学术背景 随着全球人口的持续增长，预计到2050年世界人口将达到100亿，特别是在发展中国家，粮食需求将大幅增加。印度作为世界上人口最多的国家，需要将农作物产量提高50%以满足食品、燃料和其他物品的需求。然而，农民面临着资源有限和专业知识不足的挑战，如何在有限的条件下提高农作物产量成为了一个亟待解决的问题。传统肥料的使用虽然在一定程度上提高了产量，但也带来了过度施肥、环境污染和资源浪费等问题。因此，开发新型高效肥料成为了农业研究的重要方向。 与此同时，能源存储技术也在快速发展，超级电容器作为一种高效的储能设备，因其高功率密度和长循环寿命而备受关注。然而，传统电极材料的性能仍有待提升。纳米材料因其独特的物理化学性质，在农业和能源存储领域展现出巨大的应用潜力。锌铁氧体（ZnFe₂O₄）作为一种尖...

学术背景 在材料科学和化学领域，理解材料在原子层面的性质至关重要。然而，传统的原子间势能计算方法（如密度泛函理论，DFT）虽然精度高，但计算成本极高，难以应用于大规模系统。近年来，机器学习（ML）势能在原子模拟中的应用取得了显著进展，特别是基于高斯过程（Gaussian Process, GP）的ML势能，因其在主动学习、不确定性预测和低数据需求方面的优势而备受关注。然而，基于核函数的模型在处理大规模数据集时面临严重的扩展性问题，尤其是当数据集规模超过10^4时，计算复杂度急剧增加，难以实现真正的通用性。 为了应对这一挑战，Soohaeng Yoo Willow、Seungwon Kim等作者提出了一种新的稀疏贝叶斯委员会机器（Robust Bayesian Committee Machin...

随着全球对能源效率和环境可持续性的关注日益增加，发光二极管（LED）技术已成为照明和显示领域的主流选择。然而，尽管传统LED技术在能效和性能上取得了显著进步，但其制造过程中对稀有材料的依赖以及对环境的影响仍然是一个不可忽视的问题。近年来，钙钛矿发光二极管（PeLEDs）因其轻量化设计、灵活性和宽色域等优势，逐渐成为下一代照明和显示技术的热门候选。然而，尽管PeLEDs在技术上取得了快速进展，其环境和经济影响的全面评估仍然缺乏，这对其未来的商业化至关重要。 本研究旨在从生命周期角度评估18种代表性PeLEDs的环境和经济性能，以确定可持续PeLEDs发展的有效工业技术路径。研究不仅关注技术性能，还深入分析了PeLEDs在整个生命周期中的环境影响，特别是铅（Pb）在PeLEDs中的毒性贡献，并提...

环己酮肟（cyclohexanone oxime）是尼龙-6生产的关键中间体，全球尼龙-6的年产量预计在2024年将达到890万吨，因此对环己酮肟的需求也在不断增加。传统的环己酮肟合成方法主要包括羟胺（NH2OH）与环己酮的反应，然而这种方法存在诸多问题，例如羟胺的爆炸性、腐蚀性酸的使用以及低价值的副产物硫酸铵的生成。此外，另一种工业方法是通过过氧化氢（H2O2）进行环己酮的氨氧化反应，但这一过程也面临着H2O2的高成本和低稳定性问题。因此，开发一种可持续且高效的环己酮肟合成方法具有重要意义。 近年来，电化学合成环己酮肟的策略逐渐受到关注。该方法利用氮氧化物（NOx）与环己酮反应，避免了传统方法中的诸多问题。然而，这一过程仍然面临着两相反应中的质量传输阻力大、羟胺竞争性氢化等问题，导致法拉第...

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...