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科学家们扩展了一个长期以来的模型，该模型支配着滑带机制，这是一个在压缩下产生金属应变标记的过程，从而获得了对关键于能源系统、太空探索和核应用的先进材料行为的新理解。 加利福尼亚大学欧文分校的科学家们扩展了一个长期以来的模型，该模型支配着滑带机制，这是一个在压缩下产生金属应变标记的过程，从而获得了对关键于能源系统、太空探索和核应用的先进材料行为的新理解。 在最近发表在《自然通讯》的论文中，加州大学欧文分校萨穆利工程学院的研究人员报告了对扩展滑带的发现——这一发现挑战了20世纪50年代物理学家查尔斯·弗兰克和桑顿·里德所提出的经典模型。弗兰克-里德理论将滑带形成归因于活跃源处的连续位错倍增，而加州大学欧文分校的团队发现，扩展滑带是由源去激活后随之而来的新的位错源的动态激活所产生的。 加州大学欧文分校的研究人员在对一种铬、钴和镍的合金进行机械压缩时观察到了导致扩展滑带的过程，该合金最近被发现是地球上最坚韧的材料之一。利用加州大学欧文分校材料研究所提供的扫描透射电子显微镜和大规模原子建模，团队能够将受限滑带视为一个带有最小缺陷的薄滑动区域，而扩展滑带则具有高密度的平面缺陷。 “自弗兰克-里德理论发展以来的70多年里，滑带形成的全部动态在基础层面上并未被理解，”该论文的通讯作者、加州大学欧文分校机械和航空航天工程副教授蔡鹏辉说。“我们在原子和纳米尺度上捕捉这些过程的能力为集体位错运动和先进结构材料中的微观变形不稳定性提供了新的见解。”…

轻量锂金属是一种重磅关键矿物，是为手机、笔记本电脑、电动车等可充电电池的关键成分。尽管锂在现代科技中无处不在，但提取这种金属的过程复杂且昂贵。一种新的方法使得高效率的锂提取成为可能——在几分钟内，而不是几个小时——使用低温和简单的水基浸出。 “锂为定义我们现代生活的科技提供动力——从智能手机到电动车——并在电网能源存储、陶瓷、玻璃、润滑剂，甚至医学和核科技中有广泛应用，”领导团队并在《化学工程杂志》发表其研究成果的宾州州立大学采矿工程百年职业发展教授穆罕默德·雷扎伊说。“但其提取也必须在环境上负责。我们的研究表明，我们可以更高效地提取锂和其他关键矿物，同时大幅减少能源消耗、温室气体排放和难以管理或处理的废物。” 澳大利亚、智利和中国在锂供应方面位于全球前列，向依赖这种矿物的先进科技竞争国出口。智利和阿根廷对美国锂出口的贡献达到97%，尽管美国国内有数百万公吨的锂矿藏，仍然进口超过其能从国内资源提取的两倍。雷扎伊指出，问题在于从天然存在的岩石中提取锂所需的时间、财务成本和环境影响。 尽管如此，雷扎伊及其研究小组成员钱迪马·赫瓦帕希拉纳戈和韩世华正在寻求博士学位，研究能源和矿物工程，加上采矿与矿物加工工程选项，他们有解决方案。与传统方法相比，他们的无酸方法在能耗方面大大减少，使用的强化学品也较少，可以在几分钟内提取出超过99%的岩石可用锂，而传统提取则需几小时，仅能提取约96%的可用锂。 “这种方法特别有前景的原因在于它与现有工业基础设施的兼容性，”雷扎伊解释说，该新工艺在设计时考虑了可扩展性和实用性，不需要极高温度或使用酸。“它使用像氢氧化钠这样的常见材料——氢氧化钠是一种常用于制作肥皂的化合物，并在许多家庭清洁剂中存在——以及水，并在比传统技术低得多的温度下运行。这不仅使其更加清洁和快速，而更容易大规模实施。”…

科学家们在电子散射实验中产生了其中一种最富中子的同位素——氢-6。这项实验提出了一种新的方法来研究轻质富中子核，并对我们目前对多核子相互作用的理解提出了挑战。 在电子散射实验中首次成功实现了极富中子的氢同位素⁶H的生产和测量。结果显示，核内中子之间的相互作用比预期更强。 美因茨大学（JGU）核物理研究所的A1合作组与来自中国和日本的科学家首次成功地在电子散射实验中产生了其中一种最富中子的同位素——氢-6。该实验在美因茨微中子粒子加速器（MAMI）上的分光仪设施中进行，为研究轻质富中子核提供了一种新方法，并对我们目前对多核子相互作用的理解提出了挑战。“这一测量的成功得益于MAMI电子束的优良质量与A1合作组三台高分辨率分光仪的独特结合，”美因茨大学核物理研究所的约瑟夫·波霍萨拉教授强调道。来自中国上海的复旦大学及日本仙台的东北大学和东京大学的研究人员参与了该实验。实验工作由博士生邵天浩领导，并已发表在《物理评论快报》上。 极富中子系统中核结构的极限 核物理学中的一个最基本的问题是，在具有一定数量质子的原子核中，有多少中子可以被束缚。对于仅包含一个质子的基本同位素氢，已经观察到一些非常富中子的同位素，从⁴H到⁷H，超出了广为人知的氘和氚。极重的氢同位素⁶H——由一个质子和五个中子组成——以及⁷H——多一个中子——具有迄今为止已知的最高中子-质子比。它们是解决这一问题的独特系统。然而，这些奇异核的实验数据稀缺，结果仍有争议。特别是，关于⁶H的基态能量是低还是高存在长期的争论。…

大型语言模型（LLMs）处于人工智能（AI）的前沿，并已广泛用于对话互动。然而，评估特定LLM的人格仍然是一个重大挑战。香港理工大学（PolyU）的一支研究团队目前开发了一种由人工智能驱动的评估系统，即语言模型语言人格评估（LMLPA），具备通过语言分析定量测量LLM人格特征的能力。 这项在人工智能和计算语言学领域的创新跨学科研究，促成了用于评估细微LLM人格特征和行为的强大数据驱动AI工具的开发。LMLPA系统代表了理解LLM并使其更好地与人类价值和需求相一致的重要一步。该研究由香港理工大学工业与系统工程系助理教授李立航教授领导，研究成果已发表在《计算语言学》期刊上。 LMLPA旨在通过检查其输出中的语言模式、风格以及其他与语言相关的特征来评估和描述LLM的人格。该系统由两个主要组件组成：改编的五大人格量表（Adapted BFI）和AI评分者。LMLPA首先对LLM施行改编的BFI，该量表来源于以往的基于语言的人格评估理论。随后，AI评分者对回答进行评估，将文本答案转换为量化的数值，代表人格特征。 这一创新技术不仅通过提供一个精确的框架来推动以人为本的AI和计算语言学的发展，还在包括教育和制造业等多个领域，以及在帮助企业满足合规要求和环境、社会与治理报告方面具有应用潜力。它还支持可持续发展目标和法律服务的提升。…

一个被看守的锅永远不会沸腾，这句老话如此说，但我们中的许多人至少会关注锅，等待冒泡的开始。看到水在滚烫的沸腾状态下流动，令人感到满意，其背后却有复杂的物理机制在发挥作用。当这种情况发生时，形成的气泡不断地在形状和大小上变化。这些动态运动影响着周围流体的流动，从而影响从热源到水的热传递效率。在医疗和化学领域，例如在细胞分选中，高速和高频率操纵少量液体对于处理大量样本至关重要。微气泡的振动能够产生流动和声波，有助于液体的操作。然而，多气泡的集体行为和相互作用尚未被充分理解，因此它们的应用受到限制。 为了更好地理解气泡行为，京都大学的一组研究人员开发了一种实验装置，可以精确调整微气泡之间的距离，采用激光光束对去气水进行光热加热。“我们能够建立一种新的方法，简单地通过调整气泡的排列来从根本上改变液体流动。”第一作者张轩伟说道。 该团队成功生成了直径约10微米的两个气泡，自发地以亚兆赫兹频率振动，研究它们的振动如何互相影响。利用这个装置，研究人员能够精确控制气泡在亚兆赫兹频率下的快速运动以及周围的流动。 在将结果与理论方程进行比较后，团队发现每个气泡的振动产生的压力解释了气泡之间的相互作用。他们发现邻近的气泡会同步振动，并且仅通过10微米改变气泡之间的距离就可以使它们的振动频率改变超过50%。 “我们原本并不期待观察到如此明确的两个振荡气泡之间的振动耦合，但我们生成的气泡的振动在时间上非常稳定且高度可重复，”通讯作者名村恭子表示。这些特性使得团队能够捕捉到当两个气泡的相对位置略微调整时振动的变化。…

一位数学家构建了一种代数解法，解决了曾被认为不可能解决的方程。 一位来自新南威尔士大学悉尼分校的数学家发现了一种新方法来解决代数最古老的挑战——解决高次多项式方程。 多项式是涉及一个变量提升到幂的方程，例如二次多项式：1 + 4x…

一种更高效且环保的稀土元素提取方法，可以为从电动车电池到智能手机等所有设备提供动力，这将增加国内供给，并减少对昂贵进口的依赖。 一种更高效且环保的稀土元素提取方法，可以为从电动车电池到智能手机等所有设备提供动力，这将增加国内供给，并减少对昂贵进口的依赖。 这项新方法由德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员开发，允许在当前无法提取这些需求旺盛的元素的地方进行分离和提取，为在全球贸易紧张的背景下获取稀土元素开辟了新的途径。 “稀土元素是先进技术的骨干，但它们的提取和纯化能耗密集，并且在所需规模上实施极其困难，”科克雷尔工程学院法里博兹·马西赫土木、建筑和环境工程系及麦克凯塔化学工程系的教授马尼什·库马尔表示。“我们的工作旨在改变这种情况，灵感来自自然界。” 这项研究最近发表在ACS…

研究人员开发了丝铁微粒（SIMPs）——一种设计用于将疗法直接输送到疾病部位（如动脉瘤或肿瘤）的磁性、可生物降解的载体。这些颗粒是通过使用谷胱甘肽将铁氧化物纳米颗粒化学结合到再生丝纤维素中制成的，增强了它们的磁响应能力，同时保持了生物相容性。这些纳米级载体大约是人类头发宽度的十万分之一，可能能够在体内通过外部引导精确到达特定位置。该平台使得局部输送治疗药物如细胞外囊泡、再生因子或药物成为可能，提供了一种微创的方法来治疗腹主动脉瘤等疾病，并扩展了再生医学中靶向疗法的潜力。 如果医生可以仅用磁铁引导挽救生命的治疗方法呢？ 匹兹堡大学斯旺森工程学院的跨学科合作将这一概念变为现实，开发出丝铁微粒（SIMPs）——一种小型、磁性和可生物降解的载体，旨在精确将药物和治疗方法输送到体内的动脉瘤或肿瘤等部位。 该团队由匹兹堡大学校友安德·马里尼（生物工程博士‘25）领导，她现在是斯坦福大学心胸外科的博士后研究员，生物工程的约翰·A·斯旺森教授大卫·沃普和生物工程的研究助理教授贾斯汀·温鲍姆组成，他们的研究结果《铁氧化物纳米颗粒的化学结合以开发可磁性引导丝颗粒》发表在《ACS应用材料与接口》二月刊中。 马里尼的团队受到开发这些颗粒的启发，这是他们实验室致力于改善腹主动脉瘤（AAA）治疗的使命的一部分。如果不加以治疗，AAA可能是致命的，每年导致近10,000人死亡。通过使用细胞外囊泡——促进细胞间交流的膜囊泡——来实现早期、非侵入性的再生治疗，他们希望最终减少AAA的外科干预需求。…

随着全球对电动汽车和可再生能源储存需求的激增，对负担得起的可持续电池技术的需求也随之增加。一项新的研究由莱斯大学材料科学与纳米工程系的研究人员主导，联合贝勒大学和印度科学教育与研究所特里凡得琅的研究人员，提出了可能影响电化学能量储存技术的创新解决方案。这项研究最近发表在《先进功能材料》期刊上。 研究小组使用石油和天然气行业的副产品，利用独特形状的碳材料——微小的锥体和圆盘，具有纯石墨结构。这些通过可扩展的烃热解生产的非传统形态可能帮助解决电池研究中长期存在的挑战：如何利用钠和钾等元素来储存能量，这些元素比锂便宜得多且更为广泛可得。 “多年来，我们知道钠和钾是锂的有吸引力的替代品，”对应作者Pulickel Ajayan表示，他是莱斯大学的本杰明·M·安德森和玛丽·格林伍德·安德森工程学教授。“但挑战一直在于寻找能够有效储存这些较大离子的碳基阳极材料。” 打破石墨障碍…

科学家们通常使用超图模型来预测动态行为。但是相反的问题也很有趣。如果研究人员能够观察到动态，但无法获得可靠模型怎么办？科学家们现在有了答案。他们描述了一种新颖的算法，可以仅使用观察到的动态推断超图的结构。 在网络中，成对的个别元素或节点彼此连接；这些连接可以代表一个拥有无数个体链接的庞大系统。超图更深入：它为研究人员提供了一种建模复杂动态系统的方法，其中三种或更多个体之间的互动——甚至个体组之间的互动——可能发挥重要作用。超图的基础是连接节点组的超边，而不是连接节点对的边。超图可以表示更高阶的互动，代表群体行为，比如鱼、鸟或蜜蜂的聚集行为，或大脑中的过程。 科学家们通常使用超图模型来预测动态行为。但是相反的问题也很有趣。如果研究人员能够观察到动态，但无法获得可靠模型怎么办？元钊·张，SFI复杂性博士后研究员，有了答案。 在发表在《自然通讯》上的一篇论文中，张和他的合作者描述了一种新颖的算法，可以仅使用观察到的动态推断超图的结构。 他们的算法使用时间序列数据——在一段时间内定期间隔收集的观察数据——来构造超图（以及其他更高阶互动的表示），以产生观察到的模式。张表示，这可以应用于任何假定具有某种潜在数学结构的数据集。时间序列数据对于研究疾病传播、金融市场行为、生物系统以及许多其他情况非常有用。…

传统的量子系统观察方法往往需要巨大的资源。研究人员现在开发了一种新技术，使科学家能够更高效、准确地提取关键信息。 要理解复杂机器的内部工作而不曾打开它是困难的，但这正是科学家在探索量子系统时所面临的挑战。传统的方法往往需要巨大的资源，使其在大规模应用中不切实际。 加州大学圣地亚哥分校的研究人员与IBM量子公司、哈佛大学和加州大学伯克利分校的同事合作，开发了一种名为“稳健浅影”的新方法。该技术使科学家能够在现实噪声和缺陷存在的情况下，更高效、准确地从量子系统中提取关键信息。 想象从不同角度投射一个物体的影子，然后利用这些影子重建该物体。通过使用算法，研究人员可以提高样本效率并结合降噪技术，以产生更清晰、更详细的“影子”来表征量子状态。 在超导量子处理器上的实验验证表明，尽管存在现实噪声，该方法在准确预测各种量子状态属性（如保真度和纠缠熵）方面优于传统的单量子比特测量技术。…

一个团队发现某些细菌如何通过产生电力来呼吸，使用一种将电子推送到其周围而不是依赖氧气的自然过程。这些发现可能促进清洁能源和工业生物技术的新发展。 由莱斯大学生物科学家卡罗琳·阿约-富兰克林（Caroline Ajo-Franklin）领导的团队发现某些细菌如何通过产生电力呼吸，使用一种将电子推送到其周围而不是依赖氧气的自然过程。这项研究的发现上个月发表在《细胞》（Cell）期刊上，可能促进清洁能源和工业生物技术的新发展。 通过识别这些细菌如何将电子排放到外部，研究人员提供了细菌生命中一种以前被隐藏的策略的透视。这项将生物学与电化学相结合的工作奠定了利用这些微生物独特能力的未来技术的基础。 阿约-富兰克林说：“我们的研究不仅解决了一个长期存在的科学谜团，还指向了一种在自然界中可能广泛存在的新生存策略。”她是生物科学教授、莱斯合成生物学研究所主任和德克萨斯州癌症预防与研究所（CPRIT）学者。…