学术背景 锗（Germanium, Ge）作为第四族元素之一，在基础科学和技术应用中具有重要意义。其亚稳态多晶型体（metastable polymorphs）因其独特的纳米结构和优异的电子、光学特性而备受关注。然而，锗在高压条件下的相变机制及其亚稳态多晶型体的形成过程仍不明确，尤其是通过动力学路径控制其纳米结构的合成方法尚未得到深入研究。本研究旨在通过快速减压实验，揭示高压β-Sn相锗在减压过程中形成不同纳米结构亚稳态多晶型体的机制，并探讨其相变动力学路径。 论文来源 本论文由Mei Li、Xuqiang Liu、Sheng Jiang等学者共同完成，作者来自中国北京高压科学与技术先进研究中心（Center for High Pressure Science and Technology ...

背景介绍 二维材料（2D materials）因其独特的物理化学性质，在纳米电子学、光电子学等领域展现出巨大的应用潜力。然而，这些材料在纳米尺度上的结构扰动（structural perturbations）对其性能有着重要影响。传统的表征方法如拉曼光谱（Raman spectroscopy）虽然能够提供材料的结构信息，但其空间分辨率通常受到衍射极限的限制，难以在纳米尺度上精确探测结构变化。为了解决这一问题，研究者们开始探索将机器学习（machine learning, ML）与光谱技术结合，以提高空间分辨率并揭示纳米尺度的结构扰动。 本研究由来自Hanyang University、Sungkyunkwan University、Korea Advanced Institute of Sc...

学术背景 全球变暖问题日益严峻，二氧化碳（CO₂）作为最主要的温室气体之一，其捕获和存储技术的研究成为科学界的热点。金属有机框架（Metal Organic Frameworks, MOFs）因其极高的孔隙率和表面积，被认为是捕获和存储CO₂的理想材料。然而，CO₂的吸附过程是放热的，可能导致材料温度升高，进而影响其吸附效率。因此，理解CO₂负载对MOFs热导率的影响，对于优化其在实际应用中的性能至关重要。此前的研究主要集中在无气体负载的MOFs热导率，而对气体负载后MOFs的热传导机制缺乏系统研究。本文通过分子动力学模拟和晶格动力学计算，深入探讨了CO₂负载对MOF-5热导率的影响，揭示了温度与气体扩散性在热传导中的关键作用。 论文来源 本文由Sandip Thakur和Ashutosh ...

学术背景 在极端条件下研究材料的物理性质是凝聚态物理的重要方向之一。超强磁场（超过100特斯拉）能够显著改变材料中电子的行为，例如通过塞曼效应（Zeeman effect）和回旋运动（cyclotron motion）影响材料的电子结构和晶体结构。然而，超强磁场的产生和测量技术面临巨大的技术挑战，尤其是介电常数的测量。介电常数（dielectric constant, ε）是材料对外加电场的响应能力的重要参数，能够揭示材料内部的电荷分布和极化特性。在铁电材料中，介电常数的变化通常与晶体结构的不稳定性相关，尤其是在铁电相变（ferroelectric phase transition）附近。 然而，在超强磁场下测量介电常数的技术尚未成熟。由于超强磁场的持续时间极短（通常为几微秒），传统的测量方...

学术背景 立方氮化硼（C-BN）是一种超宽带隙半导体材料，具有极高的热导率、低介电常数和高击穿电场，因此在高温、高功率电子器件中具有广泛的应用前景。然而，C-BN的合成仍然面临诸多挑战，尤其是如何在大尺寸基底上实现高质量的单晶C-BN薄膜的生长。金刚石由于其与C-BN的晶格失配较小（1.36%），被认为是C-BN外延生长的理想基底。尽管如此，C-BN/金刚石异质结构的合成仍然处于早期发展阶段，尤其是在如何减少缺陷密度和提高薄膜质量方面，仍然存在许多未解之谜。 本研究旨在通过电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积（ECR PECVD）技术，在硼掺杂的金刚石基底上生长C-BN薄膜，并通过透射电子显微镜（TEM）和电子能量损失谱（EELS）等手段，详细分析薄膜的形貌特征、缺陷类型以及化学键合状态。研...

卡波西肉瘤相关疱疹病毒（Kaposi’s sarcoma-associated herpesvirus, KSHV）是一种γ-疱疹病毒，主要感染内皮细胞，并导致卡波西肉瘤（Kaposi’s sarcoma, KS）的发生，尤其是在HIV感染者中。卡波西肉瘤是一种以内皮细胞增殖为特征的恶性肿瘤，通常表现为皮肤病变。KSHV感染内皮细胞后，会引发显著的细胞形态和力学特性的变化，这些变化可能作为早期诊断和治疗标记物。然而，目前对这些变化的定量研究仍然有限，特别是在细胞力学特性方面的研究较少。因此，本研究旨在通过定量分析KSHV感染后内皮细胞的形态和力学变化，探索这些变化作为诊断和治疗靶点的潜力。 论文来源 本论文由Majahonkhe M. Shabangu、Melissa J. Blumenth...

肥厚型心肌病（Hypertrophic Cardiomyopathy, HCM）是一种常见的遗传性心脏病，全球约每500人中就有1人患病。HCM的主要特征是心肌不对称性肥厚，早期可能表现为左心室（Left Ventricle, LV）高动力性收缩，但随着病情发展，患者可能出现左心室流出道梗阻、心肌桥和心律失常等并发症，最终导致心脏功能恶化和心衰（Heart Failure, HF）。尤其是年轻患者，HCM进展为心衰的风险较高，约42%-52%的患者在60岁前会发展为心衰。因此，寻找有效的治疗方法对于改善HCM患者的生活质量和预后至关重要。 Ranolazine是一种常用于治疗心绞痛和心律失常的药物，近年来也被发现对HCM和心衰患者具有治疗潜力。研究表明，Ranolazine通过抑制心肌细胞中...

体外膜肺氧合（Extracorporeal Membrane Oxygenation, ECMO）是一种用于心脏和呼吸衰竭患者的生命支持技术。尽管ECMO在临床中具有重要作用，但其使用也伴随着显著的医疗设备相关血栓形成风险。血栓形成不仅会阻碍氧合器的血流，还会降低气体交换效率，甚至导致患者出现肺栓塞和缺血性中风等严重并发症。目前，临床实践中主要通过系统性抗凝剂（如肝素）来降低血栓风险，但抗凝治疗本身也伴随着出血和肝素诱导的血小板减少症等风险。因此，研究如何减少ECMO氧合器中的血栓形成，并开发更有效的抗血栓策略，具有重要的临床意义。 在此背景下，Jenny S. H. Wang及其团队开展了一项研究，旨在开发一种可视化和定量分析ECMO氧合器中血栓形成的方法。通过这种方法，研究人员可以更深入...

皮肤创伤愈合是一个复杂的生物学过程，涉及细胞、分子和生理事件的协调。尽管传统治疗方法在一定程度上能够促进伤口闭合，但在慢性伤口或复杂创伤环境中，治疗效果往往不尽如人意。特别是在感染和炎症反应的控制方面，传统方法存在显著局限性。近年来，随着生物医学领域的快速发展，自修复水凝胶因其优异的物理化学性质和生物相容性，逐渐成为促进创伤愈合的研究热点。此外，天然化合物acteoside（毛蕊花苷）因其抗氧化、抗炎和促进细胞增殖的特性，显示出在加速伤口愈合、减少瘢痕形成方面的潜力。然而，如何将acteoside有效递送至创伤部位并调控其生物学功能，仍是当前研究的难点。 本研究的核心目标是开发一种负载acteoside的自修复水凝胶，通过调控毛囊干细胞（HFSCs）的功能，促进皮肤创伤愈合。研究不仅探索了a...

学术背景 皮肤鳞状细胞癌（Cutaneous Squamous Cell Carcinoma, CSCC）和基底细胞癌（Basal Cell Carcinoma, BCC）是全球范围内最常见的皮肤癌症类型之一。尽管这两种癌症的死亡率相对较低，但其发病率逐年上升，给患者的生活质量带来了显著影响，并可能导致早逝。传统的诊断方法依赖于组织切除后的组织病理学检查，这种方法不仅耗时，还可能因手术切除和后续治疗（如电干燥和烧灼）带来额外的并发症。随着病例数量的增加，现有的诊断方法已成为一个瓶颈，亟需更快速、更少侵入性的诊断手段。 近年来，分子诊断技术的发展为癌症诊断提供了新的可能性。特别是代谢组学（metabolomics）作为一种高通量的分子分析方法，能够通过检测组织中的小分子代谢物来揭示癌症的分子特...