的未来发展提供了关键的见解。i
脑电图 (EEG) 已广泛用于脑功能研究,目前仍是如此。EEG 相较于其他神经成像方式具有优势。首先,它不仅直接对神经元的电活动进行成像,还具有更高的时间分辨率。此外,当前先进的技术能够从 EEG 数据中进行精确的数学计算和复杂的定位。使用这些先进技术进行 EEG 分析时,应考虑几个重要因素。首先,原始 EEG 数据包含生理或非生理伪影。因此,已经提出并开发了用于检测和去除这些伪影的预处理方法和算法。在分析预处理后的 EEG 时,需要解决正向和逆向问题,并且已经应用了几种提出的模型。为了解决正向问题,EEG 来源的源信息和矩阵参数至关重要。因此,需要一个精确的头部模型。相比之下,根据在有限数量的电极处测量的 EEG 反向计算出的电流源的可能组合是无限的,这指的是逆问题。逆问题可以通过基于解剖学和生理学假设对电流源的产生和传播设置限制来解决。因此,提出了偶极子源模型和分布式源模型等方法。源定位需要考虑许多因素,例如原始EEG数据的预处理、伪影去除、准确的头部模型和正向问题以及逆计算问题。本综述总结了应用于上述EEG源定位过程的方法和考虑因素。它还介绍了EEG源定位在癫痫和其他疾病以及脑功能研究中的应用,并讨论了未来的发展方向。
摘要本论文对电池操作策略对商业锂离子电池寿命的影响以及离网光伏(PV) - 故障系统的经济学的影响提供了全面而详细的分析。锂离子电池在向无化石社会的过渡中起着关键作用。与电动汽车相比,固定能量存储对电池的性能和寿命有不同的要求。尽管最佳电池设计对于实现高能量密度和更长的寿命至关重要,但操作在防止过早性能降解方面起着重要作用。了解被抑制的需求,地理位置和应用对系统生命周期成本的影响也可以实现最佳系统设计。在模拟模型中估算并实现了三个应用程序的负载曲线,以及三个位置的气象数据以及抑制需求(SD)效应。使用小时的充电状态(SOC)配置文件,使用具有不同截止电压和两个充电窗口(ΔSOC)的部分循环设计了四个电池操作策略。商业细胞用于实验测试。超过1000个周期后,进行了验尸表征。实验揭示了高SOC运行时过早降解的原因是正极电极阻抗上升的组合和在负电极处的锂库存损失,从而导致容量降低。使用基于物理的建模对细胞的阻抗光谱进行的研究表明,正极中颗粒之间的电导率损失。也会增加,而操作ΔSOC宽度也会增加,而系统的可靠性也会降低。我们将可靠性定义为电源损失。最后,优化成本和可靠性,表明最佳系统设计有利于用更宽的ΔSOC而不是电池寿命的电池操作策略。关键字:锂离子电池,老化,部分周期,DVA,EIS,NCA,固定能量系统,PV系统,农村电气化。
zqtian@xmu.edu.cn表面增强的拉曼光谱(SERS)的领域是在1970年代中期开始的,并于1990年代中期恢复。在1974年,依赖于电化学潜力的第一表面拉曼光谱是从Fleischmann,Hendra和McQuillan [1]的吡啶分子中观察到的。这一成就源于他们在拉曼光谱法应用于电化学方面的开创性工作。实际上,这是第一个SERS测量,尽管当时还没有被认为。van Duyne和Jeanmaire很快就仔细地设计了一种测量表面增强因子的程序,因此发现增强因子的阶段为10 5 -10 6。在旷日持久的审查过程之后,这大概是由于审稿人不愿相信表面增强的非正统概念,他们的论文最终于1977年发表[2]。独立地,克雷顿和阿尔布雷希特在同年发表了有关SERS的论文[3]。在1978年,Moskovits首先解释了表面等离子体对粗糙银电极对SERS增强的影响,并预测在覆盖有吸附剂的Ag和Cu胶体可能会发生相同的效果[4]。Creighton等人使用AG和AU胶体对该预测进行了实验验证,并且该效果被Van Duyne在1979年被列为表面增强的拉曼散射(SERS)[5]。在过去的50年中,SERS经过了曲折的途径,发展为强大的诊断技术[5,6]。我们可以从1970年代发现SER的伟大先驱和故事中学到什么?物理。我的演讲将主要通过讨论以下问题来提供历史但前瞻性的主题。为什么要挑战教科书以开设新的科学领域?1990年代,纳米科学(纳米驱动的SER)的sers研究是如何提高的?Will AI会在SERS的研究和应用中迎来一个新时代,并突破2020年代[7]的SERS(AI-DRIENS SERS)的开发瓶颈?参考文献[1] Fleischmann M,Hendra PJ,McQuillan AJ,吡啶的拉曼光谱吸附在银电极,化学。Lett。 (1974); 26,163-166 [2] Jeanmaire DL,Van Duyne RP,Surface Raman SpectroelectroChemistry:Part I Part I.杂环,芳香和脂肪族胺上吸附在阳极氧化银电极上,J。Electroanal。 化学。 (1977); 84,1-20 [3] Albrecht MG,Creighton JA,在银电极处吡啶的反常强烈的拉曼光谱,J。 am。 化学。 Soc。 (1977); 99,5215-5217 [4] Moskovits M,表面粗糙度和被吸附在金属上的分子的拉曼散射强度增强,J。Chem。 物理。 (1978); 69,4159-4161 [5] Ding Sy,Yi J,Li JF,Ren B,Wu Dy,Panneerselvam R,Tian ZQ,基于纳米结构的基于纳米结构的增强拉曼的拉曼光谱,用于材料的表面分析。 nat。 修订版 mater。 (2016); 1,16021-16037 [6] Panneerselvam R,Liu GK,Wang YH,Ding Sy,Li JF,Wu Dy,Tian ZQ,表面增强的拉曼光谱:瓶颈和未来的方向。 化学。 社区。 (2018); 54,10-25 [7] Yi J,You Em,Hu R,Graham D,Tian ZQ,ET。 al。 Soc。Lett。(1974); 26,163-166 [2] Jeanmaire DL,Van Duyne RP,Surface Raman SpectroelectroChemistry:Part I Part I.杂环,芳香和脂肪族胺上吸附在阳极氧化银电极上,J。Electroanal。化学。(1977); 84,1-20 [3] Albrecht MG,Creighton JA,在银电极处吡啶的反常强烈的拉曼光谱,J。am。化学。Soc。(1977); 99,5215-5217 [4] Moskovits M,表面粗糙度和被吸附在金属上的分子的拉曼散射强度增强,J。Chem。物理。(1978); 69,4159-4161 [5] Ding Sy,Yi J,Li JF,Ren B,Wu Dy,Panneerselvam R,Tian ZQ,基于纳米结构的基于纳米结构的增强拉曼的拉曼光谱,用于材料的表面分析。nat。修订版mater。(2016); 1,16021-16037 [6] Panneerselvam R,Liu GK,Wang YH,Ding Sy,Li JF,Wu Dy,Tian ZQ,表面增强的拉曼光谱:瓶颈和未来的方向。化学。社区。(2018); 54,10-25 [7] Yi J,You Em,Hu R,Graham D,Tian ZQ,ET。al。Soc。,半个世纪的表面增强拉曼光谱:回顾和透视,化学。Rev。 (2024);要出版。Rev。(2024);要出版。