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本篇研究来自美国埃默里大学刘阳、中国疾病预防控制中心施小明课题组。本研究采用卫星遥感、现有地面观测、机器学习技术和大气大数据的组合，预测2005年至2018年期间中国各地的地面大气元素碳浓度，揭示出根据不同排放源和区域背景量身定制环境政策和干预措施的重要性。 文章介绍 Atmospheric elemental carbon pollution and its regional health disparities in China Yun Hang, Xia Meng, Yuzhi Xi, Danlu Zhang, Xiuran Lin, Fengchao Liang, Hezhong Tian, Tiantian Li, Tijian Wang, Junji Cao, Qingyan Fu, Sagnik Dey, Shenshen Li, Kan Huang, Haidong Kan, Xiaoming Shi(施小明) and Yang Liu(刘阳) 通讯作者： 施小明，中国疾病预防控制中心 刘阳，美国埃默里大学   研究背景： 先前的研究报告称，与总的环境细颗粒物（PM2.5）相比，大气元素碳（EC）可能具有较高的潜在毒性。然而，大部分关于EC的研究都是在美国和欧洲进行的，而中国的EC污染水平明显高于欧美地区。由于缺乏记录长期EC水平的监测网络，研究中国EC暴露的健康影响面临相当大的挑战。中国在过去十年对PM2.5总量实施了严格的减排措施，多项研究表明其浓度显著下降，但EC水平的变化及其相关的死亡负担仍然大体上是未知的。  ...

我们汇总了发表在Materials Research Express期刊发表的优秀文章，这些文章体现了期刊的高质量和创新性。 文章的选择基于一系列标准，包括优秀研究的展示、在线读者的受欢迎程度以及审稿人的高度赞扬。 感谢所有的作者和审稿人对Materials Research Express期刊的支持！希望您喜欢阅读这一合集。 亮点文章 Papers Metakaolin-red mud/carbon nanotubes geopolymer nanocomposite: mechanical properties and structural studies Hamidreza Ahmadi et al 2022 Mater. Res. Express 9 025011   Influence of process parameters on the microstructure and mechanical properties of friction stir welds of AA2014 and AA6063 aluminium alloys using response surface methodology M Ramamurthy et al 2022 Mater. Res. Express 9 026528  ...

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Quantum Science和Bioprinting。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！ 精选文章 Quantum Science Quantum Science and Technology Building spatial symmetries into parameterized quantum circuits for faster training Frédéric Sauvage, Martín Larocca, Patrick J Coles and M Cerezo   Security of quantum key distribution with imperfect phase randomisation Guillermo Currás-Lorenzo, Shlok Nahar, Norbert Lütkenhaus, Kiyoshi Tamaki and Marcos Curty   Materials for Quantum Technology Double quantum dots in atomically-precise graphene nanoribbons...

一项新的研究表明，绿色氨可以满足全球60%以上的航运业的燃料需求，只需覆盖十大区域性燃料港口。 这项研究近日发表在IOP出版社的期刊Environmental Research: Infrastructure and Sustainability上。 牛津大学的研究人员研究了氨的生产成本，它与极低硫燃料相似，并得出结论，到2050年，这种燃料可能是帮助国际航运脱碳的可行选择。 到2050年，向绿色氨燃料供应链过渡将需要大约2万亿美元，主要是为供应基础设施提供资金。研究表明，最大的投资需求是在澳大利亚，以供应亚洲市场，预计在智利(供应南美)，加利福尼亚(供应美国西部)，西北非洲(满足欧洲需求)和阿拉伯半岛南部(满足当地需求和南亚部分地区)也有大型生产集群。 世界上90%的实物货物贸易是由船只运输的，这些船只燃烧重燃料油并排放有毒污染物。这占全球温室气体(GHG)排放量的近3%。因此，国际海事组织(IMO)承诺在2018年实现国际航运业脱碳，目标是到2050年将温室气体排放量减少一半。这些目标最近被修订为到2050年实现净零排放。 在研究了柴油船舶废气处理的可行性后，提出了用可再生电力电解水制成的绿色氨作为替代燃料来源，以快速脱碳航运业。然而，从历史上看，如何以及在哪里投资建立必要的基础设施，以提供高效、可行的燃料供应链，一直存在很大的不确定性。 牛津大学工程科学系化学工程教授René Bañares-Alcántara表示：“航运业是脱碳最具挑战性的行业之一，因为它需要高能量密度的燃料，而且很难协调不同团体生产、利用和资助替代(绿色)燃料供应。” 为了指导投资者，牛津大学的团队开发了一个建模框架，为如何建立一个全球绿色氨燃料供应链创建可行的场景。该框架结合了燃料需求模型、未来贸易情景和绿色氨生产、储存和运输的空间优化模型，以找到满足未来航运燃料需求的最佳地点。 “这项研究的意义是惊人的。在拟议的模式下，目前对石油生产国的依赖将被一个更加区域化的行业所取代；绿色氨将在赤道附近土地丰富、太阳能潜力大的国家生产，然后运往航运燃料需求的区域中心，”Bañares-Alcántara教授总结道。   ——本文翻译内容来源：全球能源、全球氢能网、新能源网综合 文章介绍 Optimal fuel supply of green ammonia to decarbonise global shipping Jasper Verschuur, Nicholas Salmon, Jim Hall and René Bañares-Alcántara 通讯作者： René Bañares-Alcántara，英国牛津大学 期刊介绍 Environmental Research: Infrastructure and Sustainability Environmental Research: Infrastructure and Sustainability（ERIS）是一本涵盖多学科的开放获取期刊，本期刊旨在发表针对各种规模和地理环境的基础建设及其相关系统所面临的各种挑战的研究，以及更广泛意义上的可持续性和持久性研究，包括环境、经济和社会因素等。我们欢迎包括定性、定量、实验性、理论及应用研究的所有方法学研究。

我们汇总了2022年发表在Environmental Research Letters期刊发表的优秀文章，这些文章体现了期刊的高质量和创新性。 文章的选择基于一系列标准，包括优秀研究的展示、在线读者的受欢迎程度以及审稿人的高度赞扬。 感谢所有的作者和审稿人对Environmental Research Letters期刊的支持！希望您喜欢阅读这一合集。 亮点文章 Assessing the role of compound drought and heatwave events on unprecedented 2020 wildfires in the Pantanal Renata Libonati et al 2022 Environ. Res. Lett. 17 015005   Future projections of temperature and precipitation for Antarctica Kamal Tewari et al 2022 Environ. Res. Lett. 17 014029   A 30 m global map of elevation with forests and buildings...

我们汇总了2023年发表在JPhys Materials期刊发表的优秀文章，这些文章体现了期刊的高质量和创新性，涵盖了材料领域的多个学科。 文章的选择基于一系列标准，包括优秀研究的展示、在线读者的受欢迎程度以及审稿人的高度赞扬。 感谢所有的作者和审稿人对JPhys Materials期刊的支持！希望您喜欢阅读这一合集。 JPhys Materials期刊主编Stephan Roche 出版人Myla Lloyd 助理出版人Sophie Caldwell 亮点文章 Roadmaps Roadmap on biomaterials for women’s health Kaitlin Fogg et al 2023 J. Phys. Mater. 6 012501   Roadmap on nanomedicine for the central nervous system Gianni Ciofani et al 2023 J. Phys. Mater. 6 022501   Roadmap on commercialization of metal halide perovskite photovoltaics Shien-Ping Feng et al 2023 J. Phys. Mater. 6 032501   Roadmap...

本篇研究来自中国海洋大学李建平教授课题组。本研究利用南海夏季风和ENSO在印度洋偶极子东、西极子预测中的不同作用，基于多元回归统计方法构建了一个新的印度洋偶极子季节预测统计模型，该模型的预测性能明显优于北美多模式集合动力预测模型。 文章介绍 Reconciling roles of the South China Sea summer monsoon and ENSO in prediction of the Indian Ocean dipole Yazhou Zhang（张亚洲）, Jianping Li（李建平）, Yina Diao（刁一娜）, Qiuyun Wang（汪秋云）, Renguang Wu（吴仁广）, Ting Liu（刘婷）, Yishuai Jin（金亦帅）, Zhaolu Hou（侯兆禄） and Haili Wang（王海丽） 通讯作者： 李建平, 中国海洋大学   研究背景： 印度洋偶极子（Indian Ocean dipole, IOD）是地球上最显著的年际变率之一，表现为热带印度洋海表面温度异常东西反向变化的空间分布特征。IOD的显著气候效应遍及印度、印度尼西亚、澳大利亚、中国、甚至南美等地区，对上述区域造成严重的社会经济损失。比如，2019年热带印度洋经历了近60年强度最大的极端IOD正位相事件，此次极端事件对随后冬季澳大利亚森林大火和次年夏季长江流域超级梅雨有重要影响，给当地造成数十亿美元的经济损失。因此，加强IOD预测研究不仅有助于加深对IOD气候效应的理解，还可为受其影响国家的防灾减灾决策提供一定的科学依据。   研究内容： 本文基于多元线性回归方法构建了一个新的IOD季节预测统计模型，并通过与北美多模式集合（NMME）动力预测模型作对比分析评估了该模型的预测性能。南海夏季风与ENSO都是影响IOD发展的重要气候因子，对IOD发展具有显著的协同效应。南海夏季风主要通过区域Hadley环流影响IOD东极子的发展，而ENSO主要通过Walker环流影响IOD西极子的发展。因此，南海夏季风主要与IOD东极子相关显著，与IOD西极子相关较弱；而ENSO主要与IOD西极子相关显著，与IOD东极子相关较弱（图1）。 基于上述统计关系和物理过程，本研究发展了一个新的IOD统计预测模型，建模过程如下：（a）利用前期夏季ENSO和IOD持续性预测IOD西极子指数；（b）利用前期夏季南海季风和IOD持续性预测IOD东极子指数；（c）预测的IOD西极子指数减去预测的IOD东极子指数得到预测的IOD指数。 该统计模型预测的秋季IOD指数与观测的相关系数达到0.86，均方根误差为0.24°C，预测能力明显优于NMME动力预测模型（图２）。而且，该统计模型对 IOD正事件的命中率与NMME模型相当（超过65%），远高于对IOD负事件的命中率。本研究为预测IOD提供了一个新的视角，对进一步提高IOD的业务预测能力具有重要的参考价值。 图1 1982-2018年夏季南海季风（SM，橙色柱）和ENSO分别（N34，绿色柱）与（a）秋季IOD、（b）IOD西极子和（c）IOD西极子的相关系数。（d-f）同（a-c），但为偏相关系数。浅橙色柱表示夏季南海季风与（d）秋季IOD、（e）IOD西极子和（f）IOD西极子去除同期ENSO信号后的偏相关系数，而浅绿色柱表示ENSO与（d）秋季IOD、（e）IOD西极子和（f）IOD西极子去除同期南海季风信号后的偏相关系数。图中灰色圆心实点表示95%信度水平。 图2 1982-2018年观测与统计模型和NMME动力预测模型的（a）相关系数和（b）均方根误差（°C）。其中橘色实线表示基于前期夏季南海季风、ENSO和持续性建立的统计预测模型，绿色实线为新建的统计预测模型（RC-model，基于前期夏季ENSO和IOD西极子持续性预报的秋季IOD西极子指数减去基于前期夏季南海季风和IOD东极子持续性预报的IOD东极子指数），虚线为12个NMME动力预测模型，MME为12个NMME动力预测模型的平均结果。 作者介绍 李建平 教授 中国海洋大学 李建平，中国海洋大学教授、国家杰青、首届全国优博、973项目首席、Climate Dynamics执行主编、国际气候与环境变化委员会主席、国际气候学委员会主席、国际IUGG会士。主要从事气候动力学与气候预测研究，发表论文500余篇，编译著10余部。入选斯坦福大学全球前2%顶尖科学家终身成就榜单、爱思唯尔中国高被引作者、全球最佳地球科学家等。...

我们汇总了2023年发表在JPhys Energy期刊发表的优秀文章，这些文章体现了期刊的高质量、创新性以及涵盖了受关注的研究工作。文章的选择基于一系列标准，包括优秀研究的展示、网络读者的受欢迎程度以及审稿人的高度赞扬。 感谢所有的作者和审稿人对JPhys Energy期刊的支持！ ——JPhys Energy期刊出版人Myla Lloyd 亮点文章 PapersSizing solar-based mini-grids for growing electricity demand: Insights from rural India Reena Sayani et al 2023 J. Phys. Energy 5 014004   Implications of the M-OO..OO-M recombination mechanism on materials screening and the oxygen evolution reaction Kai S Exner 2023 J. Phys. Energy 5 014008   Towards low-cost sodium-ion batteries: electrode behavior of graphite electrodes...

本篇研究来自陕西师范大学数学与统计学院李永明课题组。本文在经典信道设置下，提出了几类动态相干度量，证明了其良好的性质，研究了其刻画量子信道相干性的能力。 文章介绍 Quantifying channel coherence via the norm distance Mingfei Ye (叶明飞), Yu Luo (罗宇) and Yongming Li (李永明) 通讯作者： 李永明, 陕西师范大学数学与统计学院   研究背景： 量子信道是量子信息传输的载体，描述了系统在空间和时间上的演化，在量子资源的操纵中起着关键作用。量子相干起源于量子力学的叠加原理，是量子信息处理和量子计算的基本资源，在分析量子光学、量子信息、固态物理和纳米热力学，甚至生物系统中的物理现象时起着重要作用。目前, 关于量子态的相干资源论的研究已获得了丰硕的成果。量子信道的数学结构更复杂和抽象。因此，量子信道的相干资源量化研究一直是热点和难点。众所周知，范数可以产生合理的距离度量。特别地，钻石范数作为量子信道之间距离的基本度量，是信道比较和信道操作协议基准测试中使用最广泛的品质因数之一，并且它可以通过半正定程序（SDP）有效地计算。此外，钻石范数具有明确的操作解释，量化了使用物理上可实现的量子信道模拟给定映射的成本。因此，本文将研究基于范数距离的动态相干度量，钻石范数生成的度量是它的一个特例。这将有助于定量分析信道相干资源在量子信息处理任务中的作用。   研究内容： 本文在经典信道设置下，提出了几类动态相干度量，证明了其良好的性质，研究了其刻画量子信道相干性的能力。首先，提出了一类基于范数距离的动态相干度量，证明了它们对于经典信道是忠实的，在最大非相干超信道下单调不增，满足凸性，并且对于信道的复合和张量积是次可加的。详细地讨论了钻石度量，证明了它可以退化为相干的迹范数，满足摊销不等式，并且可以通过SDP有效地计算。其次，引入了创造相干钻石度量，发现信道的检测相干性和创造相干性都不超过信道的相干性，而信道的相干性不超过信道的纯度。此外，提出了退相协变非相干超信道下的动态相干度量，利用退相钻石度量精确计算了幅值阻尼信道、相位阻尼信道和去极化信道的相干值，并给出了Pauli信道是相干信道的充要条件。最后，揭示了钻石度量在二元信道区分任务中的操作解释。本文的结果完善了动态相干资源理论的研究内容，将有助于利用信道的相干性促进量子技术的发展。 作者介绍 李永明 教授 陕西师范大学 李永明，陕西师范大学数学与统计学院教授，博士生导师，四川大学理学博士，西北工业大学博士后，主要研究方向为：逻辑与计算、计算智能、模糊系统分析、量子信息学、格上拓扑学。2001年政府特殊津贴获得者，曾获得2002教育部第三届“高校青年教师奖”(教育部高层次人才奖励计划)，陕西省三秦人才津贴获得者。在科学出版社出版专著两部，在国内外著名杂志发表论文300余篇，其中SCI源期刊论文150余篇。 期刊介绍 Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 2022年影响因子：2.1  Citescore：4 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 Mark New，南非开普敦大学 Nancy Karanja，肯尼亚内罗毕大学 Nathan Williams，美国罗切斯特理工学院Golisano可持续发展研究所 Margaret Skutsch，墨西哥国立自治大学 Jennifer Burney，美国加利福尼亚大学圣迭戈分校   主题范围 The Sustainable Development Goals set out ambitious global development targets in pursuit of a more just, equitable, and prosperous world. Foundational among these are goals 6 and 7 which seek to eliminate water and energy poverty respectively. While these represent distinct...

本篇研究来自西安交通大学吴九汇、马富银课题组。本文主要说明了在研究具有C3对称性的声子晶体的谷态声能涡旋时发现，Bragg散射和局域共振的耦合效应会改变声子晶体能谷处原胞中心的声能涡旋旋向。这一特性可导致在由不同拓扑相声子晶体组成的zigzag分界面上的拓扑边缘态出现频带分离的现象。 文章介绍 Multi-band selective acoustic valley transport through band separation of topological interface states Zhen Huang（黄镇）, Jiu Hui Wu（吴九汇）, Yao Huang（黄耀）, Chongrui Liu（刘崇锐）, Chen Chen（陈琛） and Fuyin Ma（马富银） 通讯作者： 吴九汇，西安交通大学机械工程学院&机械结构强度与振动国家重点实验室 马富银，西安交通大学机械工程学院   研究背景： 狄拉克简并是实现拓扑相变的关键，而布里渊区高对称点处的双重简并可以是确定性的，也可以是偶然性的。确定性简并依赖于晶格的高对称性，而偶然性简并受制于散射体之间的散射强度。对于确定性简并，通常采用旋转-散射机制打破声子晶体的镜像对称性，以获得全向带隙。禁带形成机制主要有两种:布拉格散射机制和局域共振机制。对于布拉格散射产生的带隙，波长与声子晶体的晶格常数相当。而局域共振机制可以使声子晶体的带隙所对应的波长远大于晶格常数。目前的研究表明，一个狄拉克锥只能产生一个边界态频带，因此需要构造多个狄拉克锥才能实现多个边界态频带，这增加了实现多波段谷态传输的工程应用难度。因此，利用局域共振和布拉格散射耦合效应产生的单狄拉克锥实现非常规双频带具有重要的意义。   研究内容： 利用局域共振和布拉格散射的耦合强度，提出了一种获得多波段选择性声谷传输的声谷霍尔系统。在高晶格对称性的保护下，在第一布里渊区角点出现了两个确定性的狄拉克点，这些狄拉克点的频率与局域共振和布拉格散射的耦合强度有关。采用旋转-散射体机制实现了谷霍尔相变。随后，本文通过由不同谷霍尔相的声子晶体组成的超元胞的色散关系，发现边缘态的频率具有界面依赖性。此外，散射体的旋转角度可以分离出不同界面的边缘态的频带，这是因为Bragg散射和局域共振的耦合效应改变了声子晶体能谷处原胞中心的声能涡旋旋向。受这些有趣发现的启发，本文通过数值计算和实验研究，利用拓扑界面态的带分离现象实现了多波段且具有选频特性的声谷边界态输运。该研究为多波段多通道的声通信和声学诊断等潜在工程应用提供了理论基础。 图1.（a）三角晶格原胞示意图。(b) 三角晶格的能带结构。实线和虚线分别表示散射体在旋转角θ=10°和θ=0°时的色散关系。插图为第一布里渊区。(c)、(d) 中间面板表示谷频率随旋转角θ的变化，上下面板分别表示狄拉克锥Ⅰ和Ⅱ分裂产生的谷态的声压分布。橙色实线代表谷态K1和K4，蓝线代表谷态K2和K3。红色箭头表示声波的能量通量，白色圆圈箭头表示手性涡旋。 图2. (a) 数值计算和实验测试得到的狄拉克锥I附近两个界面态的传输损耗。蓝色实线（TLs-Ⅰ1）和紫色实线（TLs-Ⅰ2）分别代表界面Ⅰ1和Ⅰ2的数值解；带符号线代表实验测量结果，其中黑色圆圈（TLe-Ⅰ1）和橙色三角形（TLe-Ⅰ2）分别代表界面Ⅰ1和Ⅰ2的结果。(b) 狄拉克锥Ⅱ附近Ⅰ1和Ⅰ2界面的声谷输运损失。(c) 实验装置图片。 图 3. (a), (b) 激发频率分别为5060Hz和5500Hz的声强分布。图中蓝色虚线和绿色箭头分别表示界面的位置和传播方向。(c) Dirac 锥Ⅰ产生的边缘态的传输损耗。黑色、橙色和蓝色线分别代表端口Port-2、Port-3和Port-4。灰色阴影区域对应于仅属于Ⅰ型界面的边缘态频率。(d),(e) 分别为7380Hz和8120Hz激发频率下的声强分布。(f) 狄拉克锥Ⅱ产生的边缘态的传输损耗。灰色和黄色阴影区域分别代表频段范围从7280Hz到7640Hz和从8510Hz到8650Hz的边缘态频率。 作者介绍 吴九汇  教授 西安交通大学 吴九汇教授，西安交通大学机械工程学院。主要研究方向：振动与噪声控制、光子晶体/声子晶体理论及应用研究、纳米力学。  ...

IOP出版社每月从年度重点期刊中精选一系列文章供大家阅读，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！ 精选文章 Physics Machine Learning: Science and Technology Standardizing chemical compounds with language models Miruna T Cretu Alessandra Toniato, Amol Thakkar, Amin A Debabeche, Teodoro Laino and Alain C Vaucher   Improving materials property predictions for graph neural networks with minimal feature engineering Guojing Cong and Victor Fung   Physica Scripta Generalized fifth-order nonlinear evolution equation for the Sawada-Kotera, Lax,...