التصنيف: الهندسة (Engineering)

تصميم جزيئي وجهاز عقلاني يمكّن خلايا الشمس العضوية من الاقتراب من كفاءة 20% Rational molecular and device design enables organic solar cells approaching 20% efficiency

لكي تكون خلايا الشمسية العضوية تنافسية، يجب أن تلبي الجزيئات الممتصة للضوء في الوقت نفسه عدة متطلبات رئيسية، بما في ذلك حالة نقل الشحنة ذات الامتصاص الضعيف، وثابت العزل العالي، وطاقة السطح المناسبة، والبلورية المناسبة، وما إلى ذلك. ومع ذلك، فإن القاعدة التصميمية المنهجية في الجزيئات لتحقيق الأهداف المذكورة أعلاه نادراً ما تم دراستها. في…
تشكيل سبائك الفضة عالية التركيز وتدرج الغاليوم الخلفي الحاد مما يمكّن خلية شمسية من النحاس والإنديوم والغاليوم والسيلينيوم بكفاءة 23.6% High-concentration silver alloying and steep back-contact gallium grading enabling copper indium gallium selenide solar cell with 23.6% efficiency

جان كيلر (ب) كلارا كيسلمان © أوليفييه دونزيل-غارغان © ناتاليا م. مارتن © ميلكي بابوتشي © أولي لوندبرغ إريك والين® لارس ستولت وماريكا إيدوف
الكيمياء الكهربائية الهرمية لليثيوم باستخدام أنود من نوع السبيكة لبطاريات الليثيوم المعدنية ذات الكثافة الطاقية العالية Hierarchical Li electrochemistry using alloy-type anode for high-energy-density Li metal batteries

استغلال أنود الليثيوم المعدني الرقيق ضروري لبطارية ذات كثافة طاقة عالية، ولكنه يعاني بشدة من ضعف قابلية معالجة الليثيوم، بالإضافة إلى سلوكيات الطلاء/الإزالة غير القابلة للتحكم لليثيوم. واجهة الإلكتروليت. هنا، نوع رقيق قابل للتعديل في السماكة/السعة من السبائك تم تصنيع الأنود لبطاريات الليثيوم المعدنية ذات الكثافة الطاقية العالية. السبائك الليثوفيلية LiZn التي تم تشكيلها في…
هيدروجيلات مزدوجة الشبكة قوية مع تعزيز ذاتي سريع واهتزاز منخفض استنادًا إلى شبكات متشابكة بشدة Tough double network hydrogels with rapid self-reinforcement and low hysteresis based on highly entangled networks

تُعزز معظم الهلاميات المائية القاسية من خلال إدخال آليات لتبدد الطاقة، ولكن تحقيق صلابة عالية وفقدان منخفض للطاقة الحركية في الوقت نفسه يمثل تحديًا لأن هيكل تبدد الطاقة لا يمكنه التعافي بسرعة. في هذا العمل، تم تصنيع هلاميات مائية مزدوجة الشبكة شديدة التشابك ذات أداء ميكانيكي عالٍ دون هيكل لتبدد الطاقة، حيث تعمل التشابكات الفيزيائية…
زيادة ثلاثية في أحواض الأنهار العالمية مع ندرة المياه بسبب التلوث المستقبلي A triple increase in global river basins with water scarcity due to future pollution

أمن المياه في خطر اليوم. بينما تؤثر التغيرات المناخية على توفر المياه، أدت التحضر والأنشطة الزراعية إلى زيادة الطلب على المياه بالإضافة إلى التلوث، مما يحد من استخدام المياه الآمنة. قمنا بإجراء تقييم عالمي لندرة المياه النظيفة المستقبلية لعام 2050 من خلال إضافة جانب تلوث المياه إلى التقييمات التقليدية لندرة المياه الناتجة عن الكمية. تم…
المواد الميتامادية الصوتية لامتصاص الصوت والعزل في المباني Acoustic metamaterials for sound absorption and insulation in buildings

على الرغم من ظهور المواد الميتامادية الصوتية التي تتمتع بامتصاص صوتي ممتاز وفقدان نقل، إلا أن اعتمادها في عزل الصوت في المباني كان محدودًا. لا يزال تصميم عزل الصوت في المباني مستندًا إلى الأداء الصوتي للمواد التقليدية، حيث يتعارض قانون الكتلة مع خفة الوزن عندما يتعلق الأمر بالتصميم الصوتي. في أي حال، تعاني المباني القريبة…
مُنبِث حراري ثنائي الانتقاء مع أداء مُعزز للتبريد الإشعاعي تحت المحيط A dual-selective thermal emitter with enhanced subambient radiative cooling performance

شيوكي وو (ب) جينلي لي (ب) في شيا (ب شون-إن وو سيمينغ تشاو قينيوان جيانغ © شيليانغ تشانغ باوشون وانغ يونروي دي قاو قم بتشغيل في وانغ يا هوانغ يانلونغ تشاو © ينغ ينغ تشانغ وي لي (د جيا زو (ب) وروفان زانغ
آليات الفشل الكيميائي الميكانيكي للأنود السيليكوني في البطاريات الصلبة Chemo-mechanical failure mechanisms of the silicon anode in solid-state batteries

السيليكون هو مادة أنود واعدة بسبب سعتها النظرية العالية، وانخفاض جهد الليثيوم، وانخفاض خطر تشكيل الدندريت. ومع ذلك، فإن الأداء الكهروكيميائي لأنودات السيليكون في البطاريات الصلبة لا يزال ضعيفًا (على سبيل المثال، سعة فعلية منخفضة وتدهور سريع في السعة)، مما يعيق التطبيقات العملية. هنا آليات الفشل الكيميائي الميكانيكي للمركب وتم الكشف عن الأنودات المصنوعة من…
الفولاذ الأخضر من الطين الأحمر من خلال اختزال البلازما الهيدروجينية المحايدة مناخياً Green steel from red mud through climate-neutral hydrogen plasma reduction

الطين الأحمر هو نفايات تنقية البوكسيت إلى الألومينا، وهي المادة الخام لإنتاج الألمنيوم . مع إنتاج حوالي 180 مليون طن سنويًا , تراكم الطين الأحمر ليصبح واحدًا من أكبر المنتجات النفايات البيئية الخطرة، مع الكمية المذهلة البالغة 4 مليارات طن المتراكمة على مستوى عالمي . هنا نقدم كيف يمكن تحويل هذا الطين الأحمر إلى مادة…
تحليل متعدد الأنماط لشرائح حيوية مرتبطة بالعرق والفينيل ألانين بين الأفراد ومرتبط بالدم لتتبع عملية الأيض أثناء التمرين Interindividual- and blood-correlated sweat phenylalanine multimodal analytical biochips for tracking exercise metabolism

يمكن أن يوفر المراقبة في الموقع لفقدان الأحماض الأمينية الذاتية من خلال العرق رؤى فسيولوجية حول الصحة والأيض. ومع ذلك، فإن أجهزة استشعار الأحماض الأمينية الحالية غير قادرة على تقييم الحالة الأيضية بشكل كمي أثناء التمرين ونادراً ما تستخدم لتحديد العلاقات بين الدم والعرق لأنها تكتشف فقط مؤشر تركيز واحد وتتجاهل معدل العرق. هنا، نقدم…