单体耦合光纤造出无芯片纺织电子产品
智能纺织品为将科技融入日常生活提供了一个理想的平台。然而,目前的纺织电子系统通常依赖于刚性硅组件,这限制了无缝集成、能源效率和舒适性。由于缺乏动态能量转换载体,无芯片电子系统仍然面临数字逻辑的挑战。
研究者提出了一种无芯片体耦合能量交互机制,用于环境电磁能量收集和单光纤无线信号传输。这种光纤本身可以实现无线视觉数字交互,而不需要在纺织品上安装额外的芯片或电池。
因为所有的电子组件都集成在一个微型纤维中,这有利于可扩展的制造与现代编织技术的兼容性,从而制造多功能和智能服装。研究者提出了一个可能解决硅基纺织系统问题的策略。
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https://www.science.org/doi/10.1126/science.adk3755
伪纳米结构和困孔释放诱导PbTe具有较高热电性能
热电材料可以实现电与热的直接相互转换。然而,由于强纠缠的电和热输运性质,开发提高高热电性能的策略具有挑战性。
研究者展示了在P型碲化铅材料中完成了空位团簇的伪纳米结构和捕获空穴释放的动态载流子调节,从而实现了声子和载流子传输的同时调节。在554开尔文的温差下,研究还在分段模块中实现了15.5%的能量转换效率。研究展示了中温热电在一系列不同应用中的前景。
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https://www.science.org/doi/10.1126/science.adj8175
分子厚度二维全有机钙钛矿
近年来,具有三维结构的全有机钙钛矿的出现拓宽了钙钛矿材料的潜在应用。然而,二维形式的全有机钙钛矿的合成和利用在很大程度上仍未被探索,因为设计原理尚未开发。
研究者合成了一种无金属的二维层状钙钛矿,表示为CL-v相,化学式为A2B2X4,其中A表示比B更大的阳离子,X表示阴离子。CL-v相的介电常数在4.8 ~ 5.5之间,证明了其作为薄膜晶体管栅极介质的潜力。
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https://www.science.org/doi/10.1126/science.adk8912
脱羧偶联氧化还原活性酯和烯烃的碳季铵化反应
季碳的合成通常需要许多步骤和复杂的条件或苛刻的试剂,这些试剂作用于高度工程化的底物。研究者报告了一种简单的催化剂和还原剂组合,将两种类型的原料化学品——羧酸和烯烃,通过自由基中间体的季铵化转化为四取代碳。
铁卟啉催化剂通过电子转移或氢原子转移激活每个底物,然后通过双分子均溶取代(SH2)反应将碎片结合。这种交叉偶联减少了从简单的化学原料中获得大量含季碳产品的合成负担。
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https://www.science.org/doi/10.1126/science.adn5619
多样化农业带来的环境和社会效益
农业单一化的持续扩大是以牺牲农业形式的多样化为代价的。例如这种以集中管理的单一栽培形式进行的简化,对于确保世界处于安全和公正的地球系统边界内构成了风险。
研究者评估了农业多样化如何同时影响社会和环境结果。根据11个国家2655个农场的24项研究,他们展示了专注于牲畜、作物、土壤、非作物种植和水资源保护的5种多样化战略如何有益于社会(如人类福祉、产量和粮食安全)和环境(如生物多样性、生态系统服务和减少环境外部性)的结果。
研究发现,与单一的管理策略相比,应用多种多元化策略能产生更积极的结果。为了实现这些利益,需要设计良好的政策来激励一致采用多种多样化战略。
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https://www.science.org/doi/10.1126/science.adj1914
支气管收缩诱导的过度细胞挤压损害气道上皮
哮喘被认为是一种炎症性疾病,其明确的诊断特征是机械性支气管收缩。之前发现了一个保守的过程,称为细胞挤压,当细胞变得过于拥挤时,它会驱动稳态上皮细胞死亡。
新研究表明,支气管收缩引起的病理性拥挤造成大量上皮细胞受到挤压,从而损害气道,使小鼠和人类的气道产生炎症并分泌黏液。尽管用沙丁胺醇急救治疗放松气道不会影响这些反应,但在支气管收缩过程中抑制活细胞挤压信号会阻止所有这些特征。
研究结果表明,支气管收缩通过过度拥挤诱导的细胞挤压导致上皮损伤和炎症,阻断上皮挤压而不是随后的下游炎症可以阻止前驱哮喘炎症循环。
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https://www.science.org/doi/10.1126/science.adk2758
(冯维维编译)
《中国科学报》 (2024-04-12 第2版 国际)