元素百科为您介绍科学家制备出效率达93％电还原二氧化碳催化剂。记者日前从中国科学技术大学获悉，该校化学与材料科学学院和合肥微尺度物质科学国家研究中心曾杰教授课题组，利用不同镍含量掺杂的二硫化锡纳米片作为催化剂，实现高效电还原二氧化碳到甲酸和一氧化碳。这种镍掺杂的二硫化锡纳米片催化剂，在二氧化碳电还原反应中表现出高活性和高稳定性。该成果近日发表在《德国应用化学》杂志上。 在二氧化碳电还原反应中，二氧化碳分子的活化一直是二氧化碳电催化还原反应的研究难点。因为，在标准情况下，二氧化碳分子在水溶液中活化成二氧化碳阴离子所需的标准电极电势为相对标准氢-1.9。通常，二氧化碳分子的活化包含电子从催化剂转移到二氧化碳分子，而这一过程和催化剂的电子结构密切相关。因此，可以通过调节催化剂的电子结构从而实现二氧化碳分子的高效活化。 基于这样的理念，研究人员以两层原子厚的二硫化锡纳米片为基础，通过调节引入镍的含量，得到了不同镍掺杂的二硫化锡纳米片催化剂。合适镍含量的二硫化锡纳米片催化剂实现了对二氧化碳分子的高效活化，从而增强二氧化碳电催化还原反应性能。在二氧化碳电催化还原反应中，5％镍掺杂的二硫化锡纳米片在-0.9标准氢电位的电压下，二氧化碳还原成有效碳产物的法拉第效率高达93％。 该项工作不仅制备了高效的镍掺杂二硫化锡纳米片作为二氧化碳电还原催化剂，也为合理设计电催化剂提供了方法。

元素百科为您介绍科学家首次实现陶瓷4D打印。近日发表在新一期美国《科学进展》杂志上的研究显示，中国香港城市大学吕坚教授研究组首次实现了陶瓷4D打印。这种新技术有望应用于太空探索、电子产品和航空发动机制造等领域。 4D打印，就是在3D打印基础上增加了时间维度。4D打印直接将设计内置到物料当中，让材料在设定的时间自动变形为所需要的形状，且可随时间变化。 与3D打印相比，4D打印对材料有更高要求。此前大多采用水凝胶等聚合物作为4D打印“墨水”，但水凝胶聚合物应用范围有限。陶瓷前驱体材料应用广泛，但较难发生自变形，限制了其在4D打印中的发展。 吕坚研究组的这种打印技术采用复合弹性体陶瓷材料，完成了从3D打印到结构可变形的过程，实现了陶瓷折纸结构的打印和4D陶瓷打印。 他们采用成本较为低廉的“墨水直写技术”，用二氧化锆纳米颗粒掺杂的聚二甲基硅氧烷复合材料，构建出3D弹性体结构。这种结构柔软且具有弹性，可拉伸至超过本身3倍的长度，并可使用金属丝让其折叠变形，形成蝴蝶、悉尼歌剧院、玫瑰、裙子等折纸结构。 研究人员利用这种柔性特质设计出一种自动拉伸装置，让3D弹性体结构的基底拉伸产生预应力，在其上面打印出主结构。当预应力释放后，主结构就会发生变形，从而形成4D打印所需的弹性体结构，热处理后可转化为4D陶瓷。 吕坚说，这种4D打印技术可广泛应用于个性化定制，优势在于采用相对简单的图纸设计，就可衍生出一系列形状相似且连续可变的结构，而传统的3D打印只能一个图纸对应一个结构。 此外，4D陶瓷热处理只需1000摄氏度即可完成，而传统陶瓷粉末烧结则需要1600摄氏度，因此4D打印工艺成本相对低廉。 研究人员认为，如将新技术应用于太空探索领域，有望将3D打印前驱体折叠起来以节省空间，进入太空后再展开获得需要的结构。

瑞士苏黎世大学研究人员近日研发出一种细胞样本分析新方法，能将每个样本可观察到的蛋白质数量大幅增加，从而生成不同细胞状态下的全面细胞组织图谱。这种新方法已应用在肿瘤诊断领域，还将有助于发展精准医学。 这种新方法被称为迭代间接免疫荧光成像（简称４ｉ）。标准免疫荧光技术通常只能标记３种蛋白质，而４ｉ可为临床医生提供来自每个个体样本的大量数据。 研究人员比喻说，可以将生物学家想象成记者，每次实验都是对细胞的一次“采访”，使用标准免疫荧光技术可以问３个问题，而使用４ｉ就可以同时讨论４０多个话题。 为了处理这种新方法收集到的海量复杂生物信息，研究人员还开发了一种用于可视化和分析的计算机程序，它能生成细胞中多重蛋白质分布的抽象但有代表性的图谱。 目前这一新方法已被用于肿瘤治疗，用于发现不同类型肿瘤患者的肿瘤细胞特征，研究人员希望实验结果提供的信息能够支持个体化治疗的临床决策。