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为了绕过量子物理的限制，研究人员建立了一种新的声学系统，以研究凝聚态物质微小原子的相互作用。他们希望有一天能够构建出一种声学版的量子计算机。 当量子物理学家因试图研究密集堆积的原子的限制而感到沮丧时，会发生什么？在洛桑联邦理工学院（EPFL），你会得到一个超材料，一种展现奇异特性的工程材料。 这位沮丧的物理学家是博士生Mathieu Padlewski。Padlewski与EPFL波动工程实验室的Hervé Lissek和Romain…

自然纪录片以360度虚拟现实视频形式呈现，比其他媒体形式具有更强的积极效果，包括对捐赠意图的间接影响。 科隆大学的媒体心理学家团队在Kai Kaspar教授的带领下，研究了通过360度虚拟现实（VR）视频呈现环保纪录片的效果，与使用其他更传统媒体形式进行比较。VR视频是互动式的360度视频，允许观看者沉浸在数字环境中，并从不同角度探索它，通常借助VR头盔或眼镜。根据研究参与者的说法，虚拟现实增加了对叙事的强烈参与感。这反过来又增加了环保的动机和更大的捐赠意愿。这些心理学家在期刊《计算机与人类行为》中发表了他们的研究结果，文章题目为“虚拟现实与经典大众媒体传播呈现的对比：以环保为例的有效性和心理机制”。 说服人们关注看似地理和情感上遥远的问题是致力于保护环境的组织面临的最大挑战之一。虚拟现实作为推广慈善事业的工具，越来越重要，例如筹款活动。科隆大学心理学系的Kai Kaspar教授带领的研究人员想要详细调查这一效果。在这项研究中，他们向128名参与者展示了三部纪录片，这些参与者被随机分为四个不同组别：一组观看360度VR视频，第二组在电视上观看2D视频，第三组仅听音频，如播客，第四组阅读相应的文本。…

科学家们首次拍摄了钯纳米颗粒的实时生长和收缩，开辟了利用和回收贵金属催化剂的新途径。 科学家们首次拍摄了钯纳米颗粒的实时生长和收缩，开辟了利用和回收贵金属催化剂的新途径。 诺丁汉大学化学学院的研究人员使用透射电子显微镜(TEM)观察了钯纳米颗粒在液体环境中的完整生命周期，从成核、成长到溶解，整个周期重复多次。这项研究今天已在Nanoscale上发表。 金属纳米颗粒最重要的应用之一是在催化中，催化是化学工业的支柱。该领域的专家耶苏姆·阿尔维斯·费尔南德斯博士表示：“涉及钯的催化机制多年来一直备受争议，特别是当均相（溶液中）和非均相（在纳米颗粒表面）催化剂的区别在纳米尺度上变得模糊时。发现钯纳米颗粒可以在这两种模式之间切换，可以帮助我们开发用于净零反应的新型高效催化剂，例如二氧化碳还原和氨合成。此外，这一知识还可以帮助回收和再利用关键金属，如钯，其全球供应正在迅速减少。” 热力学定律使得化学反应，包括涉及纳米颗粒的反应，朝一个方向进行。尽管在人工过程中的振荡化学反应并不常见，但它们在远离热力学平衡的生物体中频繁发生。理解这些化学振荡可以帮助我们解开一些自然的奥秘，包括从混沌到有序的过渡、涌现行为、动物毛皮的图案，甚至地球上生命的起源。…

研究人员开发了一种用于铁的受控释放的分子系统。他们将铁冠烯（一种包裹铁原子的分子三明治）与碳纳米环结合在一起。因此，该系统允许在用无害的绿色光激活时释放Fe2+离子。阿姆斯特丹大学和苏黎世大学的研究人员开发了一种用于铁的受控释放的分子系统。他们将铁冠烯（一种包裹铁原子的分子三明治）与碳“纳米环”结合在一起。因此，该系统允许在用无害的绿色光激活时释放Fe2+离子。该研究最近在《美国化学学会杂志》（JACS）上发表，并现在在最新的JACS期刊封面上展示。这项研究由阿姆斯特丹大学范·霍夫分子科学研究所的汤玛斯·索洛梅克博士和苏黎世大学化学系的彼得·施塔克博士的团队进行。他们的专长在于光笼分子，这是利用光作为生物正交刺激手段，精确控制底物在时间和空间上的活性。光笼可以激活生物学上重要的分子，如蛋白质、核苷酸或药物。它们不仅是研究生化过程机制和动态的良好工具，还在光激活化疗等治疗应用中具有潜力。在现在发表在JACS上的研究中，研究人员将注意力从控制有机分子的活性转移到了许多生物系统中的另一个关键成分：铁。铁因其在人体内氧气运输中的作用而闻名，同时在提供能量的线粒体氧化还原过程中、在脱氧核苷酸合成中或保护细胞免受氧化应激中也起着关键作用。应变诱导光释放 自然界已经发展出一种基于蛋白质的系统来紧密调节铁的摄取和平衡。在他们的论文中，研究人员展示了一种不那么复杂但功能完全的合成等效物，该等效物存储铁并“按需”释放它。该系统基于使用铁冠烯作为铁载体，并通过将其整合到碳纳米环中来实现功能控制。铁冠烯是一种有机金属“三明治配合物”，它在两个环戊二烯环之间紧紧夹住一个铁原子。它本身是化学上非常稳定且耐光的。然而，将其加入到分子纳米环中时，情况发生了变化。当两个环戊二烯环通过六个耦合的苯环（即环聚苯乙烯纳米环）连接时，就形成了一个能够控制铁含量的系统。尽管构象上是稳定的，但这种整合扭曲了整个纳米环结构，并对铁冠烯施加了巨大的机械应力。因此，该系统对用绿色光辐射变得敏感，这导致铁的释放。在他们的论文中，研究人员描述了如何在辐射下高效释放铁。他们预计，采用在分子中引入机械应力的策略在光笼以外的领域也具有巨大潜力。例如，它可能促进新型响应材料在超分子、有机金属或聚合物化学中的发展。摘要，随论文发表我们展示了第一种完全将铁冠烯结合在大环骨架中的碳纳米环的合成、结构分析和显著反应性。弯曲的纳米环结构对铁冠烯施加的高应变使这一化学上惰性的金属烯配合物具有前所未有的光化学反应性。可见光激活触发纳米环结构的开环，在存在1,10-菲咯啉的情况下完全解离Fe-环戊二烯键。该过程释放了以[Fe(phen)3]2+复合物形式捕获的Fe2+离子，化学产率高，并且在水丰富的溶剂中能在绿色光激发下高效运行。测得的[Fe(phen)3]2+形成的量子产率表明，将铁冠烯嵌入受压纳米环中使其光反应性比未受压的铁冠烯大环或铁冠烯本身提高了三个数量级。我们的数据表明，解离是通过核亲和溶剂或外部配体拦截纳米环的光激发三重态发生的。本研究中描绘的策略提出，通过空间和时间的控制，可以实现类似金属大环的新型可调反应性，这将有助于开发金属离子输送的响应材料以及超分子、有机金属或聚合物化学。

科学家们创造了一种智能鞋垫原型，可以准确测量身体与地面的互动，这有可能帮助运动员避免受伤，甚至协助医生监测恢复。如果你的鞋垫不仅仅是给你的脚提供缓冲呢？想象一下这样一对鞋垫，它们可以跟踪你的动作，帮助运动员避免受伤，甚至协助医生监测恢复。 由朴茨茅斯大学和技术公司TG0的科学家进行的一项新研究，由Innovate UK通过知识转移伙伴关系(KTP)资助，使我们更接近实现这一想法的目标。 一个研究小组成功设计了一种新的智能鞋垫系统，可以准确测量身体与地面的互动，为体育科学和医疗保健开辟了新的可能性，通过估计地面反作用力(GRFs)。 这些数据在体育科学、康复，甚至在预防受伤中都是至关重要的，但到目前为止，在实验室外捕获这些数据几乎是不可能的。…

每年，数百万条轮胎最终被丢弃到垃圾填埋场，造成了一个具有深远后果的环境危机。仅在美国，2021年就有超过2.74亿条轮胎被报废，其中近五分之一被丢弃到垃圾填埋场。这些废弃材料的积累不仅带来了空间问题，还引入了环境危害，例如化学渗滤和自燃。虽然热解——一种通过高温分解化学回收橡胶的过程——被广泛使用，但它会产生有害副产品，如苯和二恶英，带来健康和环境风险。 一项由美国能源部资助的研究“通过C-H氨化和阿扎-科普重排对橡胶进行拆解”，最近在《自然》上发表，由北卡罗来纳大学教堂山分校化学系的威廉·R·基南奖学金获得者和助理教授阿列克桑德·朱霍维茨基博士领导，介绍了一种新的化学方法来分解橡胶废料。这项开创性技术利用C-H氨化和聚合物重排策略，将废弃橡胶转化为有价值的环氧树脂前体，提供了一种创新和可持续的替代传统回收方法。 橡胶，包括用于轮胎的合成橡胶，是由聚合物交联在一起形成的三维网络，表现出坚韧、柔韧的特性。由于聚合物结构内广泛的交联，回收这些材料非常困难，这种结构赋予了橡胶耐用性，但也使其对降解有抗性。传统的橡胶分解方法主要集中在两个主要途径：去硫化，即打断硫交联，但会削弱聚合物的机械性能；以及使用氧化或催化方法切断聚合物主链，通常会导致复杂、低价值的副产品。两种方法都没有提供有效的、可扩展的橡胶废料再利用解决方案。 “我们的研究旨在通过开发一种方法，将橡胶分解成即使作为混合物也具有价值的功能材料，来克服这些挑战，” 朱霍维茨基博士说，他是这项研究的通讯作者。…

锂离子电池广泛应用于消费设备和电动汽车，通常在充电之间能够使用几个小时或几天。然而，随着使用次数的增加，它们会退化，需要更频繁地充电。现在，研究人员正在考虑放射性碳作为一种安全、小型且经济实惠的核电池的来源，这种电池可以在数十年甚至更长时间内无须充电。 有时，手机比预期的更早耗尽电量，或电动汽车没有足够的电量到达目的地。这些设备中的可充电锂离子（Li-ion）电池通常在充电之间能使用几个小时或几天。然而，随着使用次数的增加，电池会退化，需要更频繁地重新充电。现在，研究人员正在考虑放射性碳作为一种安全、小型且经济实惠的核电池的来源，这种电池可以在数十年甚至更长时间内无须充电。 大邱庆北科学技术院的教授阮熙洙将在美国化学学会（ACS）春季会议上展示他的研究结果。 Li-ion电池所需的频繁充电不仅仅是一种不便。这限制了使用电池供电的技术的实用性，例如无人机和遥感设备。这些电池也对环境有害：锂的开采是能源密集型的，处理不当的Li-ion电池可能会污染生态系统。但随着连接设备、数据中心和其他计算技术的普及，对持久电池的需求也在增加。 而更好的锂离子电池很可能不是解决这一挑战的答案。阮熙洙表示：“锂离子电池的性能几乎达到了饱和。”因此，阮熙洙和他的团队正在开发核电池作为锂的替代品。…

量子计算机能够在几分钟内解决传统计算机需要数千年才能完成的复杂计算。如果这种分析能力转向计算机自身，会发生什么呢？ 与人类进行自我发现的旅程类似，量子计算机也能够加深对自身基础的理解。 来自东北大学和伦敦圣保罗学校的研究人员开发了一种新算法，使量子计算机能够分析和保护量子纠缠——量子计算的基本支撑。这些发现有助于推动我们对量子纠缠和量子技术的理解。 该研究于2025年3月4日发表在物理评论快报上。 量子纠缠被爱因斯坦称为“远距离的幽灵行动”，是一种独特的现象，其中粒子无论距离多远仍然相互连接。这一特性是量子计算机如此强大的一个原因。…

研究人员已经开发了一种方法，可以在回收含氟PFAS（有时被称为“永久化学物质”）的氟含量以供未来使用的同时，摧毁这些化合物。 牛津大学化学研究人员开发了一种方法，可以在回收含氟PFAS的氟含量以供未来使用的同时摧毁这些化合物。研究结果已于今天（2025年3月26日）发表在《自然》杂志上。 PFAS是"多氟和全氟烷基物质"的缩写，已被大量生产超过70年。它们的应用范围广泛，包括纺织品、食品包装、不粘锅和医疗设备。它们独特的性质源于多重碳氟化学键，这是一种特别强的化学结构，也解释了它们对降解的抵抗力。 这种持久性使得PFAS有时被称为“永久化学物质”。其持续存在导致了全球范围的广泛污染。饮用水和牲畜中发现了PFAS的痕迹，并且在长期接触后与负面健康影响相关。 这一全球性问题迫切需要创新技术，以检测、回收和销毁PFAS，并负责地管理PFAS废物。…

概念验证工作使用独特的安全微粒在一个循环中去除微塑料。 在一篇新论文中，北卡罗来纳州立大学的研究人员展示了一种系统的概念验证，该系统能够在一个循环中主动从水中去除微塑料。 这些发现描述在先进功能材料期刊中，具有净化海洋和其他水体中可能危害人类健康和环境的微小塑料的潜力。 北卡罗来纳州立大学化学与生物分子工程的S. Frank和Doris…

自闭症患者通常通过临床观察和评估进行诊断。为了拆解临床决策过程，研究人员使用大型语言模型（LLM）来综合最能表明自闭症诊断的行为和观察。他们的结果发表在Cell Press期刊《Cell》上，显示重复行为、特殊兴趣和基于感知的行为最与自闭症诊断相关。这些发现有潜力通过减少对社会因素的关注来改善自闭症的诊断指南——而现行的DSM-5指南重点关注这些因素，但该模型没有将其列为自闭症诊断中最相关的。 “我们的目标并不是建议我们可以用AI工具来取代临床医生进行诊断，”来自蒙特利尔的Mila Québec人工智能研究所和麦吉尔大学的资深作者Danilo Bzdok说。“相反，我们试图定量定义临床医生用于做出最终诊断决定的观察行为或患者历史的具体方面。通过这样做，我们希望能够使临床医生能够使用与他们的经验现实更一致的诊断工具。”…

干涉仪是能够调制光的各个方面的设备，在光纤通信网络中发挥着调制和切换光信号的重要作用，并且经常用于气体传感和光学计算。现在，哈佛约翰·A·保尔森工程与应用科学学院（SEAS）的应用物理学家发明了一种新型干涉仪，可以在一个紧凑的包装中精确控制光的频率、强度和模式。 这种被称为级联模式干涉仪的设备，是一种在硅基绝缘体平台上的单一波导，能够创建多条信号路径，以同时控制光的幅度和相位，这一过程称为光谱形状处理。通过将操作光的不同方面的机制结合到单一波导中，该设备可用于先进的纳米光子传感器或片上量子计算。 该研究发表在《科学进展》上，由博士后研究员Jinsheng Lu主导，他在应用物理学罗伯特·L·沃莱斯教授和电气工程芬顿·海斯高级研究员Federico Capasso的实验室工作。该工作获得了来自航空部科学研究办公室的支持，项目编号为FA9550-23-1-0699。设备在哈佛纳米尺度系统中心制造，得到国家科学基金会的支持，项目编号为ECCS-2025158。…