来源：Wiley Online Library氮是生命的关键元素利用大气N2作为主要的氮原料，两种生物系统（固氮酶）和化学工业（哈伯-博世工艺 （HBP）已经开发出复杂的催化过程来键合和还原氮，其中最普遍的是转化为氨 （NH3).然而，尽管使用了催化剂，HBP 仍需要高温 （400-500 °C） 和压力 （200-300 atm） 的恶劣条件。这些催化剂主要包括过渡金属 （TM）、如铁、钴、镍等等。由于它们独特的电子结构，具有部分填充的 d 电子亚壳层，这一特性使这些金属能够与 N 相互作用并激活 N2通过将电子反向投送到 N2 的 π* LUMO 中.TMs 催化剂最近也被用作电化学氮还原反应 （eNRR） 中高性能催化剂的有前途的候选者，甚至与人工智能相结合。然而，激活强 N≡N 三键是需要面临的关键挑战之一。根据 Sabatier 原理，理想催化剂与中间体的结合能既不能太强也不能太弱，因为这对于激活反应中间体同时允许反应产物的轻松分离至关重要。eNRR 是一种质子耦合电子转移 （PCET） 反应 （N2+ 3 小时2O → 2NH3+ 3/2O2），包含多个反应途径（例如，远端途径和替代途径），其中包括各种中间体。例如，替代途径涉及多种中间体，例如 *N2、 *N2H、*NHNH、*NNH2， 因此，寻找一种能够方便地调节活性位点的电子结构以调节活性位点和含氮中间...
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来源：Sciopen在过去几年中，化石燃料的枯竭和温室气体排放的增加加剧了全球对可持续和清洁能源替代品的关注。其中，燃料电池被认为是高效的转化系统，能够直接将化学燃料转化为电能，同时将环境影响降至最低。在确保固体氧化物燃料电池（SOFC）的经济可行性的同时，提高其延长的耐久性仍然是其发展的关键挑战。最近的研究表明，某些氧化物具有同时作为阴极和负极材料的功能，从而能够开发对称固体氧化物燃料电池 （SSOFC）。这不仅降低了制造成本，而且由于电解质和电极之间的热机械兼容性，还提高了作稳定性。因此，SSOFC 近年来受到了广泛关注 。氢气 （H2）被广泛认为是一种具有广泛研究前景的前瞻性能源。H2可以通过天然气或煤炭的重整以及由可再生能源技术（如太阳能、风能和潮汐能）驱动的水裂解反应产生。它也是 SOFC 的常用燃料。不幸的是，氢能的商业化受到堆积密度不足和液化温度低的严重阻碍，导致储存和运输成本高。 人们仍在寻找一种具有高能量密度、可再生特性和易于储存的可行替代方案。考虑到这些因素，包括甲醇、乙醇、甲烷和乙烷在内的碳氢化合物燃料因其卓越的能量密度和方便的储存而在过去几年中引起了越来越多的兴趣。然而，这些燃料的高温分解引起的碳沉积严重阻碍了它们在 SOFC 中的应用。相比之下，氨具有显着的优势，包括更高的体积能量密度、易于储存和运输以及成熟的生产技术。这些优势使直接氨固体氧化物燃料电池（...
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来源：ScienceDirect永磁体可以在没有外部能量输入的情况下产生强大而稳定的磁场。迄今为止，稀土基永磁体，包括 Sm-Co 、Sm-Fe-N 和 Nd-Fe-B，具有优异的磁性。其中，钕铁硼磁体被视为接近室温的基准材料，在家用汽车、风力发电和新能源汽车等领域推动了革命性的进步。近年来，对外太空的探索已成为全球关注的话题，新型永磁体在电机、控制器和执行器中的应用是最小化航天器和探测器体积和重量的关键，这对航天技术非常重要。与地球相比，外太空，尤其是月球和深空，呈现出更极端的环境，特别是温度范围明显从2 K扩大到∼450 K，这对钕铁硼永磁体构成了严峻的挑战。在高温下，占主导地位的硬磁 Nd 的居里温度相对较低 （585 K）Nd2Fe14B 磁体中的 B 相导致 350 K 以上的磁急剧软化，导致剩磁、矫顽力和能量产物同时退化。在 135 K 时，Nd2Fe14B相经历自旋取向转变 （SRT），导致磁各向异性从单轴（磁化 ∥[001]）变为锥形 。这种转变在第二象限的磁滞回线中产生明显的扭结，导致能量积急剧减少。因此，Nd-Fe-B 磁体的工作温度被限制在 135 K 到 ∼350 K 之间，这些温度与太空探测的要求之间仍然存在很大的差距。目前，已经采用了掺杂大量重稀土元素（Tb和/或Dy）的策略，以增强Nd-Fe-B永磁体从室温到高温的室温矫顽力和热稳定性。这成功地将最高使...
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来源：ACS Publications镧系元素 （Ln3+） 掺杂的上转换纳米粒子 （UCNP） 由于能够将低能近红外 （NIR） 光子转换为高能紫外光子和可见光子，因此在各种纳米光子和生物医学应用中受到了相当大的关注。传统的 UCNP 通常由 Ln3+掺杂水平低的惰性主体材料组成活化剂（例如，2 mol % Er3+和 0.5 mol % Tm3+）和敏化剂（例如，20 mol % Yb3+） 以避免有害的浓度淬灭效应，然而，它受到少量 Ln3+的限制发射器、低上转换 （UC） 效率以及亮度不足，尤其是在单粒子级别。为了对抗浓度淬灭效应，策略包括表面钝化、表面重建 /晶格调制 /Ln3+的空间限制排放和染料致敏已经开发出来，产生了许多具有高浓度 Ln3+的高效 UCNP掺杂。具体来说，Ln3+由于大量的 Ln 与低掺杂 UCNP 相比，在高密度激发下，重掺杂 UCNP 已被证明可提供更高的 UC 效率和亮度3+可以收集和维持高功率激发能量的离子。此外，基于 Ln3+可以实现新的光学特性，例如高度非线性光子雪崩和上转换超荧光重度掺杂 UCNP。这些特性使 Ln3+重掺杂 UCNP 在许多前沿领域的应用很有吸引力，例如超分辨率成像、单分子跟踪和量子光学。提高 UC 效率并释放 Ln3+ 的潜力重掺杂 UCNPs，对光物理学的基本理解，尤其是浓度猝灭机制至关重要。交叉弛豫 （...
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