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本篇研究来自上海交通大学张礼知课题组。该研究通过调控BiOCl表面羟基覆盖度来降低催化剂表面空间位阻，从而促进表面氧空位生成，实现光催化O2活化产物由•O2–向O22–的转变。该策略能够有效促进NO完全氧化生成双齿硝酸盐，从而抑制NO2有害副产物的生成及光电子对NO3–的反向还原。该结果为通过调控催化剂表面结构来实现高效、安全的NO光催化去除提供了重要理论基础和实验依据。 文章介绍 Surface hydroxyl manipulation of BiOCl nanosheets for promoted O2 activation and photocatalytic NO removal Zhiping Yang（杨治平）, Yanbiao Shi（石彦彪）, Xiaoyi Zhang（张笑怡）, Jundi Cheng（程俊迪）, Qianhui Liu（刘千惠）, Bing Zhou（周兵）, Biao Zhou（周彪）, Yue Hu（胡月）, Chengliang Mao（毛成梁）, Hao Li（李浩） and Lizhi Zhang（张礼知）   通讯作者： 石彦彪，上海交通大学环境科学与工程学院 李浩，上海交通大学环境科学与工程学院 张礼知，华中师范大学化学学院/上海交通大学环境科学与工程学院   研究背景： 氮氧化物（NOx）是化石燃料燃烧和废物焚烧过程中产生的次级气溶胶前驱体，对大气环境和人类健康构成严重威胁。传统的高浓度NO去除技术难以有效处理城市和室内空气中低浓度NO，这促使研究者探索更绿色、经济、可持续性的解决方案。太阳光驱动的半导体光催化技术因其能够在环境条件下有效去除ppb级别的NO而备受关注。然而，当前报道的半导体光催化材料在选择性生成活性氧物种（ROS）并抑制NO氧化过程中有害副产物（如NO2）生成方面仍存在挑战。 本研究通过调控BiOCl纳米片表面羟基浓度来降低其空间位阻并促进氧空位产生，将光催化O2活化过程产生的ROS从•O2–转变为O22–，从而实现NO完全氧化产生更稳定的双齿硝酸盐，避免有害的NO2形成和光电子诱导的NO3–反向还原。   研究内容： 本研究在饱和甘露醇溶液水热处理来调控BiOCl纳米片表面羟基覆盖度，从而构筑具有不同空间位阻的表面结构。通过DFT理论计算优化O2在富羟基和贫羟基BiOCl表面（BiOCl-OHrich-NS、BiOCl-OHrich-UN）的吸附构型、吸附能量、O-O键长、电荷转移、电子态密度，解析O2分子活化状态和产物，并根据过渡态模型推测不同活性氧物种介导的NO氧化反应过程。   图1. (a) O₂在BiOCl-OHrich-NS和(b) BiOCl-OHpoor-UN表面吸附构型及(c, d)差分电荷；(e) 理论模拟•O2⁻和O22⁻介导下NO光氧化反应。   随后利用红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）来定量分析材料表面羟基浓度；通过高角环形暗场像-扫描透射电子显微镜（HAADF-STEM）和电子顺磁共振（EPR）来验证不同表面羟基浓度的BiOCl表面氧空位（OV）分布及含量。   图2. (a) BiOCl-OHrich-NS和BiOCl-OHpoor-UN的FTIR光谱和(b)高分辨率O 1s XPS光谱。(c)...

本篇研究来自兰州大学邓伟华课题组。本文系统建立了聚合物质心扩散这一前沿热点布朗非高斯扩散模型。从单体的链式解聚过程出发，推导出有关质心位置分布满足的Fokker-Planck方程和质心位置泛函分布满足的Feynman-Kac方程。基于深度BSDE方法，提供了该模型泛函分布的一些应用，比如正半平面占据时间、首次通过时间等。本文提出在该领域将来的发展方向上可结合人工智能算法处理模型满足的方程，在生命科学领域有重要的潜在应用。 文章介绍 Feynman-Kac equation for Brownian non-Gaussian polymer diffusion Tian Zhou（周甜）, Heng Wang（王恒） and Weihua Deng（邓伟华） 通讯作者： 邓伟华，兰州大学   研究背景： 布朗非高斯扩散过程在自然界中普遍存在，其特点在于均方位移与时间成正比，而扩散粒子位置分布不再满足高斯分布。布朗非高斯扩散过程在许多领域具有重要的应用价值。就生物医学领域而言，布朗非高斯扩散的输运特性可以提供有关药物输送的重要信息。目前，有关布朗非高斯扩散机制的理解仍不全面，需要进一步研究其特性和应用。 布朗非高斯扩散是描述聚合物分子运动的一个重要模型，为了探讨聚合物质心扩散的布朗非高斯特性和应用，本文针对聚合物质心的扩散过程进行了建模，结合深度BSDE方法提供了一些理论应用。该研究发展了人工智能算法，进一步丰富了布朗非高斯扩散的理论，在生命科学等领域有重要的潜在应用。   研究内容： 本文借助朗之万方程描述伴随化学反应的聚合物质心扩散过程，通过计算扩散过程的均方位移说明了聚合物质心扩散的布朗非高斯特性。从单体的解聚过程着手，推导出有关质心位置和单体数目联合分布满足的向前Fokker-Planck方程。在初始单体数给定的前提下，仅关心质心位置分布，推导出质心位置分布满足的向后Fokker-Planck方程。在此基础上，进一步推导出质心位置泛函分布满足的向前（向后）Feynman-Kac方程。最后，利用深度BSDE方法和蒙特卡洛模拟方法讨论了Feynman-Kac方程的一些应用，比如正半平面占据时间、首次通过时间等，这些应用进一步验证了所推导方程的正确性。 该研究成果进一步发展和丰富了布朗非高斯扩散过程的理论成果。另一方面，将人工智能算法与反常扩散动力学建立了联系，为扩散动力学的研究提供了新的方法。聚合物具有广泛的应用领域，该研究成果的理论模型在生物医学、生命科学等领域有重要的潜在应用。 作者介绍 邓伟华  教授 兰州大学 邓伟华，男，生于1977年10月10日，安徽涡阳人，兰州大学数学与统计学院教授、萃英学者、院长，国家杰青获得者。主要从事科学计算与数值分析、统计物理学和随机模拟、非线性动力学和反常扩散、非局部偏微分方程与随机表示、深度学习模型与算法等研究（http://orcid.org/0000-0002-8573-012X）。 期刊介绍 Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical  2023年影响因子：2.0  Citescore：4.1 Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical（JPhysA）每年出版50期，针对运用数学结构来描述物理世界的基本过程，并探索这些结构的分析、计算和数值方法。期刊内容涵盖：统计物理；非平衡系统、计算方法和现代平衡理论；混沌和复杂系统；数学物理；量子力学和量子信息理论；场论和弦理论；流体和等离子体理论；生物模型等方面。文章类型包括原创性论文和综述，以及关注于热点研究的专题综述和特刊，提供及时、全面的纵览。

特刊详情 客座编辑 Yu Pan，美国哈佛大学 George V. Lauder，美国哈佛大学 Haibo Dong，美国弗吉尼亚大学 Keith W. Moored，美国理海大学 主题范围 Over billions of years, evolution has led fish to master a wide array of swimming methods, allowing them to effectively maneuver and flourish in their aquatic habitat. The investigation of fish locomotion has long fascinated scientists, offering invaluable insights into fluid mechanics,...

特刊详情 客座编辑 Hewenxuan Li（李贺文轩），Cornell University（美国康奈尔大学） Rui Yuan（袁锐），Wuhan University of Science and Technology（武汉科技大学） Somdatta Goswami，Johns Hopkins University（美国约翰斯·霍普金斯大学） Qianying Cao（曹倩影），Brown University（美国布朗大学） 主题范围 Advances in novel material manufacturing and design increasingly leverage inherent material and structural nonlinearities to achieve system stability and multiple operational modes with minimal input energy to the system. The multifaceted nature of nonlinear materials...

特刊详情 客座编辑 成璐，中国人民大学 常东风，山东大学 董轶哲，英国爱丁堡大学 Kevin Connolly，英国思克莱德大学 Itziar Lazkano，美国威斯康星大学密尔沃基分校   主题范围 In 2015, the United Nations put forward the 2030 Agenda, offering comprehensive guidance to nations striving for a better future in environmental, economic, and social dimensions. Since their introduction, significant efforts and widespread actions have been undertaken at the national level to fulfill the...

专刊详情 客座编辑： 曹毅, 南京大学 Judy Wu，美国堪萨斯大学   主题范围： 2024年是IOP出版社Materials Research Express（MRX）期刊创刊十周年，我们怀着无比激动的心情，邀请您与我们共同庆祝MRX创刊十周年这一重要时刻。 在这期十周年纪念专刊中，我们精选了1篇教程文章、9篇综述文章和10篇研究性文章供您阅读，以此庆祝过去十年中MRX所取得的诸多成就！ 这些成就包括与全球120个国家的学者开展广泛合作，来自全球7,127家机构的作者在MRX期刊发表了14,137篇论文，在2023年，MRX期刊文章下载量达1,524,534次，引用达23,168次，在过去三年，下载量增长了13.5%。在此，我们向所有作者、审稿人、编委会成员和广大读者致以诚挚的感谢。 MRX期刊一直致力于成为材料领域学者们发布创新和最新研究成果的国际平台。过去十年，正是因为有了你们的支持，MRX才取得了如此巨大的成功。未来十年，你们的支持更将是MRX继续成长的动力，期待与大家共同谱写新的辉煌篇章！ 文章精选 Tutorial Dissipation and irreversibility in computing David K Ferry and Wolfgang Porod 2023 Mater. Res. Express 10 083001   Topical Reviews Recent advances of silicate materials for wastewater treatment: a review Meng Xu et al 2024 Mater. Res. Express 11 032001   A review on additive manufacturing for...

IOP出版社每月从年度重点期刊中精选两个主题的研究文章供大家阅读，本月的主题为The Built Environment和Neuromorphic Computing and Devices。这些文章体现了IOP期刊的高质量和创新性，并呈现了一些受关注的研究工作。欢迎大家阅读下载！ 您可以扫描下方二维码，查看IOP出版社环境领域和工程领域的最新资讯；还可以>>点击此处链接，订阅该领域的最新研究进展以及相关期刊的最新信息。 环境： 工程： 精选文章 The Built Environment Environmental Research Letters Impacts of urban shrinkage on the built environment and its environmental sustainability: an analytical review Xiujuan He, Weijun Gao, Dongjie Guan and Lilei Zhou   Urban growth modeling for the assessment of future climate and disaster risks: approaches, gaps...

IOP出版社衷心祝贺来自美国的科学家John Hopfield和来自英国、加拿大的科学家Geoffrey Hinton荣获2024年诺贝尔物理学奖，以表彰他们在利用人工神经网络实现机器学习方面的开创性工作。 我们为能够出版这些突破性研究成果的部分内容感到自豪。历年诺贝尔奖得主中的其他研究也曾在IOP出版社发表。自1901年以来，共有224人获得诺贝尔物理学奖，其中132位获奖者曾在IOP出版社发表过他们的研究成果。IOP出版社旗下的Reports on Progress in Physics（ROPP）期刊今年迎来90周年，33篇由诺贝尔奖得主撰写的文章曾在该期刊上发表。 为了庆祝诺贝尔物理学奖以及ROPP期刊的里程碑，并表彰物理学领域的进步，我们特别汇总了“2024年诺贝尔奖文章特辑”，并在此分享最近由诺贝尔奖得主发表在ROPP期刊的文章以及机器学习领域的相关文章。 诺贝尔奖得主ROPP文章特辑 The Physics of Attosecond Light Pulses Pierre Agostini and Louis F DiMauro 2023年获奖者：Ferenc Krausz (1962-) 和Pierre Agostini (1941-) 他们的同事Anne L’Huillier同样获奖。他们因“实验方法产生用于研究物质中电子动力学的阿秒光脉冲”而获得诺贝尔奖。   Bell’s Theorem: Experimental Tests and Implications J F Clauser and A Shimony 2022年获奖者：John Clauser (1942-) 与他的同事Alain Aspect和Anton Zeilinger一起，因“通过纠缠光子实验，证实了贝尔不等式的违背，并开创了量子信息科学的新纪元”而获奖。   The Nucleus of Our Galaxy R Genzel, D Hollenbach...

特刊详情 客座编辑 Adnan Mehonic，英国伦敦大学学院 Erika Covi，德国NaMLab gGmbH Giuliana Di Martino，英国剑桥大学 Ignasi Fina，西班牙巴塞罗那自治大学材料研究所 Veeresh Deshpande，德国亥姆霍兹联合会柏林能源与材料研究中心   主题范围 Over the last decade, hardware dedicated to Machine Learning (ML) and Artificial Intelligence (AI) has catalysed significant algorithmic advancements and broadening of application scope. Current hardware design aims to mitigate von Neumann system limitations, notably the costly data transfers...

特刊详情 客座编辑 Chiara Bartolozzi，意大利技术研究院 Mitra Hartmann，美国西北大学 Arindam Basu，香港城市大学 Robert Nawrocki，美国普渡大学   主题范围 Biological sensory systems have developed to best capture the properties of surrounding objects and environment that are useful for acting in the world. Touch is a crucial skill to physically interact with the environment, objects and humans. For robots, the sense of touch...

本篇研究来自清华大学/北京雁栖湖应用数学研究院谭盛课题组。本研究我们推广了任意子凝聚理论，讨论对称富化的拓扑序的任意子凝聚，给出了给予Frobenius代数的刻画，讨论了如何在格点模型中实现对称缺陷，研究了我们所构造模型的有能隙边界和边界-体对偶性以及EM对偶性的显式的晶格实现。 文章介绍 Electric-magnatic duality and Z2 symmetry enriched Abelian lattice gauge theory Zhian Jia（贾治安）, Dagomir Kaszlikowski and Sheng Tan（谭盛） 通讯作者： 谭盛，清华大学/北京雁栖湖应用数学研究院   研究背景： 拓扑序是一种超越朗道对称性破缺理论的量子物态，对拓扑序的刻画是凝聚态物理的重要课题之一。对偶是现代物理最重要的概念之一，通过对偶，我们可以通过不同的角度、观点研究同一问题。典型的例子包括AdS/CFT对偶、T对偶等。阿贝尔群量子倍增模型具有电磁对偶。但是对非阿贝尔的情形，这种对偶性便被打破。Hopf代数的量子倍增模型弥补了这一缺陷。电磁对偶可以看作是拓扑序的一种对称性，它交换电荷与磁荷。而构造格点模型来实现电磁对偶以及有电磁对偶对称性所富化的拓扑序是一个重要的公开问题。   研究内容： 量子倍增模型（quantum double model）是Dijkgraaf-Witten拓扑量子场论的晶格实现，其拓扑保护的基态空间在拓扑量子计算和拓扑量子存储器方面具有广泛的应用。在此工作中，我们推广了任意子凝聚理论，讨论对称富化的拓扑序的任意子凝聚。我们给出了给予Frobenius代数的刻画。以电磁对偶为例，我们讨论了如何在格点模型中实现对称缺陷。我们详细讨论了阿贝尔群量子倍增模型的电磁对偶Z2对称性，以及这种对称性所诱导的缺陷的格点实现。我们还通过确定相应的任意子凝聚，研究了我们所构造模型的有能隙边界和边界-体对偶性。我们指出体对称缺陷可以很好地映射到边界缺陷。边界理论通过Tambara-Yamagami范畴来实现，而体理论是其Drinfeld中心。在最后一部分中，讨论了EM对偶性的显式的晶格实现。 作者介绍 贾治安  博士 新加坡国立大学 贾治安，新加坡国立大学博士后。主要研究方向为数学物理、拓扑量子场论、拓扑序、量子多体物理、量子信息，量子计算，量子机器学习等。近年来研究聚焦于中于量子代数在可解格点模型方面的应用。多项研究成果发表在Journal of High Energy Physics, Communications in Mathematical Physics, Physical Review系列，New Journal of Physics, Advanced Quantum Technologies等国际著名期刊。   谭盛  博士 北京雁栖湖应用数学研究院 谭盛，北京雁栖湖应用数学研究院博士后，2023年博士毕业于美国普渡大学，主要研究方向为拓扑量子场论及其相关的数学，其研究成果发表在Journal of High Energy...

特刊详情 客座编辑 Stefania Papatheodorou，美国哈佛大学陈曾熙公共卫生学院 Caradee Wright，南非医学研究委员会 Arnab Ghosh，美国康奈尔大学 Jose Guillermo Cedeno Laurent，美国罗格斯大学   主题范围 Mitigation and adaptation are two complimentary strategies to respond to climate change which is one of the most pressing and complex challenges today. While mitigation aims to reduce the net release of greenhouse gases, limiting the rate of a warming planet,...