Perowskity metalo-halogenkowe o ogólnym wzorze ABX₃ to wysoce obiecujące materiały półprzewodnikowe do zastosowań fotowoltaicznych ze względu na ich właściwości, takie jak: optymalna wartość przerwy energetycznej, wysoki współczynnik absorpcji oraz stosunkowo prosta metoda syntezy. Jednak jednym z największych wyzwań pozostaje ich niestabilność w warunkach środowiskowych.

Jedną z popularnych strategii mających na celu przezwyciężenie tego ograniczenia jest wprowadzenie kationów o nadmiarowym rozmiarze do sieci perowskitu. W niniejszym badaniu skupiono się na inżynierii składu A w matrycy FAPbI₃ (gdzie FA = kation fomamidynowy), tj. jednego z podstawowych perowskitów ołowiowo-halogenkowych. Podwójne materiały perowskitowe o wzorze DMAₓFA₁–ₓPbI₃ (gdzie DMA = duży kation dimetyloamoniowy), z wykorzystaniem bezrozpuszczalnikowej syntezy mechanochemicznej i analizowano stabilność fazową tych materiałów w zależności od temperatury, przy użyciu zmiennotemperaturowej dyfrakcji rentgenowskiej proszków (pXRD) in-situ oraz analizy termograwimetrycznej połączonej z różnicową kalorymetrią skaningową (TGA-DSC).

Analiza pXRD świeżo zmielonych materiałów potwierdza pełną mieszalność w całym zakresie podstawienia, co prowadzi do powstania jednowymiarowych struktur δ-perowskitoidowych. Ponadto wykazano, że warunki przetwarzania mają istotny wpływ na przebieg przemian fazowych indukowanych temperaturą oraz na tworzenie trójwymiarowych polimorfów w badanym zakresie temperatur (25-300°C /298–573K). W szczególności, szybkie ogrzewanie próbek (5 °C/min) sprzyja współistnieniu nowo powstających różnych faz strukturalnych, natomiast wolne ogrzewanie (0,5 °C/min) wspomaga formowanie jednofazowych materiałów (np. zawierających jedynie pożądaną czarną fazę perowskitową). Co ciekawe, powolne ogrzewanie prowadzi do powstania pojedynczej czarnej fazy α-perowskitu dla składu zawierającego do 10% DMA, podczas gdy w przypadku szybkiego nagrzewania czarna faza α-perowskitu współistnieje jako pomarańczowa faza wtórna z polimorfem 4H przy zawartości DMA do 30%.

Prezentowane badanie dostarczają kompleksowego zrozumienia wpływu inżynierii składu oraz warunków przetwarzania na przemiany fazowe i powstawanie konkretnych polimorfów w A-podwójnych materiałach typu DMAₓFA₁–ₓPbI₃. Tym samym stanowią one istotny wkład do racjonalnego projektowania procesów wytwarzania wieloskładnikowych materiałów perowskitowych.

Dynamiczny rozdział kinetyczny (DKR) to kluczowa metoda stosowana do otrzymywania optycznie czystych związków z racemicznych substratów z teoretyczną wydajnością wynoszącą 100%. Metoda ta łączy interkonwersję enancjomerów deracemizowanego substratu z enancjoselektywną transformacją. W niniejszym artykule opisano biokatalityczny proces DKR racemicznych alkoholi, który został zrealizowany przy użyciu tandemu biokatalizatorów w wodzie. Z jednej strony wykorzystano zmodyfikowaną dehydrogenazę alkoholową z Lactobacillus kefir (Lk-ADH Prince), umożliwiającą katalityczną racemizację chiralnych alkoholi in situ poprzez mechanizm sekwencyjnej wymiany atomu wodoru pomiędzy cząsteczkami alkoholu/ketonu oraz kofaktorami NAD(P)H/NAD(P)+. Równolegle zastosowano odpowiednie stereokomplementarne warianty acylotransferazy pochodzącej z Mycobacterium smegmatis (MsAcT), które katalizują enancjoselektywną transestryfikację alkoholi z wykorzystaniem octanu 2,2,2-trifluoroetylu jako donora grupy acetylowej w wodzie, przebiegającą wbrew niekorzystnej termodynamice typowej dla tego typu układów reakcyjnych. Warto podkreślić, że opracowany dwuenzymatyczny proces kaskadowej deracemizacji chiralnych alkoholi stanowi przełomowe rozwiązanie problemów syntetycznych, które przez ponad 30 lat stanowiły wyzwanie dla chemików bioorganików. Dotychczasowe chemoenzymatyczne procesy DKR opierały się na zastosowaniu lipaz oraz kosztownych i niestabilnych kompleksów metali grup przejściowych. Z tego względu ich realizacja wymagała bezwodnych i beztlenowych warunków reakcyjnych, wysokich temperatur, stosowania toksycznych zasad do aktywacji kompleksów metali oraz użycia lotnych, szkodliwych dla środowiska rozpuszczalników organicznych. Dodatkowo, praktyczne zastosowanie tych metod było utrudnione przez relatywnie długi czas reakcji, powstawanie licznych produktów ubocznych, wzajemną dezaktywację katalizatorów DKR, konieczność immobilizacji enzymów, ograniczone spektrum substratowe oraz skomplikowane procedury izolacji i oczyszczania produktów. Zaprojektowany przez zespół dr. Borowieckiego dwuenzymatyczny proces DKR eliminuje wszystkie te ograniczenia, ponieważ wykorzystuje w pełni biodegradowalne biokatalizatory działające w wodnych roztworach buforowych. Co istotne, reakcja przebiega w łagodnych warunkach temperaturowych i pH, osiągając wysokie wydajności (65–82%) oraz nadmiary enancjomeryczne (83–99,9%) dla izolowanych produktów. Dodatkowo, czas trwania reakcji został drastycznie skrócony – nawet do zaledwie 1,5 godziny, a praktyczność biokatalitycznego procesu DKR została wykazana w skali gramowej na modelowym substracie. Badania opisane na łamach Angewandte Chemie International Edition z pewnością przyczynią się do rozwoju wydajniejszych, bardziej selektywnych oraz proekologicznych metod syntezy optycznie czynnych związków o wysokiej wartości dodanej.

Centra barwne w AlN mogą często występować w różnych stanach naładowania i mogą im towarzyszyć liczne współistniejące defekty, tworząc złożone środowisko, w którym wzajemne interakcje są nieuniknione. Dlatego wyzwaniem jest opracowanie protokołów wzrostu kryształów AlN, które umożliwią selektywne uzyskanie określonego centrum barwnego i regulowanie jego koncentracji, jednocześnie zapobiegając powstawaniu innych niepożądanych defektów punktowych. W niniejszej pracy przedstawiam procedurę dotyczącą inżynierii defektów punktowych w półprzewodnikach binarnych o szerokiej przerwie energetycznej, którą można bezpośrednio zastosować do projektowania optymalnych protokołów wzrostu kryształów poprzez połączenie analizy fazowej opartej na metodzie CALPHAD oraz obliczeń ab initio defektów punktowych. Badamy technologicznie istotne centra barwne indukowane przez chrom i mangan w AlN, a następnie analizujemy wpływ tlenu, który może być niezamierzenie wprowadzany podczas wzrostu kryształów. Przedstawiamy dominujące defekty we wszystkich trzech przypadkach jako funkcję parametrów procesu, wraz z ich sygnaturami optycznymi.

W przypadku domieszkowania zarówno chromem jak i manganem, najbardziej prawdopodobne defekty to CrAl​ oraz MnAl, a wzrost ciśnienia cząstkowego azotu sprzyja zwiększeniu ich koncentracji. Pokazujemy, że możliwe jest wykorzystanie lotności azotu jako narzędzia do regulacji intensywności sygnatur optycznych. Wyznaczyliśmy energie jonizacji defektu CrAl​ względem maksimum pasma walencyjnego równą odpowiednio 2.60 eV (E+/−), 3.83 eV (E0/−) i 5.41 eV (E−/2−) a także przejścia związane z wychwytem elektronów i dziur, których pasma luminescencyjne są scentrowane odpowiednio przy 2.82 eV, 1.91 eV i 3.15 eV.

W przeciwieństwie do domieszkowania chromem, agregacja Mn jest mało prawdopodobna, a defekt MnAl​–VN​ jest najobficiej występującym defektem po MnAl​ w większości warunków syntezy. Tlen wykazuje tendencję do tworzenia kompleksów z VAl​, a defekt ON–VAl​ jest znaczącym defektem zaraz po ON, charakteryzującym się pasmami emisji w UV o energiach 3.17 eV, 3.26 eV i 3.81 eV. Nasze wyniki są zgodne z dostępnymi eksperymentalnymi sygnaturami optycznymi centrów związanych z Cr, Mn i O, a także demonstrują sposoby regulowania intensywności ich emisji poprzez zmiany warunków wzrostu kryształów.

Celem poprawy produkcji biogazu z osadów ściekowych stosuje się wstępną dezintegrację. Znane są różne sposoby realizacji tego procesu, m. in. poprzez proces hydrodynamiczny.  Stopień dezintegracji zależy między innymi od parametrów operacyjnych, takich jak prędkość obrotowa czy dostarczona energia. Niniejsza praca przedstawia interdyscyplinarne podejście do oceny wpływu parametrów hydrodynamicznej dezintegracji na procesy wewnętrzne oraz efekty dezintegracji na przykładzie przetwarzania osadów ściekowych. Badania obejmowały prace numeryczne oraz eksperymentalne na stanowisku laboratoryjnym.  

Analizowano trzy prędkości obrotowe dezintegratora, uwzględniając zmiany właściwości cieczy na wybranych etapach dezintegracji. Efekty procesu mierzono w testach laboratoryjnych, oznaczając rozpuszczalny chemiczny ładunek tlenu (SCOD) oraz lotne kwasy tłuszczowe (VFA) przed i po procesie dezintegracji. Ocena skuteczności dezintegracji opierała się na porównaniu stopnia dezintegracji, a analiza przebiegu produkcji metanu przeprowadzona została na podstawie testów potencjału biochemicznej produkcji metanu (BMP).

 Zmiany właściwości cieczy w kolejnych etapach dezintegracji nie powodowały istotnych zmian w strukturze przepływu. Wyniki modelowania matematycznego wykazały, że przy prędkości 1500 obr./min nie zaobserwowano zjawiska kawitacji. Natomiast wyniki testów laboratoryjnych wskazują, że dla tej prędkości (1500 obr./min) uwalniane do cieczy związki organiczne charakteryzowały się większą podatnością na biodegradację niż te uwalniane przy prędkościach 2500 i 3000 obr./min (co potwierdzają niższe wartości stosunku SCOD/VFA dla 1500 obr./min).

Uzyskane wyniki potwierdziły, że głównym mechanizmem odpowiedzialnym za efekt dezintegracji jest rozdrabnianie mechaniczne, a nie kawitacja.

W pracy udowodniono lokalną spójność niezmienniczych jednospójnych basenów przyciągania dla pewnej klasy funkcji meromorficznych przestępnych. Rozważane baseny przyciągania nie muszą być ograniczone, a ich brzegi mogą zawierać nieskończenie wiele wartości postsingularnych. Zakłada się natomiast, że nieograniczone części basenów przyciągania zawarte są w tzw. płatkach odpychających w nieskończoności, gdzie dynamika przekształcenia przypomina zachowanie w pobliżu punktów parabolicznych. Otrzymane rezultaty mają zastosowanie dla szerokiej klasy przekształceń pochodzących od metody Newtona dla funkcji całkowitych przestępnych, w szczególności udowodniono lokalną spójność zbioru Julii dla metody Newtona zastosowanej dla funkcji sinus; jest to pierwszy nietrywialny przykład lokalnie spójnego zbioru Julii funkcji przestępnej spoza klasy B z nieskończoną liczbą nieograniczonych składowych Fatou. 

Generowanie losowych miar rozmytych spełniających złożone liniowe ograniczenia są istotne w uczeniu maszynowym, podejmowaniu decyzji, czy badaniu samych miar. Istniejące metody głównie skupiają się na warunkach monotoniczności i prostych warunkach normalizacyjnych. Zaproponowaliśmy więc dwie nowe grupy metod dla ogólnych ograniczeń liniowych. 

Wyniki oceny ChatGPT i GPT-4 na 25 zadaniach z wykorzystaniem ponad 48 tys. promptów. Świadomość kontekstu i personalizacja to cenne możliwości ChatGPT. ChatGPT i GPT-4 są zawsze gorsze w porównaniu z metodami SOTA od 4% do ponad 70%. Straty ChatGPT są zwykle wyższe w przypadku trudniejszych problemów wymagających rozumowania. ChatGPT może przyspieszyć rozwój AI i zmienić nasze codzienne życie. 

Rozmyte mapy kognitywne (FCM) to skierowane grafy z wieloma węzłami, co czyni je dobrze przystosowanymi do rozwiązywania problemów prognozowania wielowymiarowych szeregów czasowych (MTS). Podczas prognozowania MTS kluczowe jest traktowanie każdego wektora MTS jako całości, biorąc pod uwagę zarówno związki przyczynowo-skutkowe między różnymi zmiennymi wektora w punkcie czasowym (relacja przestrzenna), jak i związki przyczynowo-skutkowe między wieloma wektorami historycznymi a wektorem przyszłym (relacja czasowa). Istniejące modele prognozowania MTS oparte na FCM często nie traktują wektorów jako całości i nie odzwierciedlają wyraźnie relacji czasowej i relacji przestrzennej w MTS. Aby rozwiązać te ograniczenia, niniejszy artykuł wprowadza koncepcję złożonych FCM (CFCM). CFCM składa się z dwóch warstw FCM: warstwa 1 FCM opisuje relację czasową w MTS, podczas gdy warstwa 2 FCM opisuje relację przestrzenną. Dzięki osadzeniu FCM warstwy 2 w węzłach FCM warstwy 1 relacje w obrębie MTS mogą być odzwierciedlone oddzielnie, przy jednoczesnym traktowaniu każdego wektora jako całości. W tej strukturze węzły FCM warstwy 1 reprezentują historyczne wektory używane do prognozowania przyszłego wektora, a każdy węzeł FCM warstwy 1 odpowiada FCM warstwy 2, którego węzły reprezentują zmienne wektora w określonym historycznym punkcie czasowym w MTS. W oparciu o nową koncepcję CFCM, niniejszy artykuł proponuje nowy model prognozowania MTS, który może wyraźnie odzwierciedlać relacje czasowe i przestrzenne w MTS i wykorzystywać wiele wektorów historycznych do prognozowania przyszłego wektora. Wyniki eksperymentów wykazują skuteczność proponowanego modelu prognozowania MTS. 

Prezentujemy pomiar ekskluzywnej fotoprodukcji 𝐽/𝜓 oraz 𝜓(2𝑠) w ultraperyferyjnych zderzeniach Au+Au przy √𝑠NN = 200 GeV z wykorzystaniem detektora STAR. Po raz pierwszy:
(i) eksperymentalnie zmierzono fotoprodukcję 𝜓(2𝑠) w obszarze średniej POSPIESZNOŚCI (midrapidity) w Zderzaczu Relatywistycznych Ciężkich Jonów (RHIC);
(ii) wyznaczono współczynniki tłumienia jądrowego dla zarówno koherentnej, jak i niekoherentnej produkcji 𝐽/𝜓.

Dla średniej energii środka masy układu foton-nukleon wynoszącej 25,0 GeV, przekroje czynne koherentnej i niekoherentnej produkcji 𝐽/𝜓 na jądrze złota stanowią odpowiednio 71 ± 10% oraz 36 ± 7% wartości odpowiadających produkcji na wolnych protonach. Silniejsze tłumienie zaobserwowane w przypadku produkcji niekoherentnej stanowi nowe narzędzie eksperymentalne do badania gęstości partonów w stanie początkowym w ciężkich jądrach.

Dane zostały ilościowo porównane z modelami teoretycznymi.

Pomimo dekad postępu od czasu, gdy Yukawa po raz pierwszy opisał oddziaływanie silne między nukleonami poprzez wymianę mezonów, pełne zrozumienie tego oddziaływania pozostaje wciąż dużym  wyzwaniem we współczesnej nauce. Jedną z trudności stanowi natura perturbacyjna siły odpowiedzialnej za oddziaływanie silne, która prowadzi do zjawiska uwięzienia kwarków na odległościach rzędu rozmiaru protonu.

W niniejszej pracy pokazujemy, że w relatywistycznych zderzeniach ciężkich jonów, w których kwarki i gluony zostają uwolnione, dwa typy produkowanych mezonów wektorowych (ϕ oraz K⁰) wykazują zaskakujący wzorzec globalnego ustawienia spinu. W szczególności, globalne ustawienie spinu dla ϕ jest niespodziewanie duże, podczas gdy dla K⁰ zgodne z zerem.

Zaobserwowany wzorzec i wartość ustawienia spinu dla ϕ nie mogą być wyjaśnione konwencjonalnymi mechanizmami, natomiast model odwołujący się do pól siły silnej – czyli skuteczny opis zastępczy w ramach modelu standardowego i chromodynamiki kwantowej – jest zgodny z obecnymi danymi. Jeśli to powiązanie zostanie w pełni potwierdzone, otworzy ono potencjalnie nową drogę do badania zachowania pól oddziaływania silnego.

Równanie stanu (EOS, ang. Equation of State) materii jądrowej znajduje się w centrum zainteresowania licznych badań teoretycznych i eksperymentalnych w zakresie fizyki jądrowej. Dzięki postępom w mikroskopowych teoriach oddziaływań jądrowych, dostępności eksperymentów badających materię jądrową w warunkach dotąd nieosiągalnych, intensywnym pracom nad rozwojem zaawansowanych i niezawodnych symulacji transportowych służących interpretacji tych eksperymentów oraz rozwojowi astronomii multi-messengerowej, nadchodząca dekada przyniesie nowe możliwości określenia EOS materii jądrowej i wyjaśnienia jej zależności od gęstości, temperatury oraz asymetrii izospinowej. Spośród eksperymentów realizujących w warunkach laboratoryjnych, zderzenia ciężkich jąder przy średnich energiach wiązki (od kilkudziesięciu MeV/nukleon do około 25 GeV/nukleon w układzie stacjonarnej tarczy) pozwalają badać najszersze zakresy gęstości barionowej i temperatury. Umożliwia to badanie materii jądrowej od ułamka do około pięciokrotności gęstości nasycenia jądrowego oraz w zakresie temperatur od kilku do znacznie ponad stu MeV. Zderzenia bogatych w neutrony izotopów dodatkowo dają możliwość analizy efektów związanych z asymetrią izospinową. Aby jednak w pełni wykorzystać ogromny potencjał naukowy badań nad EOS gęstej materii jądrowej – prowadzonych m.in. w ośrodkach takich jak RHIC, FRIB oraz innych laboratoriach na świecie – kluczowe jest dalsze rozwijanie nowoczesnych symulacji transportowych opartych na fizyce hadronowej. Niniejszy dokument programowy podkreśla fundamentalną rolę, jaką odgrywają eksperymenty zderzeń ciężkich jonów oraz symulacje transportowe w zrozumieniu oddziaływań silnych w gęstej materii jądrowej. Szczególny nacisk położono na to, jak działania te – w połączeniu z podejściami mikroskopowymi i badaniami gwiazd neutronowych – mogą wspólnie przyczynić się do odkrycia jądrowego równania stanu.

W niniejszej pracy zaobserwowano krótkotrwały stan wzbudzony typu ekscymerowego w monokrysztale kompleksu rodu. Oszacowany czas życia stanu wzbudzonego w temperaturze 100 K wynosi 2 ns, co czyni ten przypadek najkrócej żyjącym układem cząsteczkowym uchwyconym eksperymentalnie z wykorzystaniem techniki czasowo-rozdzielczej dyfrakcji rentgenowskiej metodą Lauego (laser-pump/X-ray-probe). Metoda ta polega na wzbudzeniu próbki impulsem laserowym (pump) i rejestracją zmian strukturalnych impulsem promieniowania rentgenowskiego (probe).

W wyniku wzbudzenia światłem 390 nm nastąpiło skrócenie odległości Rh···Rh z 3,379(4) Å do 3,19(1) Å, co świadczy o wzmocnieniu oddziaływań metal-metal. Na podstawie wyników eksperymentalnych oraz modelowania teoretycznego wykazano, że zaobserwowane zmiany strukturalne, rejestrowane z rozdzielczością czasową ok. 100 ps, odzwierciedlają głównie wzbudzenie elektronowe S₀ → S₁.

Wyniki te mają istotne znaczenie dla dalszego rozwoju eksperymentów pompująco-sondujących i projektowania materiałów funkcjonalnych.