Stale rosnące zainteresowanie alternatywnymi układami napędowymi statków powietrznych spowodowane jest wymaganiami stawianymi przez instytucje międzynarodowe i organizacje rządowe. Dlatego wiele wysiłków poświęca się poszukiwaniu ekologicznych rozwiązań dla sektora lotniczego, który obecnie prawie całkowicie opiera się na paliwach kopalnych . Jednym z rozwiązań, które okazało się już korzystne dla motoryzacji, jest hybrydowy napęd gazowo-elektryczny. Połączenie zalet silników i akumulatorów elektrycznych z silnikami spalinowymi (ICE) stwarza szansę na zmniejszenie zużycia paliwa, a tym samym zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych. Należy jednak stawić czoła wyzwaniom, takim jak między innymi niedojrzała technologia akumulatorów, skomplikowany system zarządzania mocą czy układ chłodzenia układów napędowych dużej mocy. Wszystkie one oferują ogromny potencjał do badań naukowych, dlatego też związana z nimi literatura gromadzi się bardzo szybko. Celem artykułu jest aktualizacja stanu i przegląd aktualnego stanu wiedzy dotyczącej statków powietrznych wyposażonych w hybrydowy gazowo-elektryczny układ napędowy. Opisano także inne alternatywne układy napędowe, aby wskazać i podkreślić wady i korzyści płynące z hybrydowego napędu gazowo-elektrycznego.

Kierując się poszukiwaniem bardziej ekologicznych i zrównoważonych materiałów, w przedstawionym przeglądzie przeanalizowano najnowsze badania, w których drewno i materiały drewnopochodne połączono z nanomateriałami węglowymi w postaci nanorurek węglowych i grafenu. Analiza pokazuje ścisłe pokrewieństwo pomiędzy tymi dwoma materiałami na bazie węgla. Pierwsze badania wykazały, że drewno może ulegać bezpośredniej przemianie w węgle sp 2-bonded, czyli tworzyć struktury przypominające grafen. Ponadto wykazano, że zarówno nanorurki węglowe, jak i grafen można stosować do powlekania lub infiltracji drewna i przetworzonych materiałów drewnopochodnych, takich jak elastyczne gąbki drzewne lub biowęgiel. Dzięki unikalnym właściwościom elektrycznym, mechanicznym, termicznym i zwilżającym nanorurek grafenowych i węglowych wykazano, że ich nanokompozyty na bazie drewna mają wiele potencjalnych zastosowań w obszarze zielonej elektroniki lub jako nanourządzenia. Wreszcie nowy zakres badań w obszarze kompozytów drzewnych wykazał, że nanomateriały węglowe zintegrowane z płytami drewnopochodnymi mogą poprawić właściwości tych pierwszych. Z przedstawionego przeglądu wynika, że ten wyłaniający się obszar badań nad materiałami drewnopochodnymi, grafenem i nanorurkami węglowymi jest wysoce obiecujący i interesujący w kontekście nowych zastosowań i przyszłych perspektyw zrównoważonego rozwoju. 

Komercjalizacja znakowania DNA to rosnący trend, który pokazuje rosnącą praktyczność tego nowatorskiego podejścia. Ta interdyscyplinarna technologia opiera się na charakterystycznych cechach DNA jako cząsteczki, która może pozostać stabilna w zmiennych warunkach środowiskowych i przechowywać dane po odpowiednim przygotowaniu. Co więcej, nowo opracowane technologie mogą uprościć syntezę DNA i kodowanie danych w DNA. Wdrożenie znakowania DNA zapewnia wyraźne korzyści w porównaniu z konwencjonalnymi technikami etykietowania, w tym kodami kreskowymi uniwersalnego kodu produktu (UPC), identyfikacją częstotliwości radiowej (RFID), kodami szybkiej odpowiedzi (QR) i technologiami Bluetooth, poprzez pokonywanie ograniczeń napotykanych przez te technologie i systemy. Dyskurs dotyczy istniejących mechanizmów znakowania DNA wraz z potencjalnymi wdrożeniami w szerokim zakresie dziedzin, w tym między innymi w sztuce, metaświecie, kryminalistyce, monitorowaniu dzikiej przyrody i wojsku. Potencjał znakowania DNA w różnych kontekstach podkreśla znaczenie ciągłych badań i rozwoju w tej szybko rozwijającej się dziedzinie.

Szkła metaliczne na bazie Zr (BMG) charakteryzują się doskonałą zdolnością do formowania szkła w połączeniu z doskonałymi właściwościami mechanicznymi. Jednakże zanieczyszczenia tlenowe pogarszają oba te aspekty, ponieważ tlenki służą jako heterogeniczne miejsca zarodkowania podczas krzepnięcia. Wiadomo, że pierwiastki ziem rzadkich (REE) są dobrymi pochłaniaczami tlenu, wiążącymi tlen w mniej szkodliwe formy. Najbardziej stabilnym tlenkiem pierwiastka ziem rzadkich (REO) jest M2O3, który występuje w trzech postaciach polimorficznych, w zależności od promienia kationu metalu: sześciennej, sześciokątnej i jednoskośnej. W pracy pokazujemy wpływ dodatków Sc, Y, Lu, Nd i Gd w zależności od zawartości tlenu na zdolność do tworzenia szkła w stopie Zr52.5Cu17.9Ni14.6Al10Ti5. Przeprowadzono obserwacje mikroskopowe (SEM) wsparte analizą chemiczną (EDS, WDS), identyfikacją struktury (XRD) i analizą termiczną (DTA). Średnica krytyczna tworzenia szkła (Dc) w stopie o wysokiej zawartości tlenu domieszkowanym sześciennymi pierwiastkami tworzącymi tlenki (Sc, Y i Lu) może być nawet większa (Dc = 9 mm) w porównaniu ze stopem niedomieszkowanym syntetyzowanym z niskiej zawartości tlenu składniki. Dlatego wykazaliśmy, że możliwa jest produkcja BMG przy użyciu składników o niskiej czystości ze środkami pochłaniającymi tlen na bazie REE. Wypełnia to lukę pomiędzy rozwojem laboratoriów a opłacalnymi zastosowaniami komercyjnymi. 

Podstawową hipotezą badań było założenie, że struktura powłoki, czyli rodzaj defektów, ma wpływ na właściwości mechaniczne, elektrochemiczne oraz odporność na erozję kawitacyjną i korozję. W tym celu zbadano powłoki niklowe wytworzone technologią szczotkowania przy użyciu dwóch różnych elektrolitów i naniesiono na stal X20Cr13. Elektrolity wpływały na strukturę i właściwości powłok: jedna powłoka miała sieć pęknięć, a druga miała strukturę „kalafiorową”. Twardość i moduł Younga obu powłok badano w trybach obciążenia wielocyklicznego. Odporność na erozję kawitacyjną badano w tunelu kawitacyjnym wyposażonym w system barykadowy przy ciśnieniu wlotowym 600 kPa i ciśnieniu wylotowym 120 kPa. Obie powłoki niklowe zabezpieczyły podłoże przed erozją kawitacyjną. Najniższą szybkość erozji kawitacyjnej charakteryzowała się powłoka z siecią pęknięć i dużą twardością. Badania mikroskopowe nie wykazały wpływu siatki pęknięć na proces degradacji. Badania elektrochemiczne potwierdziły lepszą odporność korozyjną powłoki kompaktowej. Powłoka zwarta miała o około rząd wielkości niższy potencjał korozyjny i o około 100 mV większą gęstość prądu korozyjnego niż powłoka aglomeratowa. Powłoka aglomeratowa posiadała parametry elektrochemiczne porównywalne z podłożem.

Transkryptomika przestrzenna mapuje ekspresję genów w tkankach, co stwarza wyzwanie w zakresie określenia przestrzennego rozmieszczenia różnych typów komórek. Jednak plamy transkryptomiki przestrzennej zawierają wiele komórek. Dlatego obserwowany sygnał pochodzi z mieszanin komórek różnych typów. W tym miejscu proponujemy innowacyjny model probabilistyczny Celloskop, który wykorzystuje ustaloną wcześniejszą wiedzę na temat genów markerowych dekonwolucji typu komórki z danych transkryptomiki przestrzennej. Celloskop przewyższa inne metody na symulowanych danych, skutecznie wskazuje znane struktury mózgu i przestrzennie rozróżnia typy neuronów hamujących i pobudzających w tkance mózgowej myszy, a także analizuje dużą niejednorodność składu nacieków immunologicznych w tkance gruczołu krokowego. 

W artykule omówiono kierunki zmian w obszarze kontroli gromadzenia i podziału środków publicznych, w kontekście możliwości wykorzystania nowych technologii, mając na celu dotrzymanie standardów prawnych demokratycznego państwa prawnego oraz wyzwania stojące przed ustawodawcami w zakresie prawidłowego stanowienia prawa dotyczącego wykorzystania sztucznej inteligencji. Poruszane są kwestie związane z ryzykami i zagrożeniami, jakie niesie ze sobą wdrażanie nowych technologii w sektorze publicznym, zarówno w aspekcie technicznym (np. błąd algorytmiczny), jak i prawnym (np. nieodpowiednie uregulowanie możliwości wykorzystania technologii przez administrację publiczną), mając na uwadze, że nieprawidłowe uregulowanie tych kwestii nie pozostaje bez wpływu na zaufanie do państwa i zapewnienie ochrony wartości demokratycznych. Analizując zagadnienia związane z wdrażaniem rozwiązań technologicznych służących kontroli finansów publicznych, wskazujemy także nowe obszary kontroli w sektorze publicznym, na przykład kontrolę aplikacji opartych na algorytmach. 

Uważa się, że w nowej generacji akumulatorów litowo-jonowych ciekły elektrolit został zastąpiony jego stałym odpowiednikiem. Niedawno pojawił się nowatorski przewodnik litowo-jonowy na bazie tlenków metali – LiTa2PO8. Ze względu na wysoką wartość przewodności objętościowej wynoszącą około 10−3 S∙cm−1, uważa się, że jest on potencjalnym kandydatem do zastosowania jako elektrolit stały w technologii akumulatorów całkowicie półprzewodnikowych. W tej pracy badamy ceramikę LiTa2PO8 syntetyzowaną konwencjonalną metodą reakcji w stanie stałym z nadmiarem substratu zawierającego lit, aby zrekompensować utratę Li+ podczas spiekania. Właściwości ceramiki LiTa2PO8 badano za pomocą dyfraktometrii rentgenowskiej (XRD), spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego z wirowaniem pod magicznym kątem 6Li i 31P (MAS NMR), termograwimetrii (TG), skaningowej mikroskopii elektronowej ze spektroskopią dyspersyjną energii (SEM/EDS), impedancji spektroskopii (IS), techniki polaryzacji potencjostatycznej DC i metody gęstości. Odnosząc się do wyników eksperymentalnych, zwiększenie zawartości Li+ powyżej stechiometrycznej powoduje obniżenie całkowitej przewodności jonowej. Przedstawiono i omówiono przyczyny degradacji oraz korelacje pomiędzy mikrostrukturą, składem fazowym i przewodnictwem jonowym. Spektroskopię MAS NMR wykorzystano do wyjaśnienia wysokiej przewodności jonowej w masie ceramiki LiTa2PO8. Maksymalna wartość całkowitego przewodnictwa jonowego, 4,5 × 10−4 S∙cm−1, została uzyskana dla próbki w temperaturze pokojowej bez nadmiaru źródła Li+. 

Wytwarzanie wodoru w drodze fotoreformowania metanolu jest jedną z najintensywniej badanych przemian fotochemicznych w dążeniu do zrównoważonej gospodarki o obiegu zamkniętym pozbawionej odpadów. Transformacja ta zwykle wytwarza znaczną ilość węgla gazowego w postaci CO2 i CO, co dyskwalifikuje wiele aktywnych fotokatalizatorów jako w pełni zrównoważonych. Tutaj demonstrujemy atomowo zdyspergowane nanocząstki kompozytowe Cu na TiO2, syntetyzowane metodą mokrej impregnacji, które są wysoce aktywne i selektywne w produkcji wodoru poprzez fotoreforming roztworu metanolu. Nasz fotokatalizator wykazuje pozorną wydajność kwantową 10% przy długości fali 365 nm i źródle diody elektroluminescencyjnej (LED) o małej mocy 0,45 W. Jedynym znalezionym produktem gazowym jest wodór molekularny, podczas gdy cały węgiel jest wychwytywany w dalszej części ciekłej mieszaniny formaldehydu i kwasu mrówkowego, dzięki czemu proces jest w pełni zrównoważony i czysty. Zastosowaliśmy różne techniki eksperymentalne i obliczenia teorii funkcjonału gęstości (DFT), aby scharakteryzować nasze fotokatalizatory i zapewnić wgląd w wyjątkowe zachowanie układu Cu/TiO2. Połączenie pomiarów ab initio DFT i rentgenowskiej spektroskopii fotoelektronów (XPS) pozwoliło nam zidentyfikować cykl redoks Cu+–Cu0–Cu+ w warunkach reakcji. Ominięcie stopnia utlenienia Cu2+ ma kluczowe znaczenie, aby utrzymać potencjał utleniający fotogenerowanych dziur na wystarczająco niskim poziomie, aby zapobiec wytwarzaniu CO2 i utrzymać cały węgiel w fazie ciekłej. Praca ta toruje drogę do wydajnego i czystego wytwarzania wodoru poprzez fotoreformację metanolu przy użyciu sprawdzonego i taniego fotokatalizatora Cu/TiO2. 

W ramach publikacji zbadano wpływ promieniowania ultrafioletowego (UV) lub niebieskiego na złącza Schottky'ego z grafenem i krzemem domieszkowanym, na wykrywanie gazu. Diody Schottky'ego poddano działaniu utleniającego dwutlenku azotu (NO2, 1–3 ppm) i redukującego tetrahydrofuranu (THF, 50–200 ppm), wykazując znacząco różne reakcje obserwowane na charakterystyce prąd-napięcie (I-V), szczególnie w świetle UV (275 nm) ). NO2 wpływał na rezystancyjną część przedniego obszaru krzywych IV, gdzie dominuje rezystancja grafenu, i zwiększał prąd złącza. Dolną granicę wykrywalności wynoszącą 75 ppb uzyskano dla detekcji NO2 przy napięciu polaryzacji 4 V. THF wpłynął na regiony odwrotny i do przodu, przesuwając wykładnicze części charakterystyki, wskazując wpływ na wysokość bariery Schottky'ego i zmniejszając granicę wykrywalności do 31 ppm. Adsorpcja cząsteczek organicznych zwiększała wysokość bariery Schottky'ego nawet o dziesiątki meV ze względu na dominujący efekt fotobramowania. Szerokość obszaru złącza może mieć kluczowe znaczenie dla optymalizacji czujników grafenowo-krzemowych Schottky'ego i poprawy ich wydajności, wraz z modulacją indukowaną napromienianiem, aby stać się jednym z najbardziej zaawansowanych czujników mieszanin gazowych. Łatwość wytwarzania grafenu o dużej powierzchni i tworzenia stabilnych połączeń grafen-krzem determinuje prostą metodę opracowania wydajnych platform wykrywania gazu. 

Wykazano, że niestechiometryczne czwartorzędowe nanokryształy Ag-In-Zn-S przygotowane z InCl2 wykazują zależną od składu selektywność w ważnych przemysłowo procesach aldehydów aromatycznych, takich jak redukcja furfuralu, co nigdy nie było raportowane dla tego typu nanomateriałów. Przygotowano dwa zestawy nanokryształów wykazujących fotoluminescencję w kolorze czerwonym (731 nm) i zielonym (528 nm), w skrócie odpowiednio R i G. Te hydrofobowe nanokryształy R i G można łatwo przekształcić w hydrofilowe poprzez wymianę ich głównych ligandów na ligandy kwasu 11-merkaptoundekanowego (MUA), uzyskując nanocząstki R-MUA i G-MUA. Wszystkie badane nanokryształy (hydrofobowe i hydrofilowe) wykazywały długi czas fotoluminescencji, co sugeruje ich potencjalnie obiecujące właściwości fotokatalityczne. Redukcję aldehydów przeprowadzono w temperaturze pokojowej w niepolarnym rozpuszczalniku (C6D6) lub w wodzie (D2O), stosując zielone, niebieskie i ultrafioletowe diody elektroluminescencyjne (LED) jako źródło promieniowania. p-toluenotiol i izopropanol testowano jako środki redukujące, a octan cezu (AcOCs), trietyloaminę (Et3N) i tert-butanolan potasu (tert-BuOK) testowano jako zasady. W reakcji redukcji furfuralu hydrofobowe nanokatalizatory R emitujące światło czerwone (np. = 2,0 eV) selektywnie dawały alkohol furfurylowy, niezależnie od zastosowanej pary reduktor/zasada. Nanokatalizatory G emitujące światło zielone (np. = 3,2 eV) w tej samej reakcji testowej selektywnie dały deoksyfuroinę jako produkt sprzęgania pinakolu. Fotokatalityczna redukcja furfuralu w środowisku wodnym (D2O) reduktorem p-toluenotiolowym spowodowała selektywne utworzenie alkoholu furfurylowego, którego stopień konwersji wzrastał wraz ze wzrostem mocy zastosowanej zasady. W przypadku braku zasady selektywnie otrzymano hydrofuroinę. 

W ramach badania opracowano metodę ilościowego oznaczania kompleksów żelazo-siderofor za pomocą precyzyjnej spektrometrii mas (MS) o wysokiej rozdzielczości (HRAM) z elektrorozpylaniem bez konieczności stosowania autentycznych standardów. Większość kompleksów żelazo-syderofor oczyszczono metodą ekstrakcji w fazie stałej (SPE) i zatężono przez odparowanie. Poszczególne kompleksy identyfikowano metodą szybkiej chromatografii wykluczania (FastSEC)-Orbitrap MSn na podstawie dokładnej masy cząsteczkowej (± 1 ppm) i fragmentacji MS2 lub MS3. Ich zdolność do łatwej wymiany naturalnego 56Fe na dodany 58Fe wykazano metodą SEC z detekcją ICP MS i ESI MS. Metodę zastosowano do analizy torfu pobranego we wschodniej części francuskich Pirenejów. Zidentyfikowano i określono ilościowo dziewiętnaście sideroforów należących do czterech różnych klas. Wyniki zweryfikowano za pomocą detekcji żelaza ICP MS, dopasowując sumę kompleksów żelaza określoną metodą MS wymiany izotopów-ESI w obrębie każdego piku obserwowanego za pomocą FastSEC-ICP MS.