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全球合成生物行业发展前沿分析

全球合成生物行业发展前沿分析

摘要：合成生物学在经历早期的技术创新和初步商业化探索后，于 21 世纪的第二个十年迎来了高速发展和商业化落地。该文从市场规模、行业融资和行业发展 3 个方面对全球合成生物学行业现状进行了梳理和分析。分析显示，在市场规模上，合成生物学市场增长迅猛，但其规模在不同的地理区域和行业领域内均有明显差距；在行业融资上，合成生物学行业投融资趋势呈明显上升态势，2020 年合成生物学行业的投融资事件数量和金额均创下历史记录，但不同地理区域之间的发展仍不平衡；在行业发展上，合成生物学的落地应用场景十分多元，已扎根各行各业，并展现出巨大的应用潜力。
新材料 2025年01月13日
生物质炭材料作为金属空气电池阴极的研究进展

生物质炭材料作为金属空气电池阴极的研究进展

摘要：金属空气电池作为高效的能源转换与存储装置，受到人们广泛关注。然而，阴极反应动力学缓慢及贵金属高昂的成本等一系列问题严重制约了金属空气电池的实用化进程。生物质炭材料因其特殊的电化学性能、环境效益和经济价值，已成为开发高性能金属空气电池阴极材料的重要选择。近年来，生物质炭材料在材料制备和微观结构设计等方面取得了较大进展。本文综述了生物质炭材料在金属空气电池阴极应用的最新研究进展，并从反应机理、合成策略和多维结构（一维、二维和三维）的角度深入阐述其对电催化性能的影响。最后，进一步讨论了生物质炭材料面临的挑战和未来的发展方向。这篇综述为生物质炭材料的结构设计提供了新的视角，旨在为开发高效、廉价和稳定的金属空气电池阴极催化剂提供参考和借鉴。
新能源 2025年01月13日
自下而上构建人工细胞及其生物医学应用

自下而上构建人工细胞及其生物医学应用

摘要：构建具有特定细胞模拟功能的人工细胞有助于探索天然生物细胞系统中复杂的生物反应过程和细胞功能，并为深入了解生命起源提供便利。对于人工细胞的构建方法而言，无论是基于自上而下的原则，还是基于自下而上的原则，在过去的几十年里，都取得了很大进展，并得到广泛应用。基于人工细胞构建策略的不同，人工细胞可分为“自上而下”的人工细胞和“自下而上”的人工细胞。自下而上的合成生物学是一个新兴的互补学科，它寻求从天然或合成成分中构建人工细胞。自下而上的合成生物学的目标之一是构建或模拟天然生物细胞中存在的复杂路径。人工细胞来源于脂质、聚合物、脂质/聚合物杂化体、天然细胞膜、金属有机框架和凝聚体等。真实细胞内各种物质如蛋白质、基因、线粒体等可以结合在人工细胞表面或包裹在人工细胞内部，从而使人工细胞被赋予各种功能。此外，人工细胞不仅可作为载药系统及信息交流载体，还可代替功能受损的细胞，恢复机体的正常运转。首先，介绍基于自下而上策略构建人工细胞的方法和分类；其次，讨论人工细胞的多种应用；最后，对人工细胞的未来发展前景进行展望。
医疗 2025年01月10日
煤基富氧多孔炭纳米片的制备及其超级电容器性能

煤基富氧多孔炭纳米片的制备及其超级电容器性能

摘要：多孔炭电极的表面改性与优化是实现超级电容器优异性能的关键。本文以煤化学工业的固体副产物为碳源，利用二维层状双氢氧化物（MgAl-LDH）的刚性约束作用耦合KOH 活化工艺成功制备了二维富氧多孔炭纳米材料（OPCN）。系统研究了炭化温度对OPCN 样品微观结构和表面特性的影响，通过SEM、TEM、氮气吸脱附测试以及元素分析等表征手段对炭材料的结构/组成和表面特性进行分析表明，经700 °C 炭化获得的炭材料样品（OPCN-700）具有较高的氧质量分数（24.4%）和大的比表面积（2 388 m2 g−1），并表现出良好的润湿性。同时，OPCN-700 样品丰富的微孔和二维纳米片结构为电解质离子提供了有效的储存和传输途径。作为超级电容器的电极材料，在电流密度为0.5 A g−1 时，其比电容高达382 F g−1，并呈现出优异的倍率性能和循环稳定性。该技术策略为富氧原子掺杂二维多孔炭材料的可控制备与水系储能器件的设计构建提供了新思路。
光电 2025年01月10日
螺纹加工顺序对A286紧固件室温疲劳性能的影响

螺纹加工顺序对A286紧固件室温疲劳性能的影响

摘要：采用轴向疲劳试验机、金相显微镜、显微硬度计和扫描电镜等方法，通过对不同螺纹加工顺序的A286合金耐热紧固件进行高频拉-拉疲劳测试，并对疲劳断口和螺纹的金相进行分析。结果表明，在经过720℃-12 h时效后加工螺纹，有利于提高紧固件疲劳性能的稳定性，对疲劳中值强度略有影响，对疲劳断裂方式无影响。时效前加工螺纹，会在紧固件表面形成大量的孪晶，时效过程中强化相会在孪晶界以大尺寸颗粒析出。时效前加工螺纹的紧固件其螺纹根部硬度值波动大，可能是造成疲劳性能波动大的原因。
钢铁 2025年01月10日
基于嗜盐菌合成生物学的下一代工业生物技术

基于嗜盐菌合成生物学的下一代工业生物技术

摘要：嗜盐微生物是在高盐、高 pH 环境中具备正常生长能力的极端微生物，是珍贵的科研素材和生产资源。相关研究通过对嗜盐菌合成生物学的改造和“下一代工业生物技术”的探索，实现了嗜盐工程菌在生物反应器中利用海水进行不灭菌连续发酵并产生类型多样、性能各异的聚羟基脂肪酸酯，且与其他高附加值化学品实现了联产。基于嗜盐菌的下一代工业生物技术，具备节能、节水、节时、低成本等特点，有着很好的市场竞争力和划时代的技术优势。基于极端微生物，特别是基于嗜盐菌合成生物学的下一代工业生物技术的兴起和发展，能够提升生物制造产品的市场竞争力，促进环保的生物基工业产品替代石油基产品，同时也能为早日实现“碳达峰、碳中和”提供强有力的技术支持和保障。该文分析了基于嗜盐菌合成生物学的下一代工业生物技术的特点，为合成生物学与下一代工业生物技术提供了新的视角和思路。
无机 2025年01月10日
物理生物医学——原创交叉研究的新领域

物理生物医学——原创交叉研究的新领域

摘要：物理生物医学是物理学与生物医学深度融合的新兴交叉研究领域, 融入了材料学、化学、信息科学、机械工程等多个领域物质科学的知识和技术. 它的科学内涵在于揭示生命现象的物理规律, 并利用物理的方法和技术实现对生命过程的调控. 因此, 物理生物医学既要解析伴随生命活动所产生的内源性物理信号的奥秘, 同时还要探索外源性物理场对细胞、组织、器官、个体的调节作用并揭示其背后的机制.通过机制创新和前瞻性布局, 物理生物医学在未来有望成为中国引领、世界一流的优势学科.
交叉 2025年01月10日
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