摘要：铂(Pt)是质子交换膜燃料电池(PEMFCs)阳极氢氧化反应(HOR)中最先进的电催化剂.然而,Pt催化剂对CO(工业低成本氢燃料中的杂质)极度敏感从而中毒,这会引起器件性能的急剧衰退,导致器件运行成本高.因此,提高Pt催化剂的CO耐受性对PEMFCs的商业化推广至关重要.在此,我们设计合成了一种独特的PtNiW@WO_(x)核壳纳米线来提高Pt基催化剂对CO的耐受能力.机理研究表明,表面无定形的WO_(x)壳层可以作为分子围栏,在动力学上阻碍CO扩散到达Pt位点.在热力学上,Ni和W元素合金化产生的电子效应可以使Pt的d带中心降低,减弱CO在Pt位点上的化学吸附.此外,亲氧W元素可以加速水的解离,提供更多OH活性物种,促进CO的氧化脱附.因此,在1000ppm CO/H_(2)条件下,所设计的PtNiW@WO_(x)核壳纳米线催化剂表现出优异的HOR抗CO中毒性能,在4000 s后仍能保持超过90%的HOR电流密度,超过了原始的PtNi纳米线和目前报道的绝大多数Pt基催化剂.

摘要：氮掺杂γ-石墨二炔(N-GDY)因其在能源、电子元器件和催化领域具有重要应用前景而备受关注.研究表明,N-GDY在不同的氮掺杂情况下会表现出迥异的物理化学性质.由于氮掺杂的多样性,N-GDY的理论及应用研究受到了极大的限制.鉴于此,本文采用鄂维南等人提出的DeepMD方法训练得到了具有第一性原理精度、适用于N-GDY的机器学习势.利用该机器学习势,系统研究了氮掺杂模式对N-GDY力学性能的影响.研究发现,氮原子掺杂会导致N-GDY的抗拉强度降低.在单个碳链上掺杂氮原子时,N-GDY的抗拉强度随着氮原子掺杂位点到苯环的距离变小而减弱.相邻碳链氮原子共掺杂能够使N-GDY表现出更强的各向异性力学特征.本文研究结果对N-GDY在能源存储和柔性设备等领域的潜在应用提供了理论支持,同时也表明了机器学习势在从大规模数据集中学习并预测碳纳米材料复杂力学性质方面的潜力,为纳米材料设计及工程应用具有重要指导作用.

摘要：稀土元素(REEs)作为现代高科技产业发展的关键原材料,在多个前沿领域具有广泛应用.然而,由于稀土元素分布相对分散,其提取往往伴随着环境退化.此外,稀土元素的相似化学性质导致了分离过程中的高能耗和过度污染排放.为了实现稀土的绿色发展和高效资源利用,通过合成生物学技术构建了工程稀土微生物.此外,我们建立了工程稀土微生物合成平台,实现了原位合成高附加值的稀土生物材料,推动了临床转化研究和应用的进展.本文综述了稀土微生物的合理设计、高价值稀土生物材料的合成及其应用.最后,简要讨论了该领域的未来研究和发展前景.

摘要：Three-dimensional(3D)printing has attracted increasing research interest as an emerging manufacturing technology for devel-oping sophisticated and exquisite architecture through hierarchical *** has also been employed in various advanced industrial *** development of intelligent biomedical engineering has raised the requirements for 3D printing,such as flexible manufacturing processes and technologies,biocompatible constituents,and alternative ***,state-of-the-art 3D printing mainly involves inorganics or polymers and generally focuses on traditional industrial fields,thus severely limiting applications demanding biocompatibility and *** this regard,peptide architectonics,which are self-assembled by programmed amino acid sequences that can be flexibly functionalized,have shown promising potential as bioinspired inks for 3D ***,the combination of 3D printing and peptide self-assembly poten-tially opens up an alternative avenue of 3D bioprinting for diverse advanced ***,a small but innovative nation,has significantly contributed to 3D bioprinting in terms of scientific studies,marketization,and peptide architectonics,including modulations and applications,and ranks as a leading area in the 3D bioprinting *** review summarizes the recent progress in 3D bioprinting in Israel,focusing on scientific studies on printable components,soft devices,and tissue *** paper further delves into the manufacture of industrial products,such as artificial meats and bioinspired supramolecular architectures,and the mechanisms,physicochemical properties,and applications of peptide ***,Israel contributes significantly to the field of 3D bioprinting and should thus be appropriately recognized.

摘要：Aqueous Zn-iodine(Zn-I_(2))batteries have attracted extensive research interest as an emerging redox conversion energy storage system due to the low cost and high ***,the shuttling effects of polyiodides arising from incomplete redox conversion and inhomogeneous Zn plating on the Zn anode surface always hinder the commercial application of Zn-I_(2)*** this work,a two-birds-with-one-stone strategy is reported for long-life Zn-I_(2)*** on the strategy,the sulfonate-functionalized carbon fiber not only acts as the excellent iodine limiter to inhibit iodine species shuttling,but also as the uniform Zn plating guidance layer on the Zn anode surface to prevent the inhomogeneous deposition of Zn^(2+).Consequently,a superior cycling stability(a capacity of 124 mAh g^(-1)after 10,000 cycles at 5 A g^(-1))is *** calculations illustrate that sulfonate groups successfully induce charge redistribution on the carbon substrate,thereby strengthening the electronic interactions of the iodine species with the carbon *** charge-enriched sulfonate groups can guide the uniform deposition of Zn^(2+)through a strong Coulombic effect with Zn^(2+).This work gives a new perspective on the integrated design of cathodes and anodes for rechargeable batteries.

摘要：量子点发光二极管(QLED)溶液法制备的特点和喷墨打印高度契合,在印刷显示器领域展现出巨大的应用潜力.制作QLED器件时,下层薄膜的表面能对上层薄膜的铺展起着至关重要的作用,高表面能可以促进不同功能膜层之间的紧密接触并减少漏电流.然而,已报道的交联空穴传输材料(HTM)低的表面能不利于喷墨打印.在此,我们通过分子设计开发了一种可交联HTM及其聚合物,新的聚合物命名为[9-(4-(乙氧基甲基)苯基)-3-(7-(9-(4-(己炔基)乙氧基甲基)苯基)-9H-咔唑-3-基)-9H-芴]-9H-咔唑(PDA-FLCZ),由3,3′-(9,9-二甲基-9H-芴-2,7-二基)双[9-(4-(丙-2-炔-1-氧基)甲基)苯基]-9H-咔唑(DA-FLCZ)聚合得到.这种新型HTM采用原位光热交联和预聚后热交联两种交联策略,都可以在较低的交联温度下形成稳定的网络结构,具有优异的耐溶剂性和较高的表面能.通过优化交联工艺,交联PDA-FLCZ薄膜实现了更高的空穴迁移率和更低的陷阱密度,其对应的旋涂QLED器件的最大外量子效率(EQE)达到17.59%,比基于DA-FLCZ的器件(14.25%)高出23%.此外,基于交联PDA-FLCZ的喷墨打印QLED显示出15.28%的最大EQE,接近其旋涂器件值的90%.

摘要：带隙可调的钙钛矿材料在室内光伏(IPVs)领域具有广阔的应用前景.然而,与室内光相匹配的宽带隙钙钛矿通常导电性较差,缺陷密度较高,往往不利于电荷提取和传输,限制了其光伏特性.在这里,我们通过调节Br/I比,探究了不同带隙三阳离子钙钛矿的IPVs特性.研究表明,宽带隙钙钛矿能充分利用室内光,在低照度下能获得较高的开路电压,但高Br/I比的钙钛矿具有较高的缺陷密度,不利于获得高短路电流密度和填充因子.通过进一步研究不同带隙钙钛矿的结晶动力学、缺陷密度和电荷传输特性,我们发现主流观念中高效IPVs着重考虑室内光伏材料的带隙是不全面的,我们证明了通过适当降低宽带隙晶体中的Br含量可以获得室内光伏特性更优异的器件.也就是说,室内光伏晶体材料的制备需要兼顾带隙和电荷传输特性.在此工作中,平衡带隙和电荷传输的器件(Br 0.23,1.62 eV)在1035 lux的LED灯照射下取得了40.71%的最佳效率.我们的研究为高效室内光伏的设计提供了新思路.

摘要：柔性可穿戴的紫外线探测器在个体紫外线暴露监测、智能仿生眼和军事领域受到广泛关注.然而,传统不可拉伸的材料和器件结构设计限制了设备在可动态变形的人体皮肤和非平面表面上的精确监测应用和稳定附着.在本研究中,我们提出了基于氧化铜/碳-水凝胶-氧化锌/碳的新型应变隔离异质结构的本征可拉伸(拉伸应变或弯曲高达150%)紫外线探测器,该探测器具有高灵敏度(开/关比为2100%)、高稳定性(大于4000次循环),以及快速响应和恢复时间(分别为1.5和4 s).值得注意的是,该探测器通过水凝胶桥在氧化铜/碳和氧化锌/碳电极之间引入的p-n结能带结构,以及离子导电水凝胶中I^(-)/I_(3)^(-)的电化学反应机制,显著提高了其载流子效率和紫外线响应强度.本文通过集成传感器与所设计的电路板,进一步开发了一种无线紫外线报警系统,用于紫外线强度超标警报.此外,本文还设计了一种光电传感器阵列,并将其用作视网膜假体,以实现对环境紫外线强度的实时监测和成像.本文基于水凝胶基异质结构为开发可穿戴、可拉伸的光电紫外线传感器单元和成像阵列提供了一种新的可行方法.

摘要：利用太阳能将CO_(2)光转化为化学燃料是前沿研究的热点.当前,科研的重点在于开发和优化各类光催化材料的性能.异质结构不仅用于增强无机半导体催化剂的活性,而且用于金属-有机框架(MOFs)光催化剂的构建.随着异质结技术的不断进步,新的相结概念应运而生.尽管关于无机半导体中的相结研究已取得一定进展,但是MOFs相结结构的探索尚处于起步阶段.本文中,我们成功设计并构建了一种具有卓越光催化CO_(2)还原性能的MOFs相结杂化材料.这种材料由具有高度连接性的卟啉配体(TCPP-Ni)与Zr6团簇紧密结合而成,在溶剂热反应条件下,PCN-222-Ni能够快速且均匀地成核.通过精准调控调节剂的用量,我们实现了同分异构体PCN-224-Ni在类似条件下较慢的晶体形成过程.最终制得的P@P杂化材料展现出高表面积、多孔性和卓越的结晶度.由于PCN-222-Ni和PCN-224-Ni之间的带隙匹配,光生载流子的分离和迁移得以促进,从而使P@P杂化材料展现出卓越的光还原CO_(2)性能.这一重大突破不仅标志着MOFs相结结构研究的重大进展,还拓宽了MOFs相结在CO_(2)光转化领域的应用前景.

摘要：矸石胶结充填开采是一种重要的充填开采方法,然而,酸性矿井水会严重影响矸石胶结充填体的强度。在本研究中,将矸石胶结充填体试件分别置于不同环境(空气、水、硫酸溶液、硫酸与荷载耦合)中,测试了不同龄期试件的抗压强度、电阻率及超声波波速,监测了加载过程中试件的声发射能量数值,同时结合扫描电镜和X衍射分析不同龄期充填体的微观结构。结果表明,1)空气中与水中养护的充填体抗压强度的增长趋势随龄期的增加而逐渐减缓。硫酸溶液中的充填体强度在前90天大于空气及水中养护的充填体强度。硫酸溶液与荷载耦合作用下充填体的强度随龄期的下降速率比单一硫酸溶液作用的较为缓慢;2)不同龄期矸石胶结充填体电阻率与超声波波速与强度有较好的对应关系。受侵蚀后矸石胶结充填体的破坏形式较为多样,且在加载不同阶段表现出不同的声发射能量特征,可以将声发射能量激增作为充填体的破坏前兆;3)侵蚀产物前期填充充填体内部孔隙,提高了其强度,后期会导致充填体膨胀开裂,强度降低。施加40%应力强度比的荷载会抵抗硫酸溶液的侵蚀。本文研究结果可以为充填体的耐侵蚀设计提供参考。