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塑料(不可逆)晶体变形需要破坏水晶秩序,通过成核和运动发生拓扑线缺陷的混乱。位错之间的相互作用导致复杂网络的形成,反过来,决定晶体的力学响应。原子系统的严重困难同时解决新兴宏观变形和这些网络的发展阻碍了我们对晶体塑性的理解。为了解决这个困难,我们探索利用胶体晶体塑性晶体;的微米大小颗粒允许我们可视化实时变形过程和单粒子的水平。在这次演讲中,我将集中在两个经典问题:不稳定的单晶外延生长和应变硬化。直接类比原子薄膜外延生长,我们表明,胶体晶体生长在不匹配的模板成核临界厚度放松施加压力的混乱。我们的实验揭示如何混乱之间的相互作用导致意外大幅放松的过程。我将表明,胶体晶体可以通过塑料经过剪切;屈服强度与位错密度增加优秀符合古典泰勒方程,最初开发用于原子晶体。 Our experiments reveal the underlying mechanism for Taylor hardening and the conditions under which this mechanism fails.

最近严重的夏季北半球极端天气等extratropics非凡的2021年北美热浪和破纪录的洪水在中欧部分由持续在对流层环流模式的地方。在多大程度上这样的环流模式将极端天气风险调节在一个变暖的世界仍然是不确定的和仍然是一个高度气候科学的争论话题。我将从最近的研究结果,研究物理学的非常极端,未来天气的变化持久性诊断的特征跟踪算法和未来的风险从并发极端和相关的基于最新GGCMI-runs对作物生产的影响。特别强调将放置在基准测试的技巧CMIP5和CMIP6模型复制大气动力机制和相关的极端天气对再分析数据简短的个人介绍:凯Kornhuber是一个兼职副研究员拉蒙特-多尔蒂地球观测站,纽约哥伦比亚大学的气候风险和高级研究员在德国外交关系委员会。他的研究涉及的物理司机极端天气和气候事件和相关的社会影响和风险在当前和未来的气候条件。他的创始成员EarthNetwork可持续和弹性的生活在一个时代增加学校在哥伦比亚的气候灾害,在Risk-Kan复合事件工作组的联合主席,HiWeather项目指导委员会成员和Co -πBMBF财团中的项目的坚持。

系统之间的接口不同的属性都是自然的一个共同特征。然而,等相互作用的物理接口通常是被忽视的。在这次演讲中,我将把注意力集中在生物tissue-tissue接口和显示他们可以展示紧急电兴奋性,这一现象没有被探索过。使用培养细胞和光学工具,我发现组织之间的接口具有不同的电生理特性相比,可以表现不同的组织。特别是,non-excitable组织之间的界面会变得兴奋。兴奋性细胞因此取决于他们的立场,不仅他们表达的蛋白质。此外,我的模拟显示,界面兴奋性是非常健壮的参数变化。我将简要地讨论这种差异的根源在底层动力系统的结构,并将展示其他的系统的示例,可以展示界面激发,如捕食者-猎物化学反应动力学和振动。

仔细调节溶质的运动细胞跨膜使用一系列错综复杂的相互关联的传输通路。虽然有利于调节至关重要的细胞活动,丰富复杂的运输途径严重限制了特别的说明live-cell易位机制研究。我们解决这个障碍通过一个简化的方法将特定传输路径(例如,运输蛋白质)简化人工细胞模型,使用巨大的单膜囊泡(老爸)与生物相关底盘。获得最大控制生物工程过程中,我们开发了一个集成的微流体平台能够大规模生产和纯化的单分散的GUV-based细胞模型。使用single-vesicle荧光分析,我们量化的被动渗透两个生物学上重要的电解质,质子(氢离子)和钾离子(K +),及相关通量与电化学梯度老爸脂质双分子层形成。应用类似的分析原则,我们也决定了H + / K +两个典型的离子通道的选择性,短杆菌肽和外膜孔蛋白F (OmpF)。总之,我们的研究结果提供了一个洞察整个脂质影响离子的传输机制,设定一个框架,阐明蛋白质运输在人工细胞模型。

无机纳米粒子的自组装(NPs)有序结构导致了广泛的材料具有独特的光学、电子和催化特性。各种相互作用被用来直接NPs的结晶,包括范德华力、氢键、磁偶极相互作用。其中,库仑相互作用很大程度上仍未知,由于快速球面NPs轴承之间的电荷交换相反电荷密度高(超离子导体NPs)。在这次演讲中,我将描述一个新方法组装超离子导体NPs的情况下,保留其本国表面电荷密度。我们的方法被用来组装电荷相反NPs(“球形聚合电解质”)成高度有序的程序集具有未知的形态。

无机半导体纳米材料一直受到广泛的研究,在过去的几十年里为他们迷人的光学和电子性质。我们组展示了引导增长方法平面半导体纳米线(NWs),利用外延衬底之间的关系和无机覆盖物。外延使一个控制晶体取向、增长方向,纳米结构的属性。无机半导体中,手性无机半导体纳米材料家族最近成为许多研究的焦点由于他们独特的行为在凝聚态物理和他们的潜力在自旋电子学和圆偏振光电信息技术。尽管广泛研究手性拆分的增长引起的晶体手性分子,“手性外延”,即手性拆分的增长由手性晶体表面外延晶体尚未被证实。在这里,我们探讨之间的交互本质上手性无机半导体纳米材料和各种手性和非对称的表面。在一章中,我们展示的拆分引导增长Te NWs ReSe2平面手性。为了确定NWs和底物的构型,我们做了特殊的修改到一个已知handedness-determination干细胞的方法,让我们来分析Te和ReSe2结构。我们所知,这不仅是第一个引导ReSe2 Te的增长,但这也是第一次演示引起的手性拆分结晶的晶体与手性表面的外延关系不同的晶体。也就是说,这是第一个手性外延的示范。 In the second chapter, we study the guided growth of the chiral wide-bandgap semiconductor α-TeO2 along the asymmetric nanogrooves of annealed M-plane sapphire (α-Al2O3). The NWs show both straight and helical morphologies depending on their crystallographic orientation. This is the first demonstration of the guided growth of TeO2 NWs. In addition, this system demonstrates the formation of helical nanostructures with coherent handedness, controlled by interaction with an asymmetric substrate. All the NWs were characterized with SEM, AFM, TEM, EDS, and Raman spectroscopy. Overall, this work presents a new approach for enantioselective growth of chiral nanocrystals based on epitaxy. This gas-phase process should be suitable for a wide range of inorganic nanomaterials, and compatible with fabrication processes for integration into functional devices.

需要负担得起的大规模储能大幅上升,增加可再生能源的使用。近年来,除了李电池如钠离子电池(SIB),由于有限的锂资源获得多少利益。然而,兄弟姐妹仍远未满足要求的电化学性能,呈现研究兄弟姐妹非常重要。在电池循环、化学和电化学过程导致的形成阳极和电解质之间的界面称为固态电解质间期(SEI)。SEI对电化学性能的影响不能被夸大,其组成和结构决定界面离子运输电池。自从SEI很薄(10 - 50 nm)和由无序、有机和无机阶段是极其困难的描述在atomic-molecular级别。在这个研讨会我将方法论为探测本机SEI开发形成的兄弟姐妹用核磁共振(NMR)和信号增强的核磁共振外生和内生动态核极化(DNP)。采用这些技术使我们获得信息的化学成分SEI一起重要的见解SEI的结构梯度形成不同钠电解质。关联的组成和结构信息获取与SEI的功能可以协助设计SIBs改善性能和更长的寿命。

这两个自然的碳的同素异形体,钻石和石墨,扩展网络sp3和sp2杂化碳原子,分别。通过混合不同的杂交过程和几何图形的碳,在概念上可以构建无数合成同素异形体。在这次演讲中,我将介绍graphullerene,一个新的二维superatomic碳的同素异形体相结合三个碳原子,four-coordinate。graphullerene的组成单元是C60富勒烯分子内共价连接层,形成graphene-like六角表。最引人注目的事graphullerene是固态的合成反应产生大的多面水晶(数百微米的横向维度),而不是一个非晶或微晶粉末作为一个通常期望聚合化学。类似于石墨,可以机械剥落产生分子薄晶体片用干净的接口关键要求建立异质结构和光电设备。我们发现合成富勒烯导致在C60的电子结构发生较大变化和振动散射机制影响热传输。此外,成像few-layer graphullerene片使用透射电子显微镜和近场nano-photoluminescence光谱揭示了存在moire-like超晶格。superatomic表哥的石墨烯的发现表明,有一个完整的家庭的高和低维形式的碳可能化学从分子前体。

创建可重构和多功能材料可以通过将建筑纳入材料设计。在我们的研究中,我们设计和制造三维(3 d) nano-architected材料能够表现出优越的和经常可调热,光子,电化学,生化,在极低质量密度和力学性能(轻于气凝胶),这使得他们并使在技术应用上很有用。主要属性的meta-materials是由多尺度性质:从材料微观结构特征(原子)个人选民(纳米)结构组件(微米)总体架构(毫米及以上)。我们的研究主要集中在制造和合成纳米和micro-architected材料使用3 d光刻技术,纳米制造,和加法制造(AM)技术,以及调查他们的机械,生物化学,电化学,机电,和热属性的函数结构,组成材料和微观结构细节。加法制造(AM)表示一组流程制造复杂的3 d结构使用一层方法,与一些先进的方法实现纳米分辨率和独特的创造,多功能材料和形状来源于photoinitiation-based custom-synthesized树脂的化学反应和热后处理。增值税聚合,一种是允许使用水凝胶作为前体,和利用新材料属性,特别是那些出现在纳米级,不发生在传统的材料。这次演讲的重点是通过增值税聚合添加剂制造,function-containing化学合成创建3 d纳米,micro-architected金属、陶瓷、多功能金属氧化物(nano-photonics、光催化、压电等),含金属聚合物复合物,等等,以及一些实际使用中展现了他们的潜在生物,保护,和传感应用。我将描述如何架构的选择,材料,和外部刺激可以引起stimulus-responsive,可重构的,多功能的回应

大多数电活动在脊椎动物和无脊椎动物发生在极低频率(精灵),与特征极大值低于50赫兹。这些频率最大值的起源是未知的,仍是一个谜。我们建议,在亿万年间在地球上生物的进化历史,自然大气中电磁谐振频率,不断由全球闪电活动,提供了背景电场细胞电活动的发展。In some animals, the electrical spectrum is difficult to differentiate from the natural background atmosphericelectric field produced by lightning. In this talk I will present evidence for the link between the natural ELF fields and those found in many living organisms, including humans. Furthermore, recent experiments show links between the ELF fields and photosynthesis in plants.

积累工作指出相关基因和信号通路在人类疾病阻碍作为治疗的潜在候选人。开发核酸工具操纵基因表达,如siRNAs mRNA和基因组编辑策略,打开个性化医疗的机会。虽然发展中RNA的目标交付航空公司也取得了重大进展,主要是通过利用单克隆抗体(mab)瞄准,临床翻译并没有发生。部分原因是大规模开发和生产需求和高批次可变性的当前技术,依靠化学结合。这里我们提出一个自组装的模块化平台,使建设理论上无限的RNA有针对性的运营商。平台自组装是基于membrane-anchored脂蛋白,纳入RNA-loaded小说独特的脂质纳米粒子与抗体Fc域交互。我们表明,一个简单的开关8个不同的马伯,重定向具体siRNAs的多样化的体内白细胞的子集。中演示的治疗潜力的平台是一个炎症性肠病模型,通过结肠靶向巨噬细胞,减少炎症症状,而在套细胞淋巴瘤异种移植模型中,针对肿瘤细胞诱导细胞死亡和改善生存。此外,我将讨论新方法提供修改mRNA在体内利用这个平台特定的细胞类型。我也会分享一些数据mRNA疫苗COVID19最后,我将分享新的数据显示非常高效的基因组编辑在神经胶质瘤和转移性卵巢癌。 This modular delivery platform can serve as a milestone in turning precision medicine feasible.

里德伯原子高激发态拥有独特的属性,包括长寿命和巨大的偶极矩,方便使用在各种量子技术的应用程序。我将讨论最新进展与强相互作用量子多体的物理模拟里德伯原子的里德伯原子和连贯接口与超导微波谐振器和光学光子,和现在我们的一些研究结果。

在这节课,原子成像的理论和技术基础的缺陷在无机2 d材料低压将讨论透射电子显微镜药膏。原子缺陷可以显著改变材料的属性:使用2 d-tmds和2 d-tmpts和相应的异质结构,这是显示实验,验证了相应的量子力学计算。我们也使用针对性的电子束形成无机二维矩阵的新阶段。由于电子束和有机的互动剖面二维材料不同强烈无机的情况下,我们探索分辨率成像条件2 d聚合物和各种2 d mof和低电压TEM表明,有一个趋势。我们可以得出这样的结论:低压TEM和低维材料是为彼此而生的。

聚电解质之间的静电相互作用(PE)费用和分离抗衡离子为PEs提供有趣的属性和显著的决定他们的构象和动力学。这项研究表明,弱PE链电荷相反时形成一个全球网络和多强电场导致定向排列顺序。药物控制释放和响应结构的发展证明了使用命令PE与可调的分子间的相互作用。

基因,神经退行性疾病通常临床和病理上异构。的临床影响理解异质性可能是最好的观察癌症,subtype-specificity在诊断,预后和治疗有重要影响临床决策和病人的结果。更好的理解机制相关或如何驱动内异质性疾病,如肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS),将会直接影响病人的结果,与一个有意识的努力走向精密医学对患者和有针对性的治疗,这是急需的。出于这个原因,神经学家和肿瘤学家一直渴望实现管理病理生理学机制的理解。我们的跨学科工作集成技术在广泛的领域超越目前理解的障碍疾病病理生理学。这个演讲将介绍一系列光学、光声成像工具以及multi-omics分析开发和研究史密斯博士的实验室解决迫切需要非侵入性的癌症检测和神经障碍的特征。通过这项工作,我们的目标是开发转化技术和方法来更好的描述,理解,和检测疾病发病机理,超出当前功能。

其中一个最令人惊讶的发现在太阳系外行星科学紧凑的存在系统地球的超级地球大小的行星。这些能在系统近圆,共面轨道位于距离仅0.01−0.1∼盟,一个地区缺乏行星在太阳系。虽然紧凑系统包括一大部分已知的蒐集系统,它们的起源仍争论不休。共同起源之前紧凑的模型系统的假设陨落的星盘行星形成之前结束。然而,越来越多的观察、理论和证据——早期的增长mm-sized“鹅卵石”在进水口阶段。我们建议吸积的紧凑的系统发生在恒星陨落。云的核心坍缩,固体逐渐累积的磁盘,生产的有利条件形成和近距离的行星的生存。这个模型的一个关键特性是,减少gas-to-solids比行星吸积地区可以允许小型系统的形成和生存,即使有i型迁移。infall-supplied内吸积盘的上下文中研究了气体行星的卫星。形成模型预测卫星系统在这个进化的总质量维护一个几乎恒定的质量比∼10 ^−4相比,主机颗行星的质量。 The maximum mass ratio of compact exoplanetary systems compared to the stellar mass are similar to those of the giant satellite system, suggesting that accretion of compact systems may be similar to regular satellite formation.

高性能、可充电锂离子电池(LIBs)关键全球从化石燃料转向可再生能源。库利用锂金属作为阳极尤其令人兴奋由于其特殊的能量密度和氧化还原电位,然而,他们的进步是阻碍增长的金属丝表面和不稳定层。高效阳离子交通,这对电池性能是至关重要的,很大程度上取决于之间的异构和无序相间形成阳极和电解质在骑自行车。直接观察这个界面以及动态过程涉及到这是一个巨大的挑战。这里我们提出一个方法来阐明这些动态过程,关联相应的界面化学,聚焦于阳离子运输的第一步:表面吸附。使用黑暗国家外汇饱和转移(桌子)7李NMR,我们能够检测锂离子的交换之间的同质电解质和异构的表层,突显出隐藏的液体和固体之间的接口环境。这使测定不同表面化学反应的动力学和充满活力的绑定属性,推进我们对阳离子在锂离子电池传输机制的理解。

我们介绍的一个变体SELEX体外选择研究人口寡核苷酸的演变从一粒种子开始随机序列的DNA 50即(我们的进化个体)和引入的选择性亲和捕获形成的凝胶珠携带DNA 20即固定序列作为目标(资源)。我们的PCR扩增和捕获链给下一代。因为简单的过程,我们可以调查的角色“适应性”在这个合成进化过程。我们发现,跨代进化是首先由绑定捕获凝胶的需要,同时,在后期出现由新兴inter-individual交互相关的主题。

我们的器官和组织是由不同的细胞类型相互通信以达到共同的功能。然而,对这些交互的普遍原则。例如,细胞相互作用如何保持适当的细胞组成、空间组织和集体组织分工?这些交互的角色在组织水平是什么疾病的健康平衡过度瘢痕等组织破坏后损伤称为纤维化?在这次演讲中,我将讨论我的工作在发展中理论框架,探索细胞出现的集体行为从信息交流电路。我将工作在细胞电路控制后组织修复损伤,以及它如何可能导致纤维化。我将讨论一种新的方法来探索如何用于提供对称破坏细胞的相互作用和最优分工组织,以及这种方法可以帮助解释复杂的真实数据中的模式。我在复杂网络将引入一个新的概念——网络hyper-motifs,我们探讨小重复出现的模式(网络主题)集成在大型网络中,以及这些更大的模式(hyper-motifs)如何产生的动态属性。最后,我将总结与未来的发展方向,旨在揭示的原则,统一我们对不同组织的理解。

动物如何导航和执行定向迁移和觅食时的决策,是一个开放的难题。我们最近提出了一个spin-based模型这一过程,其中每个可选的目标,提出了动物是由一群伊辛自旋,所有连接,与铁磁集团间的相互作用。部落之间的交互是一个向量的点积的形式,根据瞬时相对,变形,角之间的目标。角的变形在这些相互作用增强了小角度的有效角度的差异,发现拟合数据从几个动物物种。我们暴露了丰富多样的轨迹预测的平均场模型的解决方案,对系统的三个和四个目标。我们发现,根据目标轨迹的安排可能有无穷级数的自相似分岔,或有一个空间属性。沿着轨迹的分支,发生在“分叉曲线”,决定整体的自然轨迹。被发现的角变形符合实验数据,显示极大地简化轨迹。这个工作展示了丰富的空间轨迹,从模型中出现。

神经形态计算设计有一个重要的角色在现代“大数据”时代,因为它们适合在短时间内处理大量的信息,消除了冯·诺依曼(VN)瓶颈。神经形态硬件,其灵感来自人类的大脑,被设计成通过物理神经网络用于人工智能任务,如演讲或图像识别、生物信息学、视觉艺术加工等等。忆阻器(内存+电阻),是一个有前途的构建块的硬件,模仿人类的行为突触,并可以作为模拟非易失性内存。忆阻器已被证明是一种可行的记忆元素,用于构建电阻随机存取存储器(RRAM)作为替代当前VN硬件。然而,操作的机理和电化学金属化导电桥形成机制记忆电阻器仍然需要进一步调查。平面single-nanowire(西北)基于忆阻器是一个很好的解决方案,阐明机制操作,由于切换事件的高定位,让现场调查以及后处理分析。我们集团已经开发了guided-growth方法生长引导平面NWs在不同的底物,利用这种方法将引导外延NWs集成到功能的设备,如场效应晶体管(fet),光电探测器甚至地址解码器。然而,guided-growth方法没有被用于创建记忆电阻器。在这个工作中,我成功地引导NWs平面上的两个金属氧化物的合成和在上雕琢平面的蓝宝石基板-氧化锌和β-Ga2O3成功生长在表面引导NWs VLS机制。我成功了平面引导β-Ga2O3 NWs六种不同的蓝宝石基板上,据我们所知的第一次。 We characterized the newly grown β-Ga2O3 NWs with SEM, TEM, EDS and Raman spectroscopy. The monoclinic NWs grew along surprising directions on the flat sapphire surfaces and I demonstrated a new mode of growth – epitaxy favored growth on a faceted surface, when graphoepitaxy is also possible. I created electrochemical metallization memristors with the obtained NWs and successfully demonstrated the effect of resistive switching for β-Ga2O3 guided NW based devices. With the abovementioned achievements, we expanded the guided-growth approach on flat and faceted sapphire surfaces, and opened the opportunity for creating surface guided-NW based neuromorphic hardware.

从钙钛矿光伏设备的角度来看,可以认为是一种氧化铝ALD薄膜封装保护强调外在的物质实体。每文学而言,然而,随着氧化铝ALD的作用在钙钛矿光伏设备远远超出了母马被动组件。这就提出了一个严重的模棱两可的选择的表面(或界面)ALD需要做优化设备性能、设备的效率和稳定性。在我的演讲中,我想阐明表面有限和衬底之间的特征差异增强退化过程是重要的钙钛矿设备。这里的目标是讨论一个统一的氧化铝ALD的作用机制之间的相关性与钙钛矿设备性能不受欢迎的高估了对非理想表面上保形性假设,如钙钛矿或有机薄膜。另外,我想强调的事实如何退化过程可以用来使钝化埋界面缺陷,提高VOC, PL和ELQE。

却没有一天当我们不听到“气候危机”;一些影响是有据可查的,比如全球平均气温的上升,极地冰帽的萎缩。毫无疑问,大气中二氧化碳含量增加,但“科学”怎么说潜在的后果呢?的结合大气、海洋、冰冻圈和生物圈是最终的非线性耦合的复杂系统。我们如何了解会发生什么?我演讲的第一部分,我将回顾我探索原始文献,试图分离出的投机,假设,计算模型的结果,最重要的是实际的观察。在我演讲的第二部分,我将讨论会努力减少二氧化碳排放(完全消除或零是不可能的)。虽然已经成为一种时尚政府实施强制写入法律,唯一的法律问题是热力学定律和欧姆定律。

芳香dichalcogenides展品丰富的还原和氧化还原化学和1和2的电子减少和氧化的Ar2Ch2物种出现在相当温和的潜力。连续1 e——削减经常有非常相似的潜力的一个电子过程导致的形成一个电子债券,稳定自由基阴离子,例如在假想Ph2S2•−约30千卡每摩尔。灵感来自自然二硫化二硫酚/ 2 h + / 2 e−夫妇,我们调查了2,2′关于配备二硫化/ dithiolate单位骨干的存储多个电子和质子。[2]同步的电子和质子转移是一个关键的步骤,许多化学和生物转换。特别是,氢化物和H原子转移反应是很重要的,例如,催化加氢或小分子活化反应相关的可再生能源存储。我们检查了深度基本2 e - 2 e - / 2 H +和1 e - / H +反应的开关根据金属化作用。看来许多非金属氢化物的Re复合克服缺点捐赠者,这显示的第一和第二还原过程之间有很大的差距,激进的中间和有害的反应。此外,我们应用这种Ar2Se2阳极氨基化和酯化的未激活的烯烃。氨基化和酯化反应是相当重要的,因为氮和切断键图案中可以找到许多有机化合物与生物、制药或材料科学应用。我们开发了通用的协议为电化学功能化和详细的动力学和热力学分析了宝贵的见解反应的机理以及所带来的影响,如溶剂、添加剂、organocatalysis。

的分割Somitogenesis antero-posterior轴在脊椎动物,被认为基因之间相互作用的结果,振荡器和posterior-moving决心波阵面。我将介绍知识的当前状态的脊椎动物胚胎发展的重要阶段。奇怪而振荡器时期对温度变化非常敏感,片段的大小不是。我将描述我们的结果有关的重要性的下降时间Fgf8梯度传播的波前,观察somitogenetic时期,胚胎生长速率、PSM缩短率和Fgf8衰变速度都慢下来1 / (T-Tc) Tc = 14.4°C,表明关键放缓可能影响胚胎代谢导致热影响的自然补偿体节的大小。

https://weizmann.zoom.us/j/97641167767?pwd = YURCbjI5VjdJZ2hmWXAwMTVCS1p3UT09近100年前,琼斯和多尔实验指出一个谜与水的体积粘性引起的增量修改小浓度的盐。奇怪的行为与阳离子特异性有关。这个问题仍然没有解决。会提醒你谈论这个问题,提出一种可能的方法。我希望我可以从你产生一些想法。

近似密度泛函,成功和失败是由于他们与半古典的扩张。在半经典极限下,相对误差在当地密度近似消失。仔细推导出修正限制已被证明比我们通常更准确的DFT近似。我将讨论重要的新结果在我们20-year-long寻求获得密度泛函近似百巴扩张。这些包括一个新的修正的扩张与sub-milli-Hartree交换能量的原子和一个orbital-free计算精度。[1]半经典密度泛函,艾略特的起源,彼得,李,Donghyung, Cangi,阿提拉和Kieron伯克、phy。启。100,256406 (2008)。[2]导致校正交换的局部密度近似large-Z原子Nathan Argaman,杰里米·Redd安东尼奥·c·Cancio Kieron伯克,物理。启。129,153001 (2022)。[3]Orbital-free功能与sub-milliHartree准确性,帕维尔·奥肯和Kieron伯克,准备。

异质结构(HS)的二维材料提供无限的可能性为应用程序设计新材料光电子和光子。在这样的HS个人的电子结构层次是软弱夹层的保留因为范德瓦耳斯耦合。然而,新的物理性质和功能出现超越他们的组成模块,根据类型和层的叠层顺序。在这个演讲我们使用高时间分辨率超快瞬态吸收(TA)和2 d电子光谱(2 des)解决层间电荷在HS散射过程。我们首先研究WSe2 / MoSe2 HS,显示II型乐队与交错的差距,最大价带和导带的最低在同一层。通过双色pump-probe光谱学,我们有选择地photogenerate intralayer激子在WSe2 MoSe2和观察孔注入sub-picosecond时间表,导致层间激子的形成(ILX)。累积的温度依赖性和层间激子衰变方式洞察层耦合机制[1]。通过调优到ILX发射带,我们观察一个信号,它只生长在400 fs时间表,明显慢于层间电荷转移过程。这表明光激的运营商不瞬间转化为ILX夹层散射后,,而是一个中间散射过程发生然后执行2 des,高频率和时间分辨率的方法,在大面积二硫化钨/二硫化钼海关,我们明确时间解决层间孔和电子转移34±14,69±9 fs时间常数,分别[2]。我们同时解决其他光电过程包括带隙重正化和intralayer激子耦合。 Finally, we investigate a graphene/WS2 HS where, for excitation well below the bandgap of WS2, we observe the characteristic signal of the A and B excitons of WS2, indicating ultrafast charge transfer from graphene to the semiconductor [3]. The nonlinear excitation fluence dependence of the TA signal reveals that the underlying mechanism is hot electron/hole transfer, whereby a tail the hot Fermi-Dirac carrier distribution in graphene tunnels through the Schottky barrier. Hot electron transfer is promising for the development of broadband and efficient low-dimensional photodetectors. [1] Z. Wang et al., Nano Lett. 21, 2165–2173 (2021). [2] V. Policht et al., Nano Lett. 21, 4738–4743 (2021). [3] C. Trovatello et al., npj 2D Mater Appl 6, 24 (2022).

取消了

共存的光和电励磁的半导体的研究有着悠久的历史。这个场景通常需要同时存在库仑束缚电子空穴对,称为激子和自由电荷载体。概念上类似于相关现象的超冷原子气体,exciton-carrier混合物强烈影响兴奋半导体和应对外部的属性字段。它包括绑定三粒子态的形成被称为带电激子或揣恩,费米极化子,重正化和筛查效果,以及高密度的Mott-transition政权。这些现象提供了肥沃的土壤将光学和运输领域,出于激发的可用性,都是电可调,强烈的光。范德瓦耳斯单层半导体和分层金属卤化钙钛矿最近成为特别合适的平台来研究exciton-carrier混合物由于异常强大的库仑相互作用的100多兆电子伏。在这次演讲中,我将讨论一些有趣的现象与耦合的激子在这些系统自由电荷载体。我将实验证据敷料兴奋激子态的连续可调费米海。这些内部的氢离子和带负电的两电子激发态受到自电离-一个独特的散射通道可供激发态。我将进一步说明自由运营商在激子的影响运输揭示non-monotonous密度依赖和高效传播的带电激子复合物。 Finally, I will demonstrate electrically tunable trions in hybrid organic-inorganic semiconductors. These three-particle complexes feature unusually large binding energies combined with substantial mobility at elevated temperatures.

过渡金属催化的羰基化反应的多种有机化合物提供了进入一些分子制药、价值的商品,和石化行业。提交例子包括indolizine衍生品的制备钯催化的氧化alkoxycarbonylation, N-fused的合成杂环化合物通过dearomatic羰基化,高度特定选择的和chemoselective羰基化反应的双官能团的有机反应物haloarenes,苯乙烯,炔烃。这些转换被成功应用到天然产物的合成包括Avenanthramide

催化是一个通用的过程,加快了反应速率不改变热力学过程。通常是必要的反应的动力学研究来推断催化的机理,催化剂的洞察力,可以帮助设计。然而,大部分催化,特别是电催化作用,不能捕获的内在异质性看似相同的催化剂。这个演讲的目的是提供基本的电催化作用背后的原理,并介绍一种新的方式来研究electrocatalysts在单一的实体级别。在一起,我们将回顾该领域的最新进展和结论与未来的发展方向,可以适用于绝大多数的催化剂从有机、生物和无机材料。

功能材料的主要构建块先进技术是基于能量储存和转换系统为我们的现代生活必不可少的包括电池,太阳能电池,多相催化。提高材料的性能和开发新材料依靠我们的能力来获得结构的相关性以及理解当材料的降解过程集成到一个设备。为此,先进的分析工具,可以在原子层面上提供信息是至关重要的。固态核磁共振(ssNMR)光谱学是适合这个任务,特别是配备高灵敏度魔角旋转-动态核极化(MAS-DNP)。然而,到目前为止,大多数的材料研究MAS-DNP无电抗和导电材料与外生DNP极化如硝基氧自由基的来源。这种方法不能简单地扩展到功能材料的性质源于材料的功能的设备,包括导电性、化学反应和缺陷,往往造成DNP在研究材料的挑战。在这个演讲我将框架与应用程序关联的挑战MAS-DNP功能材料和描述的方法来解决这些问题。结果从三个无处不在的材料系统将生成一系列应用程序:碳同素异形体,过渡金属dichalcogenides (tmd)和金属微观结构。我们系统地研究了材料的电导率和制定的有害影响意味着减少的效果。我们利用固有的未配对电子的可行性进行了探讨内源性DNP和应用它来探测阶段埋在全固态锂金属电池和碳的表面化学。 I will show that wealth of information achieved by DNP on various functional materials, can place DNP-NMR as a preferable tool for materials scientists. Our findings are expected to apply to many other systems where functional materials are dominant, making DNP a more general technique.

胶状纳米晶体具有高表面area-to-volume比率;因此,许多纳米晶体性质深受他们的表面。在这些表面之间存在一个复杂的界面无机固体(由粒子晶体结构和形态)和有机配体。有机配体起着关键的作用在控制成核和生长,表面钝化在协调网站,提供立体稳定溶剂可分散性。根据纳米晶体的特定应用程序,本地有机配体可能会需要删除或交换。我们使用核磁共振光谱的补充技术理解纳米晶体表面和配体结合的本质。然后,使用无机配位化学原理,我们合理制定配体交换反应这些表面纳米晶体功能最大化。这个演讲将简要讨论三种不同的表面化学平台。(1)我将讨论如何通过实验研制出一种单纯的钙钛矿纳米晶体表面终止,然后使用这些信息来更好地了解常见的表面处理能“治愈”卤化物钙钛矿晶体表面。(2) I 将 讨论 不同 -donating, L-type 配 体 被 安装 在 金属 表面 磷化 nanocrystals, 以及 它们 如何 影响 这些 electrocatalysts. 氢 进化 的 能力 (3) I will discuss a new strategy for thermally activating metal carbide nanocrystal CO2 reduction catalysts using labile ligands that decompose at significantly lower temperatures than the native ligands. This circumvents issues commonly encountered with high-temperature thermolysis (coking) or acid treatments (etching, poisoning) that are used to activate nanocrystal catalysts.

先进的光伏设备的发展,包括那些可能克服单个结效率极限,以及新材料的发展,依靠先进的表征方法。在所有现有的基于光学的方法很好适应定量探测器光电特性在任何阶段。我们这里现在使用记录空间的多维成像技术,光谱和时间分辨荧光图像。我们将讨论调查的好处(挑战)能量转换系统从高维度和降维的角度来提高可懂度通过一些例子,大部分来自金属卤化物钙钛矿材料和设备。这些例子将帮助访问问题相关的运输效率和转换太阳能电池,以及与化学有关的问题和操作设备的稳定性。

这节课概述主要研究工作领域的人的集团的聚合物纳米药物输送,控制蛋白质吸附在材料表面和纳米纤维。此外,新的优秀研究生(科研训练集团)轮胎式龙门吊2723:材料检测微生物量微环境:抗菌生物材料与定制的结构和属性(M M M)应承担的应承担的由德国科学基金会将资助。聚合物纳米粒子(PNP)成为最近非常流行的小说通过疫苗接种技术,但也有战斗的主要潜在的炎症和癌症。这些药物释放性能的PNP型取决于它们的结构。然而,文献报道对大多数pnp型的结构和性质,除了化学成分。PNP型的结晶度、热、力学性能经常被忽视,尽管他们可能发挥关键作用的药物输送PNP型的属性。蛋白质吸附在生物材料植入后的第一个过程,决定了生物材料的命运,如细胞粘附、血液凝固在植入网站或感染。尽管经过数十年的研究,只有拇指规则存在预测蛋白质吸附行为。我们现在的纳米方法控制蛋白质吸附使用纳米二氧化钛的半结晶聚合物和水晶方面。Selfassembled蛋白纳米纤维组成的一个或多个蛋白质,可能允许调整生物材料的属性接口和创建骨模拟结构。 Finally, the new DFG‐RTG 2723: Materials‐Microbe‐Microenvironments: Antimicrobial biomaterials with tailored structures and properties (M‐M‐M) in Jena will be introduced. The aim of the RTG is to provide excellent training for approximately 40 international doctoral researchers in antimicrobial biomaterials in interdisciplinary tandem projects, connecting materials science and medical science. The RTG pursues a new strategy by developing antibiotic free biomaterials, where the antimicrobial action is based mainly on physical principles. The new RTG offers ample opportunity for fruitful cooperation and exchange with leading research institutions in Israel.

这个讨论会将分成两个应用程序部分,处理支持的分子合成催化剂和固体催化剂的光。在第一个领域,我们描述一个机械方法稳定支持弱相互作用活跃网站(即那些非共价相互作用的支持)与聚合和聚结。我们用硅作为支持的一个典型的例子,和一个铱pair-site催化剂将桥接杯芳烃配体作为活性部位。原子水平的红外成像中心之前和之后ethylene-hydrogenation催化显示金属抵制聚合和失活,剩下的自动分散和催化的访问。当活跃的站点位于自由的环境中,乙烯加氢的速率常数显著降低与围外表面口袋[1]相比,与之前的类似的效果观察烯烃环氧化催化[2,3]。为提高反应完全,这些例子代表新的机会在催化剂表面活性部位的综合控制机械特性的环境。第二这些领域,活性氧(ROS)与调用几个人类健康疾病和自然生态系统的退化以及所使用的建筑材料在现代基础设施(例如,油漆和涂料、聚合物等)。天然抗氧化剂如维生素E函数作为化学计量还原剂与ROS(即反应合成酸败油脂)。而酶,如超氧化物歧化酶与过氧化氢酶串联分解分解ROS水和氧气通过过氧化氢作为中间,这些酶是脆弱的和昂贵的。其他non-stoichiometric商业降低活性氧的抗氧化剂包括受阻胺光稳定剂(HALS)。 Here, we demonstrate that cerium carbonate acts as a degradation catalyst for photogenerated ROS, and describe the performance and characterization of this new catalyst using X-ray photoelectron spectroscopy, and in comparison with HALS and stoichiometric reductants. Our results demonstrate catalytic antioxidant activity of cerium carbonate when dispersed in polymethylmethacrylate polymer. FTIR data demonstrate that a dispersion of 2 wt. % cerium carbonate within the polymer essentially stops degradation by photogenerated ROS, which otherwise cause oxidation of the polymer backbone, in the control polymer lacking cerium carbonate. Experiments with methylene blue dye in aqueous solution demonstrate that cerium carbonate decreases the rate of ROS degradation of dye, in the presence of UV irradiation and air by 16 fold. These effects become even more pronounced (over 600 fold decrease in rate of ROS dye degradation) when cerium carbonate is paired with a photoactive metal oxide. The mechanism involved in this latter case crudely mimics the enzyme tandem sequence referred to above. [1] C. Schöttle, E. Guan, A. Okrut, N. A. Grosso-Giordano, A. Palermo, A. Solovyov, B. C. Gates, A. Katz*, Journal of the American Chemical Society, J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 4010-4015. [2] N. A. Grosso-Giordano, C. Schroeder, A. Okrut, A. Solovyov, C. Schottle, W. Chasse, N. Marinkoyic, H. Koller, S. I. Zones, A. Katz, Journal of the American Chemical Society 2018, 140, 4956-4960. [3] N. A. Grosso-Giordano, A. S. Hoffman, A. Boubnov, D. W. Small, S. R. Bare, S. I. Zones, A. Katz, Journal of the American Chemical Society 2019, 141, 7090-7106. [4] M. K. Mishra, J. Callejas, M. Pacholski, J. Ciston, A. Okrut, A. Van Dyk, D. Barton, J. C. Bohling, A. Katz, ACS Applied Nano Materials 2021, 4, 11, 11590-11600.

大部分的西北太平洋(美国PNW)和不列颠哥伦比亚省经历了相当高的气温在一个极端的热浪事件(“热穹顶”)在2021年6月下旬。在很多地方,全时工作的纪录高位气温(Tair)超过40到45°C被观察到。在这个演讲,我将现在这个极端高温事件的广泛影响的证据。这些影响包括叶面损伤中观察到这一地区的许多地方,还有一些树死亡。此外,我将对比的测树和涡度相关基站数据森林类型强调对树木生长的影响和ecosystem-atmosphere二氧化碳,水和能量通量。更好地理解环境司机、生物物理和生理机制和生态后果的热损伤发生的森林是广泛的相关性和社会的重要性。

https://weizmann.zoom.us/j/95467631640?pwd = MHZBNThNQlRUeU1CM29kQXZZcGxOdz09密码:864419固体氧化物燃料电池(sofc),尤其是质子导电(PC)的,和电解(国有企业),操作超过250°C,演示快速电极动力学,但有限的长期稳定性是由于热应力和开/关循环有关。可以显著降低热应力,为PC-SOFCs设备操作的温度范围150 - 250°C,它仍将受益于快速电极动力学和不需要Pt-containing催化电极。然而,proton-conducting陶瓷电解质、操作低于250°C尚未确定。在这工作我调查了合成、制备协议和性能的La (OH) _3和La_2 Ce_2 O_7 (LCO50)粉末和陶瓷探索他们作为质子导体的适用性。准备适当的颗粒样品的拉(OH) _3合成粉需要(i)消除碳酸氧化物的存在紧随其后(ii)水化的其余La2O3沸腾的去离子水。室温压缩这些粉末固体颗粒样品需要长时间住单轴压力。虽然主要是质子的压实样品的电导率仅达到3·- 11 S /厘米90°C和实际应用是不够的;晶界显然是不阻塞,使它吸引寻找可能的搀杂剂可以提高低温电导率。Nominally 无 水 LCO50 意外 高 电导率 10-11 S/cm 110 °C, vacancies. 这 可能 是 由于 氧气 LCO50 undergoes hydration with a large lattice expansion, which combined with low hydration enthalpy (5.2 kJ/mol) restricted compact crack-free sample. Hydration of LCO50 by 7.5% of the maximum possible showed to have non-blocking grain boundaries, and increases the conductivity by an order of magnitude, which has to be attributed to protonic conduction. Findings describe in this work, point that both investigated materials are promising candidates for further studies as proton conductors.

地下系统,如冲积含水层和土壤,存储和管理地下水的质量,保持一种独特的生物地球化学和水文过程的平衡。地下的复杂特征空间和成分沉积物中演示了系统异构性问题,最终控制元素循环的速率和程度。不同的氧化还原环境中常见的形式在地下,可能很大程度上影响这些周期。重金属,发生自然或人为污染物(地球成因学的),对不同氧化还原条件特别敏感,即使他们不是直接氧化还原活性。在本课程中,我将展示沉积物热点和接口元素循环影响,污染物衰减和地下水质量。我将如何一个冲积含水层系统的例子表现出氧化还原异构性问题可能影响重金属迁移优先保留在细粒度沉积物眼镜嵌入到粗含水层。几种机制有助于保留在细粒度沉积物,我们也观察含的硝酸盐条件产生重大影响的程度和阶段金属保留。进一步,我将分享我们的发现在富含铁的胶体的动态和独特的成分,发现在减少区域泛滥平原的地下。我们的结果表明存在部分氧化富铁胶体在其它条件减少的情况下,由于防护有机硅涂层。生命周期和组合这些胶体可能直接作用于元素的循环,因为他们可以作为向量的运输营养物质和有机物质进入地表水和地下水。 Lastly, I will present my future research visions, in a lab devoted to the study of biogeochemical heterogeneity and coupled elemental cycling under dynamic conditions.

催化是一个关键的技术,因为它允许水平的提高选择性和化学转换的效果。而重大进展可以通过合理设计或改造的逐步改进,该领域的许多紧迫的挑战需要发现新的和以前意想不到的结果。可以说,这个问题“如何发现?”是科学的核心过程。在这说话,(智能)筛查策略加速发现和再现性将会改善,加上新的光催化转换。此外,其他两个令人兴奋的领域将得到解决:氮杂卡宾(nhc)强大的配体在催化因其强大的电子基属性及其形成非常稳定的债券,以过渡金属的能力。此外,他们可以稳定和修改纳米粒子或平坦的金属表面,优于磷化氢或巯基配体结构的灵活性,建立电子基特性和稳定性。目前的研究是高度跨学科和小说的基本理解绑定模式,流动性和表面性质的影响的说明。令人兴奋的在材料科学中的应用,异构催化剂和超越是触手可及。生物膜和他们的选民是一些最重要的和生活的基本构建块。 However, their exact role in many essential cellular processes as well as in the development of diseases such as cancer or Alzheimer's is still not very well understood. Thus, we design, synthesize and evaluate imidazolium-based lipid analogs that can integrate into biological membranes and can be used as probes for live cell imaging or to manipulate membranes.

厚岩盐序列是常见的在地球的地质记录;他们积累了在深多年生高盐水体,饱和岩盐和受到消极的水平衡。几十年来,蒸发岩研究从探索现代浅层咸水环境中获得的见解,包括hydroclimatic迫使关系和沉积岩盐层。然而,有一个累积岩盐序列在理解湖沼学的知识差距控制在深的水体。今天这样的水体很少存在在地球上,但通过地球的地质历史是很常见的。死海是目前最接近,可能只有现代模拟这样的环境。最近,基于直接的实地测量,实验室实验,直接数值模拟和沉积学的调查,我们发现有根本的不同沉积盆地深与浅盆地,特别是在季节多动物鳞片类和岩盐的溶解性随深度的变化。我们发现,在干燥的夏季变温层是温暖的,咸和岩盐欠饱和,这双扩散通量交付溶解盐的变温层深水层,导致不断过饱和深水层和季节性欠饱和变温层。因此湖的水柱的分层结构导致聚焦的岩盐矿床深地区的盆地和减少存款,或完全溶解,边缘部分。我们进一步探讨外侧的角色变量hydroclimatic条件的时空动态蒸发沉积在深超盐度严禁。 We focus on the role of diluted buoyant plume, overlaying part of the Dead Sea surface that laterally spreads from freshwater inflow. The lateral surface salinity variations results in lateral variations in evaporation, double diffusion fluxes, and hence evaporitic layer thickness. These can contribute to the study of the depositional environments of halite units throughout the geological record, following the concept of “the present as key to the past”. At the end of the talk, I will share some management ideas regarding the future of the Dead Sea.

通过分子界面电荷转移和运输过程的关键作用是无处不在的,确定生物系统的功能,使能量转换的应用程序。我们研究计算这些过程在分子水平上理解结构关系。我们将讨论以下两个主要研究领域:(1)光伏和电荷转移特性的有机半导体材料。(2)电荷传输通过voltage-biased分子规模桥梁。重要的是,我们建立预测计算方案,解决关键的挑战。我们的研究工作与实验努力设计材料和应用程序控制和优化相关的物理性质

在过去的十年里,已经有巨大的进步在测量、建模和结构关系的理解在单分子电路。实验技术可靠和可再生的单分子结测量了,在某种程度上,这一进步。特别是,扫描隧道microscope-based break-junction技术使得快速、连续测量大量的纳米级连接允许统计分析容易区分可再生的特点。虽然break-junction技术主要是用来测量单分子电路的电子特性,在这次演讲中,我将展示其通用的用于单分子精确地了解物理和化学现象。我将讨论最近的一些实验和分析,旨在了解量子干涉单分子连接。我将展示一个例子,分子结构设计可以利用干扰影响创建一个高度非线性设备。最后,我将讨论一些新领域的研究旨在证明电场可催化化学反应。

数学类比信息和热力学熵最近导致化学和物理研究的前景,和信息理论工具在化学和生物数据分析越来越重要。在这个演讲我将描述一些我们的想法在物理化学的交集,信息理论和计算机科学,关注单分子数据分析。单分子实验研究开辟了一个新窗口进入基本生化步骤,分子机器的功能,和细胞的现象。中包含的信息不过经常充分利用单分子轨迹是过于简单化的模型,如一维扩散或一维随机游走是用来解释实验数据。我将展示那么多细节的单分子动力学,如构象内存和静态障碍,可以从分析,推导出类似于香农的分析印刷英语;特别是,该方法涉及构象记忆information-theoretical压缩性的单分子信号。

的一个关键纳米科学和纳米技术的进步一直是我们提高能力达到极限的自动精确的结构。通过发达的“眼睛”,记录光谱,并测量功能在纳米尺度上,我们已经能够制造结构精度以及理解函数的重要内在异质性中发现这些程序集。物理、电子、机械和化学连接材料使人与人之间,人与外部世界是至关重要的。正如传统半导体器件的性能及应用取决于这些接触,纳米材料,许多纳米级测量,和未来的设备。我们讨论这些联系的重要角色在保留关键运输和其他属性。初始纳米连接和引导路径测量未来的机遇和挑战。乐队对齐和破坏性最小连接都是目标,可以在实验和理论特征。我讨论我们最初进军这个领域的材料系统。

分子晶体超分子“卓越”1是宏观物体由数以百万计的分子定期处理,由非共价相互作用与特定的物理化学性质取决于他们的架构。这提供了一个充满活力的固态化学操场与定制功能,建立有机固体等新型发光材料,2固态分子机器,3和多组分晶体具有复杂拓扑。4的固有动态特性的弱的分子间作用力推动有机晶体自组装也赋予适应性反应,例如,机械重构和形状记忆效应,这类材料使他们理想的构建块的设计和合成多功能水晶系统,可以利用作为致动器,灵活的单个水晶光电设备,和自愈materials.5

研究磁性原子吸附在非磁性表面提供一个基本的见解在纳米尺度上量子多体的现象。他们在STM测量,印非平凡的签名,可以作为潜在的应用在量子信息技术的原型。我们的工作旨在调查的电子结构、自旋和轨道Co吸附原子的磁性特征的铜(100)表面。我们利用DFT结合multi-orbital安德森杂质模型的精确对角化,包括自旋轨道耦合。atom d轨道公司占领nd = 8,单线态多体的基态和近藤找到共鸣,当自旋轨道耦合是包括在计算中。微分电导与STM测量的评价是一个很好的协议。这种比较是最直接的方式来展示我们的理论近似的有效性。我们的结果说明了非常重要的作用,自旋轨道耦合是在multi-orbital杂质的近藤单线态的形成在低维度。

自组装和自组织是两个自然科学的巨大挑战。哪些规则的出现更大的结构从谦逊的元素?统计力学限制它们的复杂性呢?生化过程可以在大规模的形状非常具体的结构和功能只使用分子信息。尽管立体化学分子科学的焦点从巴斯德,其合成省一直局限于nanometric规模。在我的演讲中,我将描述如何传播信息分子自组装自由格式的架构在微米尺寸。这些架构还一千倍其组成分子预排程序的几何和手性。我将展示如何动画合成微观结构到沉积岩micro-swimmers。以前的人工microswimmers依赖外部化学燃料来驱动他们的推进而限制操作集中在燃料竞争。我将演示如何使用材料科学和物理化学自组装再生micro-swimmers单独驱动的光。 The fuel independence allows the swimmers to stay active even at high densities, where they form turbulent flow structures (previously seen in living fluids), and cooperate to perform a greater task.

年代际气候预测使用顺序学习算法的各个气候模型通常用于提高气候预测和评估相关的不确定性。权重的模型根据其性能进一步提高预测的承诺。使用一个合奏的气候模型模拟CMIP5十年实验,我们总不确定性与这些预测和量化模型的相对重要性和内部不确定性。连续的学习算法(sla)被用来减少预测误差和模型的不确定性。SLA的可靠性预测也是测试,和不同的性能措施的优点和局限性进行了讨论。sla的空间分布性能表明,他们是熟练的和比其他预测方法在大型连续区域。这一发现表明,尽管每个整体模型的不熟练,模型能够捕捉一些物理过程,导致偏离的气候学和sla启用这些额外信息的提取。如果时间允许我也会呈现出不确定性估算方法与集合预报和演示结果提高可靠性。引用:1。提高气候预测和减少使用学习算法的不确定性,大气化学和物理15,8631 - 8641 (2015)。 2. Decadal climate predictions using sequential learning algorithms, Journal of Climate 29, 3787-3809 (2016). 3. The contribution of internal and model variabilities to the uncertainty in CMIP5 decadal climate predictions, Climate Dynamics 49, 3221 (2017). 4. Quantifying the uncertainties in an ensemble of decadal climate predictions. Journal of Geophysical Research: Atmospheres 122, 13,191–13,200 (2017). 5. Learning algorithms allow for improved reliability and accuracy of global mean surface temperature projections. Nature Communications 11, 451 (2020).

制造商运动(廉价电子产品+分享),自动显微镜,自主平台和占用空间小卫星对海洋学,打开各种各样的新的研究途径和需要不同的教育模式。在这个演讲,我将总结我的实验室参与一些活动与这些颠覆性技术和相关为什么我非常乐观的未来我们在未来几年。

变焦链接:https://weizmann.zoom.us/j/93495966390?pwd = T3hDNXY1WFh6bFpIbDh3OEFxZlcwZz09 fibre-matrix界面起着至关重要的作用在整个纤维增强复合材料的力学行为,但是经典的方法来改善界面化学分级是有限的物质属性。实现同时提高强度和韧性在复合是一个特别的挑战,因为这些属性是相互排斥的,和界面的化学改性通常导致一个属性被提高为代价的。相比之下,几何fibre-matrix界面的修改,允许组件的机械联锁等机制是一种很有前途的方法来解决这一挑战。本研究探讨了小说类型的地形障碍——聚合物液滴fibre-matrix接口。离散放置在玻璃纤维和环氧树脂滴嵌入在一个环氧矩阵模型复合材料。界面的影响环氧树脂滴是使用单纤维实验研究。

现在好了,某些平流层流配置可能改变对流层动态变化。这样的流动配置包括后突然平流层变暖事件(量)或强极涡事件(“)。尽管仍然难以捉摸,这背后的详细机制stratosphere-troposphere耦合的大多数方面都是众所周知的。例如,向上传播之间的耦合涉及反馈对流层行星的起源和平均流量,对流层反应涉及天气尺度涡动反馈,然后往往项目到负异常的北极和北大西洋涛动(AO, NAO),而“倾向于项目上积极AO和NAO的异常。这里我将强调一些最近的结果1)的潜在作用对流层顶附近的行星波来源troposphere-stratosphere耦合,2)影响平流层的进化baroclinically不稳定波在非线性衰减阶段,3)改进的量化的AO极端的平流层调制长程合奏的预测。

变焦链接:https://weizmann.zoom.us/j/99290579488?pwd = cUIyV05SMUQ0VDErNUtma1RTL3BIQT09在过去的十年中,金属卤化物钙钛矿(也许不久)已经开发出有前途的新材料广泛的光电应用,特别是太阳能能量转换。尽管他们的技术先进的快速对太阳能转换效率高和有利的光电性质,他们的许多属性在很大程度上仍然未知的从基础科学的角度来看。由于高度动态的本质也许不久,基础科学研究的一个主要途径是使用分子动力学(MD)模拟,提供一个完整的原子论的这些材料的照片。这种分析的一个主要限制因素是时间尺度的MD模拟。因为偶然的复杂性系统,经典力场方法不会产生令人满意的结果,使用最广泛的基于采用基于力的计算方法,即在密度泛函理论(DFT)。近年来,一种新型的力计算方法已经出现,这是机器学习力场(MLFF)。这些方法都是基于机器学习(ML)算法。他们广泛使用启用了不断增长的计算能力和大规模的科学数据共享存储库的可用性。在这里,我们应用一个MLFF算法,称为域机器学习(GDML)。 After training a MLFF based on the GDML model, we observed that the MLFF fails in a dynamical setting while still showing low testing error. This has been found to be due to lack of full coverage of the simulation phase space. To address this issue, we have suggested the hybrid temperature ensemble (HTE) approach, where we create rare events that are training samples on the edge of the phase space. We achieve this by combing MD trajectories from a range of temperatures to a single dataset. The MLFF model, trained on the HTE dataset, showed increasing accuracy during the training process, while being dynamically stable for a long duration of MD simulation. The trained MLFF model also exhibited high accuracy for long-term simulations, showing remaining errors of the same magnitude of inherent errors in DFT calculation.

方法依靠氢分子的添加和删除从有机化合物是一种最oft-employed转换在现代有机化学,合成代表一种高度相关的策略。尽管他们的整体简单,有机化学家仍追求可持续和可伸缩的转换过程。在这方面,电化学技术一直被他们天生的可持续性作为有效的方法进行氧化还原反应。在我们的第一份报告中,我们发现了一种新的氧化的电化学过程,b-desaturation羰基的功能。描述稀释方法引入不饱和酮的直接途径,酯类、内酰胺和醛从相应的烯醇硅烷/磷酸盐和电力作为主要试剂。这种电化学驱动稀释展品官能团耐受性高,很容易扩展(1 - 100 g),和可以预测实现为合成通路使用实验或计算得到核磁共振的转变。我们的第二个报告展示了还原合成有机电化学cobalt-hydride生成应用程序的灵感来自于完善的cobalt-catalyzed化学氢进化。我们已经开发出一种硅烷和peroxide-free电化学cobalthydride代正式氢原子转移反应依赖于一个简单的结合质子源和电氢化物代理。因此,多功能的可调范围涉及烯烃和炔烃的反应可以用无与伦比的效率和chemoselectivity来实现,如异构化、选择性减少E / Z炔,hydroarylation, hydropyridination,紧张环扩张,hydro-Giese。

五大湖的地球淡水海洋,和许多的地球化学过程发生在底部沉积物平行那些发生在海洋环境。足够的条件,然而,不同显著修改关键元素的地球化学循环。通过分析这些差异,我们不仅可以了解地球上最大的淡水生态系统的功能,但也可以洞察元素循环(C, N, P, S…)在海洋中在过去的地质时代。

变焦链接:https://weizmann.zoom.us/j/95952232097?pwd = OW9SL2JlNkNYQVJ1cW5FT05HcEh2QT09经过调优的范围分离混合(OT-RSH)功能在密度泛函理论是一个非实证的方法,这是众所周知的,收益率为各种系统准确的基本空白。这里我们延长其适用性磁共振参数,提高其准确性,通过设计基于OT-RSH double-hybrid泛函和提高其精度为固态的计算设计和生成RSH伪势。

通过规模经济,成像传感器现在可以部署密集和经营以协调的方式在空间,大量空气,水下和在地上。这种跨异构的分布式成像系统实现多视点设置媒体对地球科学的重要性。这些创造新的观测模式。一个结果是4 d体积时空恢复大气中的散射,特别是云内容(CloudCT太空任务的核心)。这是除了水下泥沙悬浮的计算机断层扫描和大气湍流分布。我们描述几个这样的系统——演示,包括分布式成像和算法分析的基础数据。

几十年来极端温度大幅回暖,预计将持续变暖,以应对未来气候变化。变暖的极端气温预计将在陆地上被放大,对人类健康有严重影响,野火风险和食品生产。利用耦合气候模型的模拟,我表明,炎热的天气在热带温暖的土地大大超过平均一天。例如,气候变暖最热门的5%的土地是1.2倍大于时间意味着平均变暖在模型。极端气温的气候变化响应解释热带土地使用基于对流耦合理论和弱温度梯度近似。根据这一理论,变暖是放大炎热土地的日子,因为那些日子已经干燥:这是称为“干燥得到热”机制。近地表相对湿度的变化进一步增加热带土地变暖,减少土地相对湿度特别重要。理论进步的物理理解热带气候和强调气候陆地表面干燥作为一个关键因素确定极端温度如何应对气候变化。

变焦链接:https://weizmann.zoom.us/j/97777492731?pwd = YXZDR0lqYUtMbHVidUlIWkl2TGxjdz09 Protein-metal交互发挥重要的监管作用的蛋白质折叠和调制使“正确”的生物功能。在材料科学中,蛋白自组装和metal-protein交互利用了多功能的生成超分子结构有利于bio-oriented应用程序,包括若,药物输送,抗菌活性和许多更多。尽管metal-protein交互的本质和机制都进行了广泛的研究和利用蛋白质功能化的材料,主要与金属纳米粒子,我们了解金属形状的蛋白质折叠,在国米和分子内相互作用,联想的行为,和发展蛋白质结构的材料特点,是有限的。为了解决这些高度挑战性的科学问题,我已经探索了丝素蛋白的蛋白质的自组装行为及其与金属纳米粒子的互动形成的多功能复合材料。中央我的研究目标是探索金属纳米粒子的全部潜力(NP),特别是铜氧化物(错)修改成纤蛋白质——蚕丝蛋白的自组装途径。措NP选择候选人在这项研究中,由于其通用的性质和bio-relevant功能适用于传感、抗菌功能,调节细胞活动的能力。因此,为了应对这一挑战我第一次关注的理解金属NP-induced结构转换在本地折叠蛋白质和探索这些结构性变化是否可以人为地对组装,β-sheet丰富的蛋白复合物。我的实验结果表明,措NPs确实能够模板本身折叠丝素蛋白的组装,一方面,另一方面,表现出变化NPs-silk纤维交互时添加post-synthetic阶段。然而,RSF-CuO NPs发生自组装的基本问题仍有待解决。 The exploration of biomaterial applications for silks is only a relatively recent advance; therefore, the future for this family of structural proteins appears promising.

变焦:https://weizmann.zoom.us/j/95703489711?pwd = Tyt5cU1tV2YrMFhYUytBU001bm4yQT09可行的,全球范围内的光电化学能量转换廉价、丰富的资源,比如水化学燃料(“太阳能燃料”)取决于半导体的发展良好的吸光载波传输特性,适合带边缘位置,稳定direct-semiconductor /电解质连接。调查主要集中在金属氧化物,提供良好的化学稳定性,却遭受贫穷比non-oxide半导体电荷传输(例如,硅,砷化镓)。幸运的是,只有一小部分可能的三元和四元组合在一起(~ 105 - 106组合)进行了研究,使其有可能最好的材料还在等待发现。不幸的是,控制合成路线设计单相氧化物浓度较低的缺陷将变得更加困难,因为元素数量的增加;2)目前没有健壮的和行之有效的策略确定承诺multi-elemental系统。这些挑战需求最初专注于小说的合成参数非平衡合成方法而不是化学成分由高通量参数组合synthesis-parameter空间的调查。这将为稳定亚稳材料开辟新的途径,发现新的化学空间,获得吸光增强属性来研究他们在光电化学能量转换物理工作机制。我将介绍一个方法来探索非平衡synthesis-parameter空间在没有修改composition-parameters synthesis-parameters形成梯度,利用两个非平衡合成组件:脉冲激光沉积和快速放射热量。他们的结合使可再生的、高通量组合合成,导致高分辨率观测和分析。 Even minor changes in synthesis can impact significantly material properties, physical working mechanisms, and performances, as demonstrated by studies of the relationship between synthesis conditions, crystal structures of α-SnWO4, and properties over a range of thicknesses of CuBi2O4, both emerging light-absorbers for photoelectrochemical water-splitting that were used as model multinary oxides.

https://weizmann.zoom.us/j/97328767376?pwd = MkZoQ0hmbVVRank0bzkxbGpqSUdYUT09密码:891716与液体电解质锂离子电池通常用于便携式电子设备供电。扩大应用范围的李离子电池可以使用(例如,电动交通工具)、固体电解质是一个更安全的替代液体电解质和他们可能使金属锂阳极的使用。在这项研究中,我们专注于复合固体电解质基于固体聚合物(聚氧化乙烯)和陶瓷颗粒(Li1.5Al0.5Ge1.5P3O12 LAGP)。先前的研究显示,最高的离子传导路径复合材料是通过聚合物-陶瓷界面的接口。然而,界面的化学性质和其高导电性的原因尚不清楚。我们的目标是获得分子,原子水平了解聚合物的性质——陶瓷界面从固态核磁共振光谱学。在这里,我将提供一个坚实的发展——国家核磁共振方法,可以用于有选择地探针接口。获得灵敏度和选择性动态核极化(DNP)、高极化过程未配对电子的转移到周围的核自旋将使用。几种金属离子掺杂物DNP LAGP粉的性能进行了测试,和Mn2 +离子进一步检查其功效的复合电解质。 The approach was tested for selectively enhancing the NMR signal of the PEO - LAGP interface. Electrochemical characterization and in - depth solid state NMR studies provided insight into the performance of the composite and degradation processes in the composite.

变焦链接:https://weizmann.zoom.us/j/96430042316?pwd = cjJwdFUrSEE5VnU4eVNuY08wZ1F3QT09拉曼光谱作为主要的非破坏性工具用于表征薄膜的应变。它是基于模式的概念格吕奈森参数,这是相对变化量之间的比例给定的能量振动模式和单胞体积的相对变化。它最近报道(Kraynis et al .)双轴应变下,掺杂CeO2-films展览的模式格吕奈森参数值,小于40%的大部分文学价值。掺杂CeO2-films强烈滞弹的,构成问题的拉曼散射频率和滞弹性应变之间的关系。本工作描述滞弹的分离和弹性的方式贡献格吕奈森掺杂二氧化铈薄膜参数和显示这个概念仍然是适用的,如果只有弹性应变必须考虑的一部分。作为一个参考,我把一个纯粹的弹性yittria薄膜溅射沉积和计算其格吕奈森参数以类似的方式。的实验和文献值yittria格吕奈森参数被发现兼容,确认为纯粹的弹性应变,格吕奈森参数概念是完全适用的。

自然灾害等极端的风,降雨和海浪可以对建筑和自然环境造成严重的影响,导致在某些情况下灾难性事件的发生。这些危害通常是由于天气系统如飓风、方面和雷暴。我们使用大量的客观技术来识别这些天气系统类型,为了了解观察的天气系统和危险之间的联系。我们已经使用这种理解评估气候模型和更好地理解天气系统的响应和高影响气候变暖的危害。

绝大多数的行星发现间接观察,利用小扰动的宿主恒星发出的光。然而,近年来,世界上最大的地面望远镜已经成功地直接成像的光来自一些行星本身。我将我们的全面的理论质量,光度,旋转的气体巨行星形成的最后阶段——当他们同时合同和合生的气体从一个磁盘。我将这一理论应用于光谱光度和通过小说直接成象技术,强调最近发现PDS 70系统,两个行星在形成第一次直接观察。

持续的夏天的天气就会对社会经济产生重大影响。长期干热条件可能导致作物产量损失,而连续雨天(如与拖延相关气旋)会导致洪水。观测和气候模型分析表明,全球变暖削弱了hemispheric-wide循环在北方的夏天,但在很大程度上仍然不清楚这种持久性的削弱意味着地区天气状况。,我提供的证据支持多行天气持续在夏天一直在增加在过去的40年里大部分中纬度地区和全球变暖在未来将继续这样做。方法中,我们使用一个持久性度量根植于动力系统理论,而不需要分区瞬时大气状态任意数量的集群。这使它适合检测大气运动包括weather-persistence细微变化。最近我讨论有关文学和认为,现在有大量的证据增加天气持久性中纬度地区,为社会提供增强的极端天气风险。

与功能材料和化学系统的日益复杂化,我们常常和自己有限的能力完全代表化学系统的描述符的集合。在复杂的化学系统,连接一个完整晶体模型,折叠的所有原子间相关性使用少量的结构描述符或实际可能并不总是可行的。或者,你可以采取一个数据驱动的方法和测量结构的相对变化或化学特性(e。g、结构相关性、氧化态)。实验数据驱动的方法不需要完整的模型和享受快速进化的机器学习工具,擅长分类关系数据集和,如果也被观察到的属性,可以提供链接系统的预测能力与观察到的属性的描述符。I will focus on two types of complexities: (1) Hierarchical complexity, in which dierent types of structural or chemical correlations change change with the probed correlation length. For example, in ferroic materials dierent prop- erties (e.g., mechanical, dielectric, optoelectronic) may depend dierently on short- and long- range structural correlations. In multi-component alloys local chemical correlations (random- distribution, ordering, clustering) can aect corrosion and plasticity, but altogether show a single average structural phase. Since selected materials' properties depend on correlations at a speci c hierarchical level, it is important to be able to isolate those from one another. (2) Evolutionary complexity, where the order changes over space and/or time. Nucleation, crys- tal growth, intercalation - are examples for processes that involve evolutionary complexity and can also be found in batteries, heterogeneous catalysis and photovoltaics. Isolating and track- ing order-related correlations in heterogeneous kinetically-stabilized or dynamically changing systems is, therefore, important for their more complete understanding, design and control. Total scattering and Pair Distribution Function (PDF) analysis are key methods for unfolding structural correlations at dierent correlation lengths. Using 4D-STEM to generate nm-resolution spatially-resolved electron-PDF data taken from hot-rolled Ni-laminated bulk-metallic-glass [1], I demonstrate how both hierarchical and evolutionary complexity can be uncovered and studied. Par- tially assisted with a machine-learning classi cation toolbox, we show how dierent aspects of the structural and chemical order, such as chemical-short-range-order, can be directly visualized as a function of position. In a dierent example [2] I show how an evolutionary complex systems can be manipulated to achieve a desired chemical state. In this example we demonstrate an active reaction control of Cu redox state from real-time feedback from in-situ synchrotron measurements. While complexity can lead to a lack of control over a chemical system, it is essentially adding tuning-knobs that, once isolated, understood and controlled, can unlock new materials with desired functionalities. [1] Y. Rakita, et al., Mapping Structural Heterogeneity at the Nanoscale with Scanning Nano-structure Electron Mi- croscopy (SNEM), arXiv:2110.03589 (2021). [2] Y. Rakita, et al., Active reaction control of Cu redox state based on real-time feedback from in situ synchrotron measurements, JACS 142, 18758 (2020). DOI: 10.1021/jacs.0c09418. 1

baradhn@is.mpg.de在寻求改善地球资源的可持续性,新发现的催化剂是一个press-ing问题。有几个原因,其中有:第一,目前最有效的和稳定的催化剂的化学过程,我们使用原始资源转化为产品和所需的功能(材料或能源类型),包含昂贵和non-abundant元素如Pt、Ir和俄文。这就解释了努力丰富,平易近人、低成本、稳定将产生功能的替代与exist-ing催化剂。例如,对于水分裂,许多新材料具有不同成分作为催化剂取得了可喜的成果。然而,他们大多是由湿化学合成,可以太慢导致化学废物和工业使用。第二,材料的形态是很重要的,因为它影响其催化性能更高的表面区域产生更多的催化活性位点,表面能量的变化,导致反应速率提高,和其他影响催化活性的差异。这些原因强调动力加速的过程中发现新材料不同纳米结构和优化功能,通过sys-tematic勘探的几个参数空间。掠射角沉积(高兴)是一个物理气相沉积(PVD)影子增长技术衬底的定位在一个斜角的蒸汽源,可以操纵对基板倾斜角度和旋转,在沉积。很高兴获得的薄膜具有独特的纳米结构,依赖于衬底的弹道跟踪,并形成纳米结构的电影,导致三维纳米加工。我将第一个原始结果我获得使用高兴形成不同类型的材料成分和纳米结构功能催化剂可持续资源。 Nano-scale mor-phology and material composition are varied simultaneously using an adapted shadow growth GLAD system,[1] which eliminates the commonly used wet chemical steps for nanostructure synthe-sis. In a well-controlled one-step growth, I quickly and directly attain a large number of different nano-columnar structures, including nanorods, nano-barcodes, and nano-zigzags, with varying ma-terial compositions, on a single large-area substrate. GLAD also serves to form nanoporous ultra-thin mesh structures, in a novel dry synthesis method.[2] Both nanostructure types were studied for their electrocatalytic performance in the O2 evolution as well as CH3OH oxidation reactions and show high activity and stability. The insights I gained, show a dependence of catalytic activity on composition and nanostructuring, which the standard experimental techniques cannot achieve or explore, thus illustrating the importance and impact that GLAD has, and will have, on developing sustainable catalysts. [1] H.-N. Barad, M. Alarcón-Correa, G. Salinas, E. Oren, F. Peter, A. Kuhn, P. Fischer, Mater. To-day 2021, In Press, DOI 10.1016/j.mattod.2021.06.001. [2] H. Kwon, H.-N. Barad, A. R. S. Olaya, M. Alarcon-Correa, K. Hahn, G. Richter, G. Wittstock, P. Fischer, ArXiv211105608 Phys. 2021.

变焦链接:https://weizmann.zoom.us/j/91582672181?pwd = WFR1NVhKZGtra2w1WG9CcGFLSGU0Zz09 Non-stoichiometric氧化物是一组的材料是非常受欢迎的能量储存和转换行业。他们的功能在很大程度上依赖于点缺陷和各种属性显示显著依赖于点缺陷的类型和浓度。这工作处理三个属性:机械、机电和electro-chemo-mechanical同时考虑两个案例研究材料:1。Acceptor-doped质子导电BaZrO3,承诺为质子的电解质陶瓷燃料电池,因为它结合了高大部分质子电导率具有良好的化学稳定性。质子的电导率是通过解离水纳入氧气空缺由受主掺杂物Zr4 +网站。兴奋剂被发现导致线性弹性模量与掺杂剂浓度增加而减少的大小掺杂剂被证明是一个关键因素。水纳入空缺进一步减少模。出乎意料地大应变电致伸缩系数≈5·10到16平方米/ V2观察使得BaZrO3第一非经典的electrostrictor具有钙钛矿结构。观察机电响应遵循弹性模趋势对掺杂剂尺寸,给一个明确的迹象表明电致伸缩的响应与点缺陷诱导晶格扭曲。 2. Acceptor doped oxygen conducting CeO2. The first known all solid-state electro-chemo-mechanical actuators operating at room temperature were demonstrated. These devices are based on nanocrystalline (Ti-oxide/Ce0.8Gd0.2O1.9) and (V-oxide/Ce0.8Gd0.2O1.9) composite layers. Under applied bias these composites undergo an electrochemical reaction generating change in specific volume and, thereby, mechanical work. The nanocrystalline composites are the key part of these devices and they are specifically designed to provide the fastest oxygen ion diffusion coefficient observed in a solid at room temperature. This achievement paves a way to a new field of studies: all solid-state chemotronics. The findings presented in this work link together three properties of non-stoichiometric ion conducting oxides: elastic deformation, electromechanical response and solid-state electrochemistry.

冰盖可以显著影响气候的状态。这是由于他们修改行星能量平衡的能力通过冰盖的变化和质量。一个主要问题是如何快速这样修改发生到什么程度?这个问题可以被解决通过调查现象涉及相对较大的质量通量的冰进入海洋,如冰裂冰和开裂,冰流,融化。这些过程涉及许多冰盖和下伏基岩之间的相互作用或海洋。我们模型冰原浮力流的非线性非牛顿流体和探索了流动态和稳定由于不同摩擦条件下冰的基础。我将展示了实验结果和理论模型的几个流不同摩擦条件下发展模式让人联想到那些出现在冰川冰流。具体来说,基底摩擦,我们考虑范围从无滑动条件下,径向对称的流动是稳定的,free-slip条件,这样的流动是不稳定的,发展模式让人联想到冰裂缝和冰冰山。最初摩擦的混合条件下径向对称流可以是稳定的,或开发模式让人联想到冰流。我们的见解可能会影响预测地球上的冰流,可能在其他行星的对象。

单一的过渡金属层dichalcogenides半导体二维材料存在独特的电子,激子的和自旋属性。这些材料组成的异质结构显示高度的激发态的现象,在很大程度上的原子论的选择和结构的可调性源于底层量子规则控制这些现象。预测的理解的影响结构复杂性激发态的本质属性和相互作用动力学是至关重要的为了设计有效的设备为各种应用程序,在光电、光催化、光电、自旋电子学、量子计算相关材料。在这个研究中,我们提出一个研究电子和激子的性质在异质结构基于分层过渡金属dichalcogenides和结构复杂性的作用时间分辨弛豫机制。为此,我们将分析与晶格振动激子的相互作用引起的衰减过程,以及其他激子和带电粒子的晶体。我们将利用预测、绿色的功能基础从头开始通过先进的软件实现方法和应用高度先进的计算使用全球高性能计算集群。我们将开发计算模型根据这些预测方法和我们的发现研究激发过程和涉及的潜在机制支配件轻松事导致他们的交互。我们的研究将不断推动合作与相关实验研究和验证。

过去温暖的气候研究大气中的二氧化碳浓度高提供了重要工具,了解目前的趋势和发展未来场景的缓解策略。上新世是最后一个持久的温暖的间隔以类似的全球气候循环模式和大陆设置今天。重建上新世气候变化从年代确定地质档案提供了有价值的见解气候强迫和通路调节湿热的转移,解决区域影响没有人为影响。应对这一挑战,当前演示一个全面的研究的初步结果表明,将高分辨率的多代理分析从海洋和湖泊记录黎凡特地区旨在为未来气候和环境变化提供了重要的参考情况下大气中的二氧化碳浓度高。

变焦链接:https://weizmann.zoom.us/j/95894806650?pwd = c21JSFRhcUZaalROaUlBWnh4T25yZz09低维材料,如单层二维、一维纳米线,和0 d量子点和分子,含有丰富的新现象。降低维数、强大的交互和拓扑的影响导致新出现的自由度的根本利益和承诺未来的应用程序,如节能计算和量子信息。热传输,这是敏感的所有能量运送自由度及其交互作用,提供了一种识别探针来研究这些材料和确定他们的紧急励磁。然而,热测量在低维空间是由晶格,需要一种方法来隔离电子的贡献。在这次演讲中,我将讨论如何测量非局部电压变化多端的设备可以揭示电子热运输在低维桥。我们使用二维石墨烯作为电子噪声温度计,展示定量电子热导率测量在宽温度范围的数组维度:二维石墨烯、一维碳纳米管,0 d本地化电子连锁店,和3 d、微尺度散装材料。我将讨论正在进行的工作揭示电子流体动力学,interaction-mediated等离子体跳跃,旋转波在磁性绝缘体,交叉从声子旋转运输批量旋转液体候选材料。

伦敦色散(LD)交互,有吸引力的部分范德瓦耳斯interaction1, 2保持化学世界上有点独特的地位。尽管他们的角色在影响宏观现象(如大烷烃的沸点较高)承认,他们通常忽视当讨论分子现象。取代基的反应通常被认为是一种“位阻”而不是“空间流动”,更好地称为分散能源捐助者(DEDs)。因此,对反应结果的影响量化,经典空间等因素提出的一个值。我们已经表明,使用计算量子力学工具,这些公认的空间因素也有吸引力的LD组件,平衡空间斥力的一部分。通过关注LD组件,我们可以解释不同的取代基之间的不直观的趋势,如卤素的大小之间的矛盾和他们的价值观。3此外,系统分析的空间和色散相互作用的分子允许我们量化这两个效应的相对权重并形成一个新的d规模。4修正空间和LD等因素后可以应用于探索LD交互的角色也在其他反应。我们的计算表明,LD有显著的交互影响整体的相对稳定性和能量在环己烷椅子矫形器,以及相关的共同反应,反应设计中,不能被忽略。参考文献(1)Eisenschitz r;伦敦,f . z phy。1930年,60岁,491 - 527。 (2) London, F. Trans. Faraday Soc. 1937, 33, 8–26. (3) Solel, E.; Ruth, M.; Schreiner, P. R. London Dispersion Helps Refine Steric A-Values: The Halogens. J. Org. Chem. 2021, 86 (11), 7701–7713. (4) Solel, E.; Ruth, M.; Schreiner, P. R. London Dispersion Helps Refine Steric A‑Values: Dispersion Energy Donor Scales. J. Am. Chem. Soc. 2021, Accepted.

我们的器官表现出复杂和精确的形状出现在胚胎发育期间。而生物学都集中在器官形成的基因研究,我们有一个有限的理解中尺度机械力量的形状器官。核心问题是一个器官的物理形式的自组织集体活动的成分——成千上万的波动的微观生物细胞。建立一个物理框架了解器官形状的跨尺度之间需要紧密的相互作用实验和理论。然而,器官发生在胚胎发展,一个极其复杂和耦合系统实验有限的访问。应对这一挑战,我们开发了一个最小的定量系统的动力学研究器官形状形成一道菜。通过结合材料科学与干细胞研究工具,我们重新创建人类神经管的形成——大脑发育的第一个里程碑。实验和顶点模型模拟表明,润湿过渡可以解释的复杂动力学神经管的形成。我们的方法为预测了解人体器官铺平了道路形成在健康和疾病。

非平衡热力学是一个当代的研究课题,从恒星演化交叉领域,非线性湍流生物有机体。非平衡材料的活性物质是一个子类,对称性被打破本地和能源消费构成层面。能源的规模在揭示新富非平衡输入基本物理。目前还没有统一的热力学框架来描述非平衡系统和跨尺度能量传播。因此,仪器开发新的可编程活动系统,允许一个量化参数空间的研究。生物积木提供重现性、均匀性、单分散性,在分子尺度上的可编程性和高能源消费的效率。使用这些设计原则,我们组装新男性dna活动系统表现出自发的中尺度材料和自组织的流动。我们研究软材料的相行为尤其是在非平衡环境中液相分离。出人意料地,我们发现共存的相位差变化地区由于非平衡自然环境的低切政权不能用现有的理论框架来解释。我们进一步研究跨长度尺度传播的活跃力量,测量分子排列和机械载荷,像动态活跃的动荡。 The unique capabilities of the developed system provide insight into possible mechanisms by which nanometer-sized molecular machines drive macroscale chaotic flows.

金属卤化物钙钛矿(mhp)再次出现特殊的光电半导体材料和光电材料领域获得极大的关注和能量收获在过去的十年。他们独特的属性,与他们相对便宜和容易生产,让他们优秀的候选人作为新一代的光电材料技术。除了他们的技术优势,软离子晶格和不和谐的潜力,他们不同寻常的根本原因和突出的表现,挑战传统半导体物理学的行之有效的模型和引起许多科研机会和问题。为了本质上研究这些杰出的行为,一个简单的系统要求,减少复杂性检查时出现的普遍研究多晶薄膜,包含多个缺陷,主要是晶界。在过去的十年中,我们的团队一直在发展和掌握半导体NWs surface-guided增长水平,它可以用来生长外延单晶MHP NWs数组。这些核国家身份提供了一个独特的机会作为一个简单的模型系统为研究民族主义者行动党(mhp)的内在属性,由于单晶性质和准一维结构。这些是特别适合的调查晶格应变如何影响材料的固有属性,考虑他们的异质外延的压力。这博士工作的目的是了解的成长surface-guided CsPbBr3 NWs,民族主义者行动党(MHP)家族的代表,研究外延应变的影响在他们的结构和属性。为了实现这一目标,我们首先开发的晶体生长surface-guided CsPbBr3 NWs蓝宝石上,由几个不同的气相方法。我们检查他们的增长原位使用简单的光学显微镜来学习这些独特的材料生长。 These were followed by integration of the NWs into nanodevices in order to examine their optoelectronic properties, with a special emphasis on the influence of strain on their performance. We finally exemplified a high-throughput study using an automated optical system that can probe many NWs in a short amount of time, to develop a charge-carrier behavior model based on a large amount of data. Studying the epitaxially strained surface-guided CsPbBr3 NWs provides important insight into the crystal growth and optoelectronic properties of MHPs

使用自旋手性诱导选择性(cis)影响我们能够诱导当地旋转杂质在磁性和超导材料。旋转的动态控制杂质也实现了。电子传输的cis是电子的现象通过手性分子取决于电子自旋的方向。因此电荷位移和传播手性分子生成一个自旋极化的电子分布。这种效应;亚稳,可能产生局部磁场缺陷,可以增加或删除电偶极子。也有选择性的过程可能组织分子吸附。在我的演讲,我将表明,当手性分子吸附在铁磁薄膜的表面,它们诱发磁化垂直于表面,没有电流或外部磁场的应用。s波超导体,没有磁性,手性分子生成状态类似于磁性杂质,以及超导有序参数的变化。这个亚稳断时间反演对称性使:1。 achieve magnetic mapping with nanoscale resolution. 2. develop magnetic materials controlled at the nanoscale. 3. develop chiral gated controlled devices.

很多晶体不均衡是很明显的,不是很令人惊讶。然而,这往往使我们试图理解他们的一些最基本的属性,例如,如他们的整体形态。进一步增加这种复杂性,非平衡属性是现今研究晶体制成的构件,消耗能量,积极推动(即。活性物)。尽管存在一些并发症,当试图类比的行为大部分晶体和纳米尺度的类似物,后者提供很多优势当晶体形成的动力学研究方面,在这两个“传统”以及“活跃”晶体。在我演讲我将使用两种不同的纳米晶体的情况下为了阐明其中的一些方面。第一个故事可以追溯到19世纪,路易·巴斯德的开创性工作时具有手性的宏观形状晶体制成的手性构建块。使用碲纳米晶体的模型系统,我能够表明,手性的原因形成晶体形状组成的手性构建块并不总是像预期的那样简单。在谈话的第二部分,我将第一个步骤在一个持续的理解非常小的扩散之旅(子10海里)化学推动纳米晶体。这是为了铺平了道路,最终使用它们作为非平衡积极构建块水晶。

层状岩盐沉积序列在深层咸水盆地地质记录。这些序列的碳氢化合物提取感兴趣的研究,矿产勘查、构造和构造地质学和古气候研究。现代类似物和过程导致厚岩盐沉积序列研究只有通过分析常见的现代的、肤浅的环境,从halite-depositing在本质上是根本不同,深的水体。因此,岩盐的时空演化序列模棱两可。我将介绍,首先,一个活跃的降水的研究岩盐层只有现代模拟世界的深,halite-precipitating盆地;高盐度死海。然后这些结果的影响到地质记录将被强调。小说在死海原位观测链接季节性hydroclimatic条件、温盐分层,岩盐饱和,和积极的特点形成岩盐层。本研究的主要发现是:(a)岩盐沉积动力学与温盐分层的发展直接相关,它主要是温度控制;反直觉的常见方法,关注水文预算的作用研究的高盐度环境。 (b) A pronounced depth dependency of the degree of halite saturation and halite deposition. (c) A well-defined seasonality of halite deposition on the deep lakefloor. (d) Preferential halite accumulation at the deep, hypolimnetic lake floor (>25m depth) due to intensive halite dissolution at the shallow epilimnetic lakefloor, and its re-deposition at depth, in a process termed “halite focusing”. (e) Halite accumulates at high rates in the deep lakefloor, doubling (or even more) the expected thickness without halite focusing. (f) Freshwater inflows further amplify halite thickness at the drier parts of the lake. These findings provide insights and quantify the processes required for reconstructing past hypersaline environments from halite sequences, in the Dead Sea and worldwide.

沙海域在火星上充斥着风成地貌由积累砂颗粒。当砂供应是有限的,风大约是单向的,这些沙丘地貌新月形沙丘的形状,其slip-faces近似垂直于主导风向,面向和喇叭是顺风。新月沙丘的形态是因此经常用来推断火星上的风力条件通过手动分析空中和卫星图像。尽管这种技术在本地范围内的有效性,使用它在全球范围内仍然具有挑战性的透露出来,手工列出个人全球沙丘是不切实际的,和自动检测方法很大程度上是无效的在图像的准确分割沙丘。这里我们使用面具R-CNN,分段卷积神经网络实例,来检测和轮廓沙丘火星全球在火星勘测轨道飞行器获得的图像背景下相机(MRO CTX)。我们测量的沙丘地貌形态示量检测到的轮廓,并推断出风的方向形成。通过比较全球风能分布我们派生的全球气候模型,我们研究火星的过去和最近的气候,和限制全球沙子流动阈值提供洞察的侵蚀和尘埃起重能力这颗红色星球的大气层。

膦羧酸盐,H2PCO2,准备和孤立的第一次。这重模拟氨基甲酸酯被发现二氧化碳边缘的加合物的稳定性。膦羧酸盐形成的机制被发现之间的连锁反应,交替进行酸化HPCO和新发现循环hemi-acidified H (PCO) 2 -。这种机制揭示了PCO的亲电反应——和类似的分子以及他们的酸碱反应。酸化的磷化氢膦羧酸,羧酸盐形式的模拟氨基甲酸的和碳酸惊人的动力稳定性。亲核活性的膦羧酸盐形式稳定organic-soluble酯可能被用作构建块在有机合成

变焦链接:https://weizmann.zoom.us/j/96221353497?pwd = OWppT1ExY1Ewcm8zSGt4MzcvNWNiUT09中央的研究目的是了解分子和纳米尺度之间的相互作用两个天然生物聚合物、拉丝protein-silk导电polysaccharide-pectin,形成大规模的复合材料的物理性质。

附近的海面,混合气流调节热量的传递,动量,碳和其他属性,大气和海洋之间的内部。准确的表示这些过程的环流模型(GCMs)对模拟硕士的相互作用是至关重要的。然而,所有这些过程,一般称为边界层湍流和submesoscale混合,在尺度小于网格模型中使用,即使在最高的分辨率。当前submesoscale参数化表示混合开发的大部分在submesoscale方面——不同密度的急剧水域之间的接口,但它已被证明是过于简单,在许多情况下不相称的。湍流的存在已经从这些动力学,失踪在这个演讲,我将讨论如何正确的长期问题包括他们。
构建更完整的理解这些过程,用微扰理论方法分析包括湍流的影响作为修正经典锋生(锋锐化)理论。这种方法是下一个扩展到更现实的环境中,使用一套高分辨率,湍流解析、数值模拟。发现各种湍流过程产生的风,浪,对流,不稳定性影响方面的形成。此外,这种分析暴露严重局限在现有技术来预测潜在的涡度动力学在高度动荡的政权。最后,我将讨论修改submesoscale参数化模型来表示复杂的交互与湍流边界层。

变焦讲座:https://weizmann.zoom.us/j/98819686427?pwd = algvMEJUNHdvaFppNS9xVzlTUkhYQT09密码:551107多种功能的RNA依赖的二级结构重组由外部因素引起的,如蛋白质和小分子绑定。这些转换可以特性一方面碱基对的局部结构变化或可以提出的化学特性的变化如nucleo-base互变异构体。我们使用和开发R1ρ-relaxation-dispersion NMR方法描述瞬态的RNA结构存在于人口低丰度(< 10%)和取样的时间尺度跨越三个数量级(µs s)。三种不同类型的瞬态结构的特征是。1)hiv - 1二聚作用起始位点(DIS)经历大二级结构重组提供基础的分子拉链,可关键基因组包装(2012)性质。2)顾摆动碱基对经历从标准改变摆动顾几何出现像沃森克里克碱基对Keto-Enol稳定的互变异构化(2015)性质。3)微- mRNA复杂变化构象激活RISC复杂的自然(2020)。我将另外给一个前景最近努力测量NMR - sensing核酸的功能配合物和核糖体动力学。www.petzoldlab.com

大西洋经向翻转环流(大西洋经向翻转环流)是一个循环的巨大气候模式的重要性。它向北在上层水热通量列欧洲冬季气候温和,和它的降支捕获大气中的二氧化碳进入深海,因此缓冲anthropogenically引起全球气温上升。深西部边界电流(DWBC)通常被认为是主要向南大西洋经向翻转环流的管道深度。然而,示踪剂数据显示在最近几十年,DWBC“泄漏”的大部分材料海洋内部在北大西洋的一个小区域,而这泄露材料继续向南在不同,复杂的路线。这些途径及其原因仍多,不清楚。在这个演讲我将分析DWBC泄漏特性和动力学,基于现有的数据集的被动漂浮,一个新的高分辨率区域数值模型,理论分析。泄漏是几种不同的机制,一个新奇的发现是,泄漏的主要原因是惯性分离当前从海底,附近的水下斗篷。涡流的作用及其与分离过程的互动研究。对深大西洋经向翻转环流通路的鲁棒性进行了讨论。

死海的快速撤退在过去几十年领导独特结构的接触大量的石膏和霰石外壳:大斗篷指向开放湖(这里称为“石膏三角洲”)和无数小石膏成堆分散在湖上的暴露。Geological 领域 relations, 14 C 和 34S 测量 和 热力学 计算 提供 证据 表明 , 石膏 三角洲 和 成堆 的 形成 在 时间 间隔 低 湖 站 (~420±10 m 以下 的 意思 是 海 level), 当 硫酸盐 Ca-chloride 卤水 退出 沿海 含水层 通过 拌 盐水 springs, Dead Sea 盐水 和 gypsum. 沉淀这种基因混合过程描述了一个“石膏outsalting”机制,这是完全不同于石膏的传统观点蒸发沉积的产物。条件增强盐水泉流量和“石膏outsalting”发生在全新世中期到后期阶段(6.6 ~ 0.6 ka),并主要集中在湖地区干旱周期的最新阶段水平仍低,死海盐度最高。石膏的形成年龄结构配合的北大西洋冷却事件和大太阳能最小值表明后者的直接影响在死海水文和灵敏度高的区域水文(控制湖水平)全球solar-related事件。石膏的外观结构的频率似乎遵循Hallstat周期接近最低在3000 ~ 2000年前。

全球气候模型代表了小规模的过程,如云层和对流,使用次网格模型称为参数化。传统参数化通常是基于简化的物理模型,在这些参数化和不准确的主要原因为大型气候预测的不确定性。传统的参数化法的另一个选择是使用机器学习数据驱动学习新参数化。然而,机器学习参数化可能违反物理原理和耦合时往往会导致不稳定的大气模型。我将展示的机器学习算法,如神经网络和随机森林,可以用来学习新的参数化三维高分辨率大气模型的输出,而服从能量守恒等物理约束。实现这些粗分辨率大气模型中的参数化导致稳定复制高分辨率模拟的气候模拟,并获取重要数据如降水极端。我还将讨论机器学习如何参数化可以更深入地参数化问题。具体来说,我将显示故障的机器学习参数化可用于更好地理解大规模字段和次网格过程之间的关系。

变焦链接:https://weizmann.zoom.us/j/97324532197?pwd = MGoxSGhJODNWQ2ZGT1p4elJjMG9lZz09信息交流是至关重要的增长,发展和功能。细胞可以通过响应通信机械机械变形所产生的细胞外基质(ECM)他们的邻居。ECM是一种非线性粘弹性材料,因此机械沟通预计将频率相关。在我的演讲中,我将描述我们工作机械的特点和影响ECM沟通。

水文系统本质上是非线性的,表现出一个巨大的结构和功能异质性。惊人,不过我们可以成功地模拟流流生成和河集水区的水平衡,而简单的模型,在很大程度上是不符合规模经常报道的异质性和非线性过程。我们认为次生氧化皮结构异质性和随机性不能防止功能简单的出现。相反,我们发现简单出现在相当小的尺度上,反映了自组织在水文功能不是尽管低端小规模但由于异质性和水文过程的耗散特性。虽然我们承认水文景观是异构的,他们绝不是一个随机的产品。集雨表现出相当大的空间组织,通过结构化模式体现的地形、土壤、植被、地表和地下排水网络自相似,通过无处不在的优先流现象最显著。虽然这组织“流域从“强烈确定目前的存储,骑自行车和释放的水,能源和化学物种,这种排水形式依次是由水、能量和营养素的过去。这是“进化”或体现自我组织的机会吗?这个问题一直是鼓舞人心的许多科学家寻找热力学原理,联系地球系统的形式和功能。这里我们将证明热力学和信息理论的角度开辟了新的途径,(i)诊断和解释在水文动态自组织,(i)构成关系的升级,(我)使用热力学水文预测的最优性。

的一个子集megathrust地震产生反常地大海啸的大小。所有这些记录的“海啸地震”在过去50年在上板外延的余震。其中包括的两个最大、最破坏性地震,在2004年安达曼和2011年东北的事件。东北地区的证据表明,正断层滑动在上板地震可能导致海啸的大小。这里我们提出一个数学模型,展示了如何减少俯冲板的倾斜,在几百万年的时间尺度上,可能导致失败的张性断层上方megathrust地震秒几个月的时间尺度。板倾角减少弯曲上板这样浅的部分失败在扩展megathrust破裂解除压缩压力。这导致外延余震的分布与东北megathrust见上图。火山弧migra,和日本东北地震海啸和其他几个提升数据符合板倾角减少。更多此类数据的收集可能确定海啸风险相关的其他领域减少板倾斜。

变焦链接:https://weizmann.zoom.us/j/95962123886?pwd = ZWV6WkwxKzlNU00zRU1ER3JIWkg4Zz09这个演讲我将描述尖端生物工程和纳米技术功能组织和器官,关注新的生物材料的设计模仿自然微环境,或释放biofactors促进干细胞招聘和组织的保护。此外,我将讨论特定的材料和3 d打印技术的发展个性化血管组织和器官。最后,我将展示一个新的方向在组织工程中,在那里,微纳电子学是集成在工程组织形成cyborg组织和仿生器官。

森林和农业果园越来越容易受到干旱、昆虫‎‎‎疫情,由于气候变化和疾病。因此,森林‎‎农业系统管理需要主动针对改善他们的人为气候变化和‎‎韧性。遥感的潜力‎‎农业和林业数据一直是公认的。全球覆盖和存储库不同‎‎类型的卫星数据扩展与发展无人机,‎‎传感器集成功能提供了一个独特的数据库,它允许我们开发、测试和实现‎‎创新措施适应农业和森林的预见气候‎场景。‎然而,仍有大量的数据和信息之间的差距。‎‎遥感应用与创新的人工智能技术集成‎可以‎可持续环境管理的基本发现。因此,‎‎研讨会旨在展示先进的遥感应用农业和气候‎‎森林变化适应。四个案例研究将呈现,包括(1)映射伍迪‎‎物种分布和丰富气候梯度;(2)发展中树冠‎‎几何特征描述和使用激光雷达‎监控树结构应用程序;和(3)‎结合冬季树木生理学落叶果园‎预测——布鲁姆‎和产量的模型,和(4)叶‎森林景观的方法来研究对干旱的反应。