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![arXiv:2310.06334v1 [cond-mat.mtrl-sci] 2023 年 10 月 10 日](/simg/g:\will\search\icon\source\c\cb55095dfc69ec349d8a3e69aa38e791e4353069.webp)
arXiv:2310.06334v1 [cond-mat.mtrl-sci] 2023 年 10 月 10 日
二维 (2D) 材料的表面工程已被证明是一种改善其功能特性的有效技术。通过设计 MXene 化合物 M 2 C 系列中的 Janus 化合物 MM ′ C（其中两个表面由两种不同的过渡金属 M 和 M ′ 构成），我们探索了它们作为酸性电解质超级电容器电极的潜力。利用密度泛函理论 (DFT) 1 结合经典溶剂化模型，我们深入分析了三种被氧钝化的 Janus MXenes - NbVC、MnVC 和 CrMnC 的电化学参数。还与相应的终点 MXenes Nb 2 C、V 2 C、Mn 2 C 和 Cr 2 C 进行了比较。我们发现由于 Janus 的形成，表面氧化还原活性增强，从而显著提高了 MXene 电极的电荷存储容量。我们的分析表明，功能性改进的根源在于 Janus 化合物中一种成分的电荷状态变化，而这种变化又源于表面处理导致的电子结构变化。我们的研究是首次针对超级电容器应用的 Janus MXenes 电化学特性进行研究，表明通过形成适当的 Janus 化合物进行表面工程是一种在基于 MXene 电极酸性电解质的储能设备中提取高功率密度的可能途径。
真核细胞观察和...
DNA（脱氧核糖核酸）是一种有机分子，负责构成活生物体的遗传信息的储存和传播。在真核生物（例如动物，植物和真菌）中，DNA中存在于细胞核中，由三种化学物质组成，这些化学物质是氮基碱，一种由五个碳原子（五五糖）和磷酸酸自由基形成的糖。其显微镜大小会导致使用高级电子显微镜方法观察它。然而，可以从提取大量植物细胞或动物分子中鉴定溶液中DNA分子的存在。遗传材料提取技术取决于样品的不同，涉及：细胞壁和膜裂解（物理方法：机械裂解；分子的搅拌和化学方法：产生高血压培养基；通过洗涤剂对膜脂质的溶剂化；蛋白质降解和/或沉淀（降解：酶（蛋白酶K）和沉淀：NaCl;苯酚/氯仿/等醇混合物）； RNA降解：酶RNase; DNA沉淀：相分离 - 绝对乙醇；洗涤：DNA转移和灌洗，乙醇70％；烘干;重悬：在轻轻的Alcaline Pull或超纯水中进行重肌剥离。提取程序后，定量DNA，其浓度是所有样品的标准化，并且可以存储用于识别程序。
覆盖农作物，以改善密集园艺生产系统中土壤微生物学特性
Ribatejo地区霍尔托工业作物的生产基于具有高技术干预的单一培养系统，这导致土壤生物多样性失衡，生育能力丧失和进行性降解。在这些系统中，在农业年主要农作物之前引入覆盖作物可以有助于改善生产系统的土壤状况和可持续性。目前的工作描述了在Ribatejo的两个现场试验中对土壤微生物指标的评估，其中安装了不同的覆盖作物：豆类和草的生物多样性混合物，包括接种根茎的三叶草；年度黑麦草（Lolium Multiflorum）；和觅食萝卜（raphanus sativus）进行生物耗尽。在两个领域都保持了无覆盖作物的控制地块。评估集中于土壤酶活性（脱氢酶，碱性磷酸酶和β-葡萄糖苷酶）和几组微生物，包括总细菌，共生氮固定细菌（Rhizobia），散生氮的氮，磷酸细菌，磷酸化细菌 - 磷酸细菌 - 磷酸化磷酸化 - 磷酸化 - 磷酸化 - 磷酸化细菌溶质溶质 - 磷酸化盐溶质溶质溶剂溶质溶质溶剂溶质溶质溶质溶剂化磷酸化磷酸化细菌和磷酸化磷酸化磷酸化细菌和磷酸化磷酸化细菌。微生物。结果表明，土壤微生物活性增加和有益的微生物具有覆盖作物的趋势，尤其是豆类和草的生物多样性混合物以及每年的黑麦草。
用碳纳米载体的药物输送作为代孢替滨药物载体：QM/mm研究
癌症治疗的最重要和常见方法是化学疗法，手术和放疗。但是这些提到的方法具有重要的副作用，例如无法忍受的毒性，对癌细胞的药物访问有限，异质药物和生长癌细胞的生物抗性，从而降低了成功率。因此，迫切需要使用药物输送系统和靶向治疗来改善治疗过程。单壁碳纳米管的使用是一种靶向癌症治疗。该项目的目的是研究抗癌药物作为单壁碳纳米管的抗癌药物的相互作用潜力的不同变量。通过M06/6-311+G*级别中的基本叠加误差（BSSE）评估并通过基集叠加误差（BSSE）进行评估和校正。评估的结果表明，通过增加溶剂的介电常数，粘结能减少。因此，稳定性增加。然后，在M06/6-311+G*水平上，SWCNT与Capecitabine药物相互作用的评估结果表明这种吸收是自发的。根据AIM分析的结果，N1 -C87相互作用键具有部分共价性质。过渡电子可以从供体原子（Capecitabine中的唯一氮对）迁移到受体原子的σ^* - 轨道（SWCNT碳原子的σ^*轨道），如NBO分析所观察到的，并报告。蒙特卡洛模拟结果表明，由于抗癌药与SWCNT之间的相互作用，水溶剂中的溶剂化自由能变得更加阴性。所产生的相互作用复合物的总能量比SWCNT的总能量更为负，这表明两种方法彼此相对应。
天冬氨酸衍生物在方解石表面的吸附
摘要：在许多生物体中，生物分子与碳酸钙的各种表面都有良好的相互作用。在这项工作中，我们考虑了天冬氨酸 (Asp) 衍生物与方解石的相互作用，作为复杂生物分子的模型。利用动力学生长实验，我们研究了 Asp、Asp 2 和 Asp 3 对方解石生长的抑制作用。这需要确定阶梯钉扎生长模式以及评估这三种物质与方解石晶体的吸附常数和结合自由能。将后者的值与从完全原子分子动力学模拟中获得的自由能曲线进行比较。当在模型中使用平坦的 (104) 方解石表面时，测量的结合能趋势很难再现。然而，一个更现实的模型由一个带有边缘和角的岛的表面组成，产生的结合能与实验结果非常吻合。令人惊讶的是，我们发现大多数结合模式都涉及带正电的铵基团。此外，虽然也经常观察到带负电荷的羧酸基团的附着，但它总是被等量或更多羧酸盐的水溶剂化所平衡。这些影响在方解石的所有特征上都观察到，包括边缘和角落，后者与对 Asp 衍生物的主导亲和力有关。由于这些特征也正是晶体生长的活性位点，实验和理论结果强烈指向生长抑制机制，即这些位点被阻塞，阻止溶解离子进一步附着并停止进一步生长。
锂/硫化聚丙烯腈（SPAN）电池的轻质电解质设计
硫化聚丙烯腈 (SPAN) 因其高容量、延长的循环寿命并且不含昂贵的过渡金属，最近成为高能锂 (Li) 金属电池的有前途的正极。由于锂金属和 SPAN 的高容量导致电极重量相对较小，因此 Li/SPAN 电池的重量和比能量密度对电解质重量特别敏感，凸显了最小化电解质密度的重要性。此外，锂金属阳极和 SPAN 阴极的大体积变化需要富含无机的界面相，以保证在长循环期间的完整性和保护性。这项工作通过电解质设计解决了这些关键方面，其中轻质二丁基醚 (DBE) 用作浓缩锂双(氟磺酰基)酰亚胺 (LiFSI)-三乙基磷酸 (TEP) 溶液的稀释剂。设计的电解质（d = 1.04 g mL − 1）比传统的局部高浓度电解质（LHCE）轻 40%–50%，从而在电池层面上带来 12%–20% 的额外能量密度。此外，DBE 的使用引入了显著的溶剂-稀释剂亲和力，从而产生了独特的溶剂化结构，增强了形成有利的阴离子衍生的富含无机物的界面相的能力，最大限度地减少了电解质消耗，并提高了电池的循环性能。该电解质还表现出低挥发性，并在热滥用下为锂金属负极和 SPAN 正极提供良好的保护。
PEG脂质：通过分子流体动力学方法对UNIMER及其聚集体进行定量研究
摘要：理解溶液中脂质的多态性是细胞内递送系统发展的关键。在这里，我们研究了聚（乙二醇）-lipid（PEG-脂质）共轭物的动力学，目的是更好地理解其分子特性和溶液中的聚集行为。这些PEG脂质用作脂质纳米颗粒（LNP）的成分。LNP正在通过对SARS-COV-2的现代疫苗接种策略中的利用来增加受欢迎程度。系统的表征是通过不同溶剂（例如乙醇和水）中的流体动力学的经典方法进行的，乙醇和水也通常用于LNP配方。我们能够阐明乙醇中分离的PEG脂质的结构相关的水动力特性，从而揭示了随机线圈聚合物的流体动力不变的典型预期值。凭借相同的实验环境，对水中的PEG脂质行为进行了很好的研究，对PEG脂质而言，这比乙醇不如乙醇。我们的实验表明，溶解在水中的PEG脂质形成良好的胶束，这些胶束可以定量地以它们的PEG-脂质聚合物Unimer的聚集程度，其水动力学大小和溶剂化，即对所识别的胶束的定量确定或与之相关。定量结果。我们通过实验证明胶束系统可以被视为可溶剂可渗透的水合球。■简介获得的扩散系数和流体动力大小与分析超速离心（AUC）数据得出的数值结果非常吻合。冷冻传输电子显微镜（Cryo-TEM）支持流体动力学研究的结构见解，特别是在观察到的形成胶束的球形结构方面。
可转移、可极化的蛋白质粗粒度模型─ProMPT
摘要：由于表示所有原子的计算复杂性，经典分子动力学 (MD) 模拟在原子分辨率（细粒度级别，FG）下对大多数生物分子过程的应用仍然有限。这个问题在具有非常大构象空间的基于蛋白质的生物分子系统存在的情况下被放大，并且具有细粒度分辨率的 MD 模拟具有探索该空间的缓慢动态。文献中当前的可转移粗粒度 (CG) 力场要么仅限于以隐式形式编码环境的肽，要么无法捕获从氨基酸一级序列到二级/三级肽结构的转变。在这项工作中，我们提出了一种可转移的 CG 力场，它明确表示环境，以便对蛋白质进行精确模拟。力场由一组代表不同化学基团的伪原子组成，这些化学基团可以连接/关联在一起以创建不同的生物分子系统。这保留了力场在多种环境和模拟条件中的可转移性。我们添加了可以响应环境异质性/波动的电子极化，并将其与蛋白质的结构转变耦合。非键合相互作用通过基于物理的特征（例如通过热力学计算确定的溶剂化和分配自由能）进行参数化，并与实验和/或原子模拟相匹配。键合势是从非冗余蛋白质结构数据库中的相应分布推断出来的。我们通过模拟经过充分研究的水蛋白系统来验证 CG 模型，这些系统具有特定的蛋白质折叠类型 Trp-cage、Trpzip4、villin、WW-domain 和 β - α - β 。我们还探索了力场在研究 A β 16-22 肽的水聚集中的应用。■ 简介蛋白质分子的生理功能与其相关结构和动力学密切相关。1、2
电解质溶剂的分子设计可实现能量...
锂离子电池对社会产生了巨大影响，最近获得了诺贝尔化学奖 1、2。经过几十年的商业化，锂离子电池正迅速接近其能量密度的理论极限，从而推动了锂金属化学的复兴 3-6。然而，锂金属电池的推广应用受到其循环寿命较短的困扰 4、5。锂金属和电解质之间无法控制的副反应形成化学不稳定、机械易碎的固体电解质界面相 (SEI)。SEI 在循环过程中容易破裂，导致树枝状生长、“死锂”形成和不可逆的锂库存损失 4。电解质工程可以调整 SEI 结构和化学性质，使其成为实现锂金属负极的关键且实用的方法 7、8。对于一种有前景的电解质，必须同时满足几个关键要求 9 – 11 ：（1）始终如一的高库仑效率（CE）以最大限度地减少锂的损失，包括在初始循环中，（2）在贫电解质和有限过量锂条件下的功能性以实现最大比能量，（3）对高压正极的氧化稳定性，（4）合理的低盐浓度以实现成本效益和（5）高沸点和不可燃性以确保安全性和可加工性。电解质工程方面的最新研究提高了锂金属电池的循环性，包括盐添加剂优化 12 、溶剂比例修改 13 、 14 和液化气电解质 15 。特别是，高浓度电解质 16、17 和局部高浓度电解质 11、18 – 22 被认为是最有效的方法。高浓度电解质成功减少了 Li + 溶剂化结构中的游离溶剂分子，从而形成了以无机为主的 SEI 和更好的锂循环性能。整个系列
通过量热和电位计量滴定阐明电池电解质配位球体热力学
可充电金属阳极电池是有希望的锂离子电池开发。然而，金属阳极与电解质的高反应性导致形成固体 - 电解质相间（SEI）。电解质设计是控制金属阳极电池中SEI组成的关键手柄，但是我们对电解质（特别是阳离子的第一个协调球）的理解是有限的。在本文中，对离子溶剂化和络合技术的研究将其带入电池电解质的背景下。在一组偏光溶剂中，总结了文献中的相关数据，并补充了溶液（δsol H）的焓（δsol H）和转移（δTrh）测量的焓（δTrh）测量。通过考虑溶剂和阴离子特性，尤其是溶剂捐赠和阴离子的大小，观察到的趋势是合理化的。使用一组示例电解质来实现LI +配位球，等温滴定量热法（ITC）和电位滴定（PT），以探测Li +协调复杂的较弱的溶剂的热力学演化，该溶剂是由弱溶剂的较弱的溶剂所取代的，该溶剂是由强度溶剂替代的。拉曼光谱法用于确认溶剂位移是按预期发生的，并且研究了阴离子对ITC测量的影响。开发了一个统计结合模型，该模型符合实验滴定数据，以提取Gibbs自由能（ΔG），焓（ΔH）和熵（ΔS）的平均变化。使用此方法对EC的优先溶剂化趋势进行了量化的EC：DMC和EC：PC电解质，并与其他工人观察到的偏好进行了比较。本论文为将来的有关更复杂的电池电解质配位环境的热力学研究及其与SEI组成的联系提供了一个框架。