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为了减缓全球气候变化，必须大幅减少主要罪魁祸首二氧化碳的排放。新开发的一个工艺有助于解决这个问题：二氧化碳直接被电化学分解为碳和氧。正如中国研究小组在《应用化学》（Angewandte Chemie）期刊中报告的那样，氧气也可以通过这种方式在水下或太空中生产——不需要严格的压力和温度条件。 叶片植物在碳中和的艺术方面是大师：在光合作用过程中，它们将二氧化碳转化为氧气和葡萄糖。氢原子在其中发挥着重要的“媒介”作用。然而，这一过程并不是特别高效。此外，产生的氧气并不是来自二氧化碳，而是来自吸收的水。植物中并没有真正的二氧化碳分解，至今也无法通过技术手段在适中的温度下实现。 南京大学的何平、周浩森及其团队，结合复旦大学（上海）的研究人员，现在已经实现了直接将二氧化碳分解为元素碳和氧的目标。他们的方法中的“媒介”是锂，而不是氢。该团队开发了一种电化学装置，由气体阴极、由钌和钴（RuCo）制成的纳米级助催化剂以及金属锂阳极组成。二氧化碳被送入阴极，并与锂进行两步电化学还原。最初，形成碳酸锂Li2CO3，它进一步反应生成氧化锂Li2O和元素碳。在电催化氧化过程中，Li2O然后被转化为锂离子和氧气O2。使用优化的RuCo催化剂可以实现非常高的氧气产量，超过98.6%，显著超过自然光合作用的效率。除了纯二氧化碳外，还成功地对含有不同二氧化碳比例的混合气体进行了测试，包括模拟烟气、一种二氧化碳/氧气混合物和模拟火星气体。火星上的大气主要由二氧化碳组成，尽管其压力不足地球大气压力的1%。因此，模拟的火星大气包含氩气和1%二氧化碳的混合物。 如果所需能量来自可再生能源，这种方法为实现碳中和铺平了道路。与此同时，它是一种实用的、可控的方法，可以从二氧化碳中生产氧气，具有广泛的应用潜力——从火星探测和宇航服氧气供应到水下生活支持、呼吸面罩、室内空气净化和工业废物处理。

当野火威胁社区时，空气中的烟雾会随风传播，渗透到各个建筑物中，从而影响人类健康。为了帮助人们保护自己和家人，研究人员开发了一种低成本、耐用的自制空气过滤系统，其效果与更昂贵的HEPA过滤器相当，能够清除室内空气污染物，如烟雾——或可能限制空气传播疾病的影响。 当野火威胁人们的社区时，人类健康受到的影响远远超过了火灾本身。残留的烟雾随风传播，渗透到家庭、学校和办公室。为了帮助人们保护自己和家人，研究人员开发了一种低成本、耐用的自制（DIY）空气净化器，其效果与更昂贵的HEPA过滤器相当，可以清除室内空气中的污染物，如烟雾，并可能限制空气传播疾病的影响。 加州大学戴维斯分校工程学院院长理查德·科尔西（Richard Corsi）今天将在美国化学学会（ACS）2025年春季数字会议上展示他的团队最近的DIY空气过滤研究结果。 尽管有人建议在雾霾天气或天空被野火烟雾覆盖时待在室内，但人类对空气污染物的暴露主要是由室内空气污染物主导——包括从外部带入的污染物。然而，历史上，室内空气质量的研究一直被其他问题（如废水污染）所忽视。…

现有的税收政策在从化石燃料向可再生能源转型期间将导致重大的能源不公正和扭曲的优先事项，新研究显示。 现有的税收政策在从化石燃料向可再生能源转型期间将导致重大的能源不公正和扭曲的优先事项，新研究发表在气候政策中显示。 这项经过同行评审的研究发现，用于基本需求的电力，如供暖或照明，最终成本是用于第三需求如长途移动的电力的三倍——这主要归因于税收政策。 进一步强调燃料和相关政策的持续社会不平等，研究结果还表明，在欧盟（EU）内部，最富有的1%的人口负责66%的空中旅行距离。事实上，对于50%的人来说，空中旅行几乎不存在，而对于90%的欧盟公民来说，空中旅行也非常有限，论文显示。 因此，这90%的人，每年每人排放的二氧化碳当量少于0.1吨。而最富有的1%每人每年排放超过22吨。…

从化石燃料转向可再生能源，如风能和太阳能，需要更好的储能方式，以便在阳光不照射或风不吹的时候使用。宾州州立大学的研究人员进行的一项新研究发现，利用枯竭的油气井中的自然地热热量，可以提高一种提议的能源储存解决方案的效率：压缩空气能量储存（CAES）。 研究人员最近在《能源储存期刊》上发表了他们的研究结果。CAES 工厂在能源需求较低时压缩空气并将其储存于地下，然后在需求高峰时提取空气以发电。但科学家表示，目前的启动成本限制了这些项目的商业开发。 研究人员提出了一种新的地热辅助压缩空气能量储存系统，利用枯竭的油气井——环境保护局估计美国大约有390万个这样的井——并发现它可以比现有技术提高9.5%的效率。这意味着，系统中存储的能量有更大比例可以被回收并转化为电力，从而可能提高运营商的利润。 宾州州立大学石油和天然气工程教授、该研究的通讯作者阿拉什·达希·塔拉赫加尼说：“这种效率的提升可能会为压缩空气能量储存项目的经济性辩护成为游戏规则的改变者。而且，更重要的是，我们可以通过利用不再生产的现有油气井，显著避免前期成本。这可能是一个双赢的局面。”…

弗吉尼亚科技大学的研究人员表示，只有通过赋予系统下一代人工智能（AI），使其能够像人类一样思考、想象和规划，才能实现无线技术的真正革命。这样可以让网络摆脱传统的启用程序，提供前所未有的质量，并开启人工智能演变的新阶段。 人类与当前人工智能（AI）能力之间存在一个主要差异：常识。根据弗吉尼亚科技大学工程学院教授、下一代无线技术负责人的沃利德·萨阿德（Walid Saad）发表的一篇新愿景论文，只有通过赋予系统下一代人工智能，使其能够像人类一样思考、想象和规划，才能实现无线技术的真正革命。 此论文与博士生奥马尔·哈沙什（Omar Hashash）和博士后研究员克里斯托·托马斯（Christo…

研究人员决定使用高速摄像机捕捉打开摇盖啤酒瓶时发生的情况。他们发现，打开一个加压的摇盖瓶所发出的声音并不是单一的冲击波，而是一个非常快速的“啊”声。他们的高速视频记录捕捉到了瓶颈内的冷凝水，以站立波的形式上下振动。打开瓶子后，溶解的二氧化碳开始在啤酒中形成，触发液位上升，导致液体晃荡。 在一个有趣的实验中，德国哥廷根大学的研究员马克斯·科赫 -- 也是一位热爱自酿的爱好者 --…

在过去二十年中，海地经历了两次灾难性的地震的毁灭性冲击——第一次是在2010年，第二次是在2021年。每次灾难都留下了广泛的破坏：建筑物变成废墟，整个社区流离失所，以及巨大的生命损失。这些悲剧严重程度的一个主要原因是设计不良建筑的广泛结构性失效，其中许多建筑没有按照抵御强震的标准进行建造。工程师们现在正在探索具有成本效益的加固解决方案，以帮助增强建筑抵御未来地震的能力。 在过去二十年中，海地经历了两次灾难性的地震的毁灭性冲击——第一次是在2010年，第二次是在2021年。每次灾难都留下了广泛的破坏：建筑物变成废墟，整个社区流离失所，以及巨大的生命损失。此类悲剧严重程度的一个主要原因是设计不良建筑的广泛结构性失效，其中许多建筑没有按照抵御强震的标准进行建造。 马尔克-安西·拉盖尔（Marc-Ansy Laguerre）是莱斯大学土木与环境工程的博士后研究员，决心改变这一现状。 拉盖尔在海地长大，亲眼目睹了这些自然灾害造成的毁灭。他说，经历了2010年地震后，他对帮助构建一个更安全的未来的承诺更加坚定，那次地震估计造成了30万人丧生。…

新发布的研究展示了一种通过让电子与晶体晶格结构碰撞来产生声子极化子的新的方法。这一发现为更便宜、更小的长波红外光源和更高效的设备冷却铺平了道路。 想象一下一个世界，在这个世界里，无论你使用手机多久，它都保持凉爽，并且它还配备了可以以无与伦比的灵敏度和精确度识别危险化学物质或污染物的微型传感器。新发布的研究在《自然》杂志上展示了一种生成长波红外和太赫兹波的新方法，这是创建有助于实现这些技术进步的材料的重要一步。这项工作由CUNY研究生中心（CUNY ASRC）的研究人员领导，为更便宜、更小的长波红外光源和更高效的设备冷却铺平了道路。 声子极化子是一种独特的电磁波，当光与材料的晶体晶格结构中的振动相互作用时就会发生。这些声子极化子波展现出几个独特的特性。例如，它们可以将长波长红外光的能量集中到极小的体积，甚至达到几十纳米，同时能够有效地将热量从源头转移。这使得声子极化子非常适合于高科技应用，如亚波长成像、分子传感器和电子设备内的热管理。然而，关于声子极化子波的研究主要集中在实验室设置中的基础研究，实际的设备应用仍然大多未被探索。 “一个主要挑战是，激发和探测声子极化子波既昂贵又低效，通常需要昂贵的中红外或太赫兹激光器和近场扫描探针，”CUNY…

研究人员正在利用机器学习来改善增材制造，也就是常称为3D打印。该团队推出了一个新的框架，他们称之为激光定向能量沉积中的准确逆过程优化框架（AIDED）。这个新的AIDED框架优化了激光3D打印，以增强成品的准确性和韧性。这项进展旨在通过预测金属的熔化和固化过程，从而找到最佳打印条件，为航空航天、汽车、核能和医疗等行业生产更高质量的金属零件。 多伦多大学工程系的研究人员在于教授的领导下，正在利用机器学习来改善增材制造，也就是常称为3D打印。 在一篇新论文中，发表在《增材制造》期刊上，团队介绍了一个新的框架，他们称之为激光定向能量沉积中的准确逆过程优化框架（AIDED）。 新的AIDED框架优化了激光3D打印，以增强成品的准确性和韧性。这项进展旨在通过预测金属的熔化和固化过程，以找到最佳打印条件，为航空航天、汽车、核能和医疗等行业生产更高质量的金属零件。 “定向能量沉积-作为一种主要金属3D打印技术-的更广泛采用目前受到通过反复试验寻找最佳工艺参数的高成本的阻碍。”博士候选人兼新研究的第一作者肖尚说。…

从洗衣粉到洗碗药片，清洁产品是生活中不可或缺的一部分。然而，使这些产品如此有效的化学物质可能难以分解，甚至可能引发影响生态系统的藻类繁殖。现在，研究人员在《ACS Langmuir》上报告了解决这些挑战的方法，他们开发了一种由微小木纤维和玉米蛋白制成的环保洗涤剂，能够与商业产品同样有效地去除衣物和餐具上的污渍。 关于家用产品对环境影响的公众关注日益增加，推动了用天然替代品替代传统清洁剂（如烷基酚聚醚和磷酸盐）的兴趣。迄今为止的努力取得了不同的结果，因为这些清洁剂难以制造且难以冲洗，导致制造和零售成本高昂，以及对表面和织物可能造成的损害。因此，人们渴望低成本、易于生产、对环境温和且有效的替代品，以清洁其设计的物品。为满足这一需求，刘鹏涛及其同事开发了一种来自丰富可再生资源的环保洗涤剂。 研究人员将来自木材的纤维素纳米纤维与来自玉米的玉米蛋白结合，形成了一种乳液。纤维素可以吸引和排斥水，因此能够有效地形成乳液并吸引不同类型的污渍。另一方面，玉米蛋白有助于稳定乳液并捕捉油脂。刘和同事们随后测试了纤维素/玉米蛋白洗涤剂在用墨水、辣椒油和番茄酱污染的棉织物和餐具上的清洁能力。他们将新洗涤剂的性能与洗衣粉和商业洗碗液使用去离子水的溶液进行了比较。 与相同稀释度（按重量1%的洗涤剂或洗衣粉）洗衣粉溶液相比，纤维素/玉米蛋白洗涤剂在清洁棉布方面的效果略差。然而，在5%的浓度下，研究人员的产品在清洁棉织物上每种污渍时的效果优于1%洗衣粉溶液。显微镜检查显示，洗涤后和冲洗后的纤维素/玉米蛋白洗涤剂在棉织物上没有留下残留物，这表明它不会损害织物。…

一位研究人员对自然和技术中支配振荡系统的基本模式中的复杂且之前理论化的行为进行了实验演示。 阿斯顿大学的一位研究人员进行了首次实验演示，展示了自然和技术中支配振荡系统的基本模式中复杂且之前理论化的行为。 同步区域，也被称为阿诺德舌头，因为在图表上呈现时的形状，帮助科学家了解何时事物会保持同步，以及何时不会。 阿诺德舌头在涉及振荡量的各种自然现象中被观察到，例如心跳、摆动或闪烁的灯光。 理论研究表明，在强迫作用下，这些区域可能呈现出意想不到的形状，包括叶片状图案和代表不同步状态的间隙。直到现在，对这些预测进行实验确认仍然是一个重大挑战。这项新研究是第一次在物理系统中实际观察到这些预测的行为--证明它们确实存在于自然和技术中。…

化学家揭示区分PCET机制的方法——这是引导基本能量转换和氧还原催化过程的关键步骤。 氧还原反应是许多基本生命过程的基础。如果没有它们，细胞呼吸和光合作用都无法进行。氧还原反应在化学、生物化学以及利用光能生成能量的应用中也发挥着至关重要的作用。因此，理解这些反应的基本原理对于推动新技术的发展非常重要。由LMU化学家伊万娜·伊万诺维奇-布尔马佐维奇教授（"e-conversion"卓越集群成员）和FAU 埃尔朗根-纽伦堡大学的迪尔克·古尔迪教授领导的团队，首次成功区分了两种相关反应机制，并使用了一种基于高压的创新方法。 电子和质子的平衡 在氧还原反应中，电子在分子间转移。由于电子带有负电荷，这可能导致反应物的电荷变化，这是需要能量的。自然找到了一种优雅的解决方案来防止这一点：通常，电子的转移是与带正电荷的质子的转移耦合在一起的。这种耦合电子转移（PCET）不会产生电荷变化——这是氧还原反应发生的最有效方式。…