学术背景 光合微生物能够通过将太阳能转化为化学能，直接将二氧化碳（CO₂）转化为高附加值的长链化学品，这为CO₂封存与可持续发展提供了极具前景的路径。然而，光合反应中产生的关键还原力——还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）——主要用于支持微生物在黑暗环境中的生存，而非用于生物合成。这一限制严重制约了光合微生物在实际应用中的潜力。为了解决这一问题，研究者们提出了一种太阳能解耦的生物混合策略，通过将持久性光催化剂与光合微生物结合，实现光反应与暗反应的解耦，从而在无光照条件下持续利用CO₂并进行长链化学品的生物合成。 论文来源 这篇论文由Na Chen、Jing Xi、Tianpei He等作者共同撰写，来自武汉大学人民医院、湖南大学、上海交通大学等机构。论文于2025年4月10日发表在C...

学术背景 随着全球清洁水资源短缺问题的日益严重，饮用水净化技术的研究变得尤为重要。在饮用水处理过程中，氯化和二氧化氯消毒是常用的方法，虽然它们能够有效杀灭细菌和病毒，但也会产生一些有毒的副产物，如亚氯酸盐（ClO₂⁻）和氯酸盐（ClO₃⁻）。尽管这些化合物的毒性较低，但近年来的研究表明，长期暴露于这些副产物可能与慢性疾病和激素紊乱有关。因此，欧盟最近制定了饮用水中这些化合物的最大允许浓度标准，要求每升水中亚氯酸盐和氯酸盐的浓度不得超过0.25毫克。 目前，现有的技术在处理这些消毒副产物时存在诸多局限性，如复杂的实施和维护、高成本以及耐久性差等问题。因此，开发新的技术来有效去除这些副产物成为了当务之急。金属有机框架（MOFs）作为一种新兴的多孔材料，因其高比表面积、可调控的孔隙结构以及优异的吸...

学术背景 水稻（Oryza sativa L.）是全球重要的粮食作物，为全球约五分之一的人口提供主要的热量来源。然而，水稻生产面临多种生物和非生物胁迫，导致产量下降。其中，由真菌病原体Cochliobolus miyabeanus引起的水稻褐斑病（brown leaf spot disease）是一种广泛传播的病害，严重影响了水稻的产量和质量。传统的化学农药不仅效果有限，还可能对环境造成危害。因此，开发环保、可持续的病害防治策略成为当务之急。纳米生物技术，特别是银纳米颗粒（AgNPs）的应用，因其高效的抗菌和抗真菌活性，成为研究热点。本研究利用荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）介导的绿色合成方法制备AgNPs，并评估其对水稻褐斑病的防治效果。 论文来源 该研究由来...

学术背景 工业大麻（Cannabis sativa L.）因其丰富的次生代谢产物，如大麻素、萜类化合物和类黄酮，在医药和工业领域具有广泛的应用价值。大麻素中的四氢大麻酚（THC）和大麻二酚（CBD）具有显著的药理活性，分别具有精神活性和抗炎、抗焦虑、神经保护等作用。然而，工业大麻的次生代谢产物产量受多种环境因素的影响，传统化学肥料的使用虽然能够提高产量，但可能对环境造成负面影响。因此，寻找一种绿色、高效的替代方法以优化工业大麻的生长和次生代谢产物产量成为研究热点。 近年来，等离子活化水（Plasma-Activated Water, PAW）、褪黑素（Melatonin, MT）和纳米氧化锌（Zinc Oxide Nanoparticles, ZnO-NPs）在植物生长调控和次生代谢产物积累...

学术背景 随着全球人口的快速增长，预计到2050年将达到97亿，粮食安全问题日益严峻。农业生产力受到多种因素的影响，其中害虫对作物的破坏尤为严重。烟草夜蛾（Spodoptera litura）是一种广泛分布于亚洲-太平洋和大洋洲地区的多食性害虫，能够侵害128种植物，包括大豆、棉花、花生、番茄等经济作物。长期以来，农民依赖合成化学农药来控制害虫，但这些农药对非目标生物、人类健康和环境产生了负面影响。此外，害虫对多种农药的抗药性也在不断增加。因此，开发环境友好且可持续的替代品成为迫切需求。植物源农药因其低毒性、快速生物降解性和对天敌的较小影响，被认为是合成化学农药的有力替代品。近年来，基于植物精油（Essential Oils, EOs）的农药因其广谱效力和较低的毒性而受到广泛关注。然而，精油...

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...

随着全球对可持续发展和环境保护的日益重视，生物质作为一种天然且丰富的碳源，逐渐成为研究热点。生物质包括植物叶片、草类、稻壳、咖啡渣、农业废弃物、食品生产废料和城市垃圾等，具有可再生、可降解和经济可行的特点。然而，如何将这些生物质资源转化为高效材料，尤其是用于传感技术的高性能材料，仍然是一个重要的研究方向。近年来，生物质衍生的石墨烯纳米材料和金属有机框架（MOFs）因其稳定性、可再生性和经济性，逐渐成为传感应用中的重要材料。石墨烯和MOFs具有高表面积、优异的光学和电学特性、生物相容性和稳定性，使其在传感技术中表现出巨大的潜力。然而，传统的合成方法往往需要使用有毒化学物质和能源密集型工艺，对环境造成负面影响。因此，开发绿色、可持续的合成方法，特别是利用生物质资源制备石墨烯和MOFs，成为当前研...

学术背景 随着纳米技术的快速发展，纳米材料在环境修复、生物医学和能源转换等领域的应用潜力日益受到关注。其中，二氧化铈（CeO₂）纳米颗粒因其独特的氧化还原性能、高稳定性和良好的生物相容性，成为研究的热点。然而，传统的化学合成方法往往使用有毒试剂，产生有害副产物，对环境造成负面影响。因此，开发一种环保、可持续的纳米颗粒合成方法成为当前研究的重点。 绿色合成（Green Synthesis）利用植物提取物作为还原剂和封端剂，不仅减少了对有害化学品的依赖，还提高了纳米颗粒的生物相容性。本研究旨在通过绿色合成方法制备CeO₂纳米颗粒，并通过掺杂镉（Cd）和包覆银（Ag）来增强其光催化、催化还原和生物医学性能，探索其在环境修复和生物医学领域的应用潜力。 论文来源 本论文由Pranali S. Para...

学术背景 随着全球能源结构向可再生能源转型，分散式能源存储（decentralized energy storage）的重要性日益凸显。与传统的集中式能源存储系统不同，分散式能源存储将能源生产和存储过程本地化，减少了大规模系统故障的风险，并提高了能源供应的连续性和灵活性。然而，分散式能源存储项目的复杂性和资源有限性使得企业难以确定战略优先级，这可能导致投资失败或效率低下。 为了解决这一问题，作者们提出了一种基于人工智能（AI）驱动的决策模型，旨在为分散式能源存储投资提供有效的战略指导。该研究不仅关注如何优化投资决策，还通过引入信息增益（information gain）和大规模专家选择技术，提高了决策的一致性和效率。 论文来源 这篇论文由Gang Kou、Hasan Dinçer、Edanu...

露天矿山爆破作业在矿物提取中至关重要，但同时也伴随着显著的环境和结构风险。爆破过程中产生的峰值粒子速度（Peak Particle Velocity, PPV）是评估爆破振动对周围结构和环境影响的关键指标。准确的PPV预测对于优化爆破实践、减少环境破坏和确保结构安全具有重要意义。传统的预测方法在处理非线性关系和高维数据时存在局限性，而机器学习（Machine Learning, ML）技术，特别是混合机器学习方法，展现出在PPV预测中的巨大潜力。本文旨在系统综述混合机器学习技术在露天矿山爆破PPV预测中的应用，探讨其优势、挑战及未来研究方向。 论文来源 本文由Gundaveni Shylaja和Ragam Prashanth共同撰写，两位作者均来自VIT-AP University的计算机科...