学术背景 沸石（zeolite）是一种具有规则孔道结构的微孔材料，广泛应用于催化、吸附和离子交换等领域。由于其独特的孔道结构和化学性质，沸石在石油化工、环境保护和能源储存等领域具有重要的应用价值。然而，沸石的合成和结构调控仍然面临诸多挑战，尤其是在超大孔沸石的合成和结构稳定性方面。传统的合成方法往往难以精确控制沸石的结构，而拓扑转化（topotactic transformation）作为一种重要的策略，可以通过原子尺度的结构变化来实现沸石的定向合成和结构调控。 本研究旨在通过时间分辨的三维电子衍射（3D electron diffraction, 3D ED）技术，揭示超大孔硅酸盐沸石ECNU-45向ECNU-46的拓扑转化过程。通过原子尺度的结构动态分析，研究者希望深入理解沸石在拓扑转化...

磁趋磁细菌（Magnetotactic Bacteria, MTB）是一类能够生物矿化磁小体（magnetosomes）的微生物。磁小体是由膜包裹的磁性纳米晶体，主要由磁铁矿（Fe₃O₄）或硫铁矿（Fe₃S₄）组成。这些磁小体在细菌细胞内排列成链状或特定方向，赋予细菌磁偶极矩，使其能够沿着地球磁场线进行定向运动，这一现象称为磁趋性（magnetotaxis）。磁趋性帮助细菌在垂直化学浓度梯度（通常是氧气梯度）中定位和维持其最佳位置。 磁小体的磁性特性由其大小、形状、晶体取向和空间排列决定，这些特性使其成为研究纳米颗粒磁性的理想模型。然而，不同菌株的磁小体具有不同的晶体形态和取向，尤其是子弹形（bullet-shaped）磁小体，其晶体形态与磁铁矿的平衡形态存在显著偏差，且其形态伸长轴不一定与...

铁（Fe）是地球上最丰富的元素之一，广泛存在于土壤和沉积物中，并参与全球碳、氮和氧的循环。铁的氧化还原反应在生物地球化学循环中起着至关重要的作用，特别是在铁氧化和铁还原过程中。铁矿物，尤其是混合价态的铁矿物（如磁铁矿），由于其高表面积和氧化还原活性，能够影响环境中营养物质和污染物的迁移和转化。近年来，研究发现磁铁矿纳米颗粒（MNPs）可以作为微生物的电子供体和受体，充当“生物地球电池”，在微生物驱动的氧化还原循环中储存和释放电子。然而，磁铁矿纳米颗粒在连续氧化还原循环中的稳定性及其对矿物完整性和性质的影响尚不清楚。 本研究旨在探讨磁铁矿纳米颗粒在连续氧化还原循环中作为生物地球电池的可行性，并研究其矿物性质的变化及其对环境中污染物和营养物质的影响。通过微生物驱动的氧化还原循环实验，作者揭示了磁...

背景介绍 柔性电容式压力传感器因其高灵敏度、快速响应和良好的机械柔韧性，在智能机器人、医疗监测和人机交互等领域具有广泛的应用前景。然而，传统的介电弹性体（dielectric elastomers）通常具有较低的介电常数，限制了其电容信号的变化范围。为了提高电容传感器的性能，研究人员通常通过在弹性体中添加高介电常数的无机陶瓷或导电材料来增强其介电性能。然而，这些填料通常是刚性的，容易导致弹性体硬化，降低其柔韧性，并且在高压下容易发生渗流现象（percolation），导致材料从介电性转变为导电性，从而失去电容传感的功能。 液态金属（Liquid Metal, LM）由于其固有的流动性和高介电常数，被认为是解决这一问题的理想材料。然而，如何在保持高液态金属填充率的同时避免渗流现象，仍然是当前研...

学术背景 随着物联网和可穿戴电子设备的快速发展，智能传感器在生理监测、智能服装和人机交互等领域的需求日益增长。特别是柔性多功能传感器，因其在皮肤湿度检测、生理活动监测等方面的潜在应用而备受关注。然而，现有的可视化多功能湿度-应变传感器在集成后仍面临诸多挑战，如传感性能不佳、耐久性差、温度干扰明显以及大规模生产困难等问题。为了解决这些问题，研究人员开始探索新型材料和结构设计，以提升传感器的性能和稳定性。 钙钛矿材料因其优异的光学性能、低成本和易于制备等特点，近年来在智能可穿戴电子设备中得到了广泛应用。然而，钙钛矿材料在湿度和机械应变环境下的稳定性问题仍然是一个技术瓶颈。为此，本研究提出了一种基于超稳定钙钛矿发光纤维的柔性、可视化多功能湿度-应变传感器，旨在通过创新的材料和结构设计，解决现有传感...