Потенциал си: Недопустимое название | Virtual Laboratory Wiki — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

PhysBook:Электронный учебник физики — PhysBook

Содержание

1 Учебники
2 Механика
- 2.1 Кинематика
- 2.2 Динамика
- 2.3 Законы сохранения
- 2.4 Статика
- 2.5 Механические колебания и волны
3 Термодинамика и МКТ
- 3.1 МКТ
- 3.2 Термодинамика
4 Электродинамика
- 4. 1 Электростатика
- 4.2 Электрический ток
- 4.3 Магнетизм
- 4.4 Электромагнитные колебания и волны
5 Оптика. СТО
- 5.1 Геометрическая оптика
- 5.2 Волновая оптика
- 5.3 Фотометрия
- 5.4 Квантовая оптика
- 5.5 Излучение и спектры
- 5. 6 СТО
6 Атомная и ядерная
- 6.1 Атомная физика. Квантовая теория
- 6.2 Ядерная физика
7 Общие темы
8 Новые страницы

Здесь размещена информация по школьной физике:

материалы из учебников, лекций, рефератов, журналов;
разработки уроков, тем;
flash-анимации, фотографии, рисунки различных физических процессов;
ссылки на другие сайты

и многое другое.

Каждый зарегистрированный

пользователь сайта имеет возможность выкладывать свои материалы (см.

справку), обсуждать уже созданные.

Учебники

Формулы по физике – 7 класс – 8 класс – 9 класс – 10 класс – 11 класс –

Механика

Кинематика

Основные понятия кинематики – Прямолинейное движение – Криволинейное движение – Движение в пространстве

Динамика

Законы Ньютона – Силы в механике – Движение под действием нескольких сил

Законы сохранения

Закон сохранения импульса – Закон сохранения энергии

Статика

Статика твердых тел – Динамика твердых тел – Гидростатика – Гидродинамика

Механические колебания и волны

Механические колебания – Механические волны

Термодинамика и МКТ

МКТ

Основы МКТ – Газовые законы – МКТ идеального газа

Термодинамика

Первый закон термодинамики – Второй закон термодинамики – Жидкость-газ – Поверхностное натяжение – Твердые тела – Тепловое расширение

Электродинамика

Электростатика

Электрическое поле и его параметры – Электроемкость

Электрический ток

Постоянный электрический ток – Электрический ток в металлах – Электрический ток в жидкостях – Электрический ток в газах – Электрический ток в вакууме – Электрический ток в полупроводниках

Магнетизм

Магнитное поле – Электромагнитная индукция

Электромагнитные колебания и волны

Электромагнитные колебания – Производство и передача электроэнергии – Электромагнитные волны

Оптика.

СТО

Геометрическая оптика

Прямолинейное распространение света. Отражение света – Преломление света – Линзы

Волновая оптика

Свет как электромагнитная волна – Интерференция света – Дифракция света

Фотометрия

Квантовая оптика

Излучение и спектры

СТО

Атомная и ядерная

Атомная физика. Квантовая теория

Строение атома – Квантовая теория – Излучение атома

Ядерная физика

Атомное ядро – Радиоактивность – Ядерные реакции – Элементарные частицы

Общие темы

Измерения – Методы решения – Развитие науки- Статья- Как писать введение в реферате- Подготовка к ЕГЭ — Репетитор по физике

Новые страницы

Запрос не дал результатов.

«Сейчас они воюют, как мы ожидали». Западные эксперты о действиях российской армии

Григор Атанесян
Би-би-си

16 июня 2022

Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.

Автор фото, Press Eye

Подпись к фото,

Российский военный с разведывательным беспилотником ZALA

Если в начале вторжения в Украину российская армия воевала вопреки собственной доктрине, то во время битвы за Донбасс ее действия стали отвечать ожиданиям специалистов. Означает ли это, что в войне может наступить перелом? Как будут развиваться события и какого типа война впереди?

Западные эксперты предупреждают, что провалившееся наступление на Киев не стоит рассматривать как показатель боеспособности российской армии — оно было политической операцией.

Это не значит, впрочем, что в войне произойдет коренной перелом — понесенные в начале войны потери ослабили наступательный потенциал российских войск.

«Сейчас они воюют так, как мы ожидали от них. Слабости по-прежнему есть, но они ведут общевойсковой бой, лучше используют пешую пехоту, беспилотники и артиллерию», — сказал в интервью Русской службе Би-би-си Роб Ли, старший сотрудник Исследовательского института внешней политики в США и бывший американский морпех.

«Удивительно, что они не делали этого вначале — вопреки собственной доктрине, учениям и тому, как они воевали в Сирии».

Конец комфортной эпохи: пять уроков войны в Украине для военных и политиков
Как закончится война в Украине? Пять возможных сценариев
Груз 200: что известно о потерях России в Украине к середине июня
«Размер имеет значение»: почему буксует российское наступление в Украине

Общевойсковой бой предполагает координацию и объединение действий разных видов и родов войск — пехоты, танков, легкой бронетехники, беспилотников, артиллерии и авиации.

К середине июня российская армия действует ближе к тому, что от нее ожидали, соглашается Майкл Кофман, директор российской программы в Центре военно-морского анализа США.

«Изначальная кампания была просто операцией смены режима без планов ведения общевойскового боя. И российская армия долго восстанавливалась после нее», — сказал Кофман в разговоре с Би-би-си

«Очевидно, что первый месяц войны практически не отражает российский военный потенциал — из-за политического характера организации кампании. В то время как сейчас, после ста дней, у нас есть больше материала, чтобы делать оценки».

Российская армия приспособилась?

Пропустить Подкаст и продолжить чтение.

Подкаст

Что это было?

Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.

эпизоды

Конец истории Подкаст

Эксперт говорит, что российские войска провалили тест на проведение широкомасштабных наступлений. По его словам, оценить возможности армии в сфере масштабирования операций невозможно в мирное время — они становятся ясны только во время реальной войны.

Но при этом российская армия приспособилась и нашла способ ведения войны на относительно небольшом фронте. Со смещением фокуса на Донбасс ее проблемы не исчезли, но некоторые из них решаются, говорит специалист.

«После двух месяцев войны мы начали наблюдать значительные перемены в действиях российской армии. И большинство ранних оценок, как мне кажется, оказались ошибочными. Они основывались на чудовищных ошибках в интерпретации данных. Поэтому некоторые, вроде меня, старались не выносить суждений и предупреждали других, чтобы те не торопились с выводами», — сказал Кофман.

В первый месяц войны звучало мнение, что российская армия не может вести общевойсковой бой, и оно было ошибочным, подчеркивает Роб Ли: «Это не так. Они просто не пытались».

В битве за Донбасс российские войска все больше координируют действия разведки, пехоты, артиллерии и авиации, говорит Кофман: «Это мало обсуждается, но российские силы активно применяют авиацию. Есть мнение, что у России нет превосходства в воздухе, но на самом деле у них есть локальное превосходство в воздухе в Донбассе. В некоторых частях Донбасса оно точно есть».

Автор фото, Reuters

Подпись к фото,

Украинские войска с американскими гаубицами M109

Российская авиация по-прежнему обстреливает передовые украинские позиции со значительного расстояния, опасаясь украинских ПВО, однако эти авиаудары приводят к росту потерь среди ВСУ, считает эксперт.

Официально Киев не раскрывает число своих потерь, однако в июне президент Украины Владимир Зеленский сказал, что в день погибает от 50 до 100 украинских военных, а вскоре советник офиса президента Михаил Подоляк привел другую оценку — от 100 до 200 человек.

Еще один президентский советник, Алексей Арестович, предположил, что в войне погибли уже 10 тысяч украинских солдат.

Россия последний раз раскрывала свои потери в конце марта — тогда говорилось о 1351 человеке. По оценке разведки Великобритании, к концу мая Россия потеряла в Украине около 15 тысяч человек. Би-би-си нашла подтверждения смерти как минимум 3 тыс. российских военных за время вторжения.

Теперь — война на истощение?

Другая сфера, в которой эксперты видят улучшение — это пешие действия пехотных подразделений армии России.

Если в начале войны российские силы просто пытались заезжать в города, то теперь все больше подразделений оставляют бронетехнику позади, в роли поддержки — в города входят морская пехота, ВДВ, спецназ и разведчики, отмечает Роб Ли.

Сейчас в открытых источниках есть свидетельства использования тактики общевойскового боя на многих уровнях — в том числе на уровне взводов. У отдельных отрядов — включая отряды самопровозглашенных ДНР и ЛНР — есть собственные операторы беспилотников, говорит эксперт, хотя это в основном коммерчески доступные китайские дроны, которые системы НАТО могли бы нейтрализовать.

Хотя сейчас российские силы стараются избегать прежних ошибок, последствия этих ошибок продолжают их преследовать. Из-за потерь личного состава и техники им приходится активно использовать нерегулярные формирования — добровольцев, вновь набранных контрактников и отряды из числа мобилизованных на территориях под контролем непризнанных ДНР и ЛНР.

Российские силы не были подготовлены к тому, чтобы вести затяжную войну, говорит Кофман. Поэтому сейчас они испытывают значительную нехватку личного состава, в первую очередь — в пехоте. Кроме того, уровень подготовки некоторых отрядов оказался весьма невысок.

В итоге у российского Генштаба остался один вариант — вести войну на истощение, потому что на наступательные маневры у него нет ресурсов.

Россия бережет боеспособные отряды, концентрируется на Донбассе и меньше внимания уделяет фронту в Харьковской, Херсонской и Запорожской областях, где украинские силы имели некоторые успехи, считает Роб Ли.

Однако предсказать долгосрочное развитие событий крайне сложно, потому что есть слишком много неизвестных факторов. У кого больше резервистов? Чьи ресурсы больше истощены? Кто несет больше потерь?

«Мой краткосрочный прогноз: вероятно, силы обеих сторон будут истощены в течение лета, и им понадобится значительная оперативная пауза», — говорит Майкл Кофман.

Чтобы продолжать получать новости Би-би-си, подпишитесь на наши каналы:

Telegram
Instagram
Facebook
Twitter
VK
OK

Загрузите наше приложение:

iOS
Android

Работа сил электрического поля. Потенциал электростатического поля. Разность потенциалов. — Объяснение нового материала

Объяснение нового материала

Работа сил электрического поля. Потенциал. Разность потенциалов. Видеолекция.

<center><ins class="adsbygoogle" style="display:inline-block;width:300px;height:600px" data-ad-client="ca-pub-1812626643144578" data-ad-slot="4908081011"></ins> <script>(adsbygoogle=window.adsbygoogle||[]).push({});</script></center>

ДАЛЬШЕ

Комментарии преподавателя

Потенциал. Разность потенциалов. Напряжение.
Потенциал электростатического поля — скалярная величина, равная отношению потенциальной энергии заряда в поле к этому заряду: — энергетическая характеристика поля в данной точке. Потенциал не зависит от величины заряда, помещенного в это поле.
Т.к. потенциальная энергия зависит от выбора системы координат, то и потенциал определяется с точностью до постоянной. За точку отсчета потенциала выбирают в зависимости от задачи: а) потенциал Земли, б) потенциал бесконечно удаленной точки поля, в) потенциал отрицательной пластины конденсатора.
— следствие принципа суперпозиции полей (потенциалы складываютсяалгебраически).
Потенциал численно равен работе поля по перемещению единичного положительного заряда из данной точки электрического поля в бесконечность. В СИ потенциал измеряется в вольтах:
*Разность потенциалов*

*Напряжение — разность значений потенциала в начальной и конечнойточках траектории.* Напряжение численно равно работе электростатического поля при перемещении единичного положительного заряда вдоль силовых линий этого поля. Разность потенциалов (напряжение) не зависит от выбора системы координат!
Единица разности потенциалов Напряжение равно 1 В, если при перемещении положительного заряда в 1 Кл вдоль силовых линий поле совершает работу в 1 Дж.
Связь между напряженностью и напряжением.
Из доказанного выше: → напряженность равна градиенту потенциала (скорости изменения потенциала вдоль направления d).
Из этого соотношения видно: Вектор напряженности направлен в сторону уменьшения потенциала. Электрическое поле существует, если существует разность потенциалов. Единица напряженности: — Напряженность поля равна 1 В/м, если между двумя точками поля, находящимися на расстоянии 1 м друг от друга существует разность потенциалов 1 В.
Эквипотенциальные поверхности. ЭПП — поверхности равного потенциала. Свойства ЭПП: — работа при перемещении заряда вдоль эквипотенциальной поверхности не совершается; — вектор напряженности перпендикулярен к ЭПП в каждой ее точке.

*Измерение электрического напряжения (разности потенциалов)* Между стержнем и корпусом — электрическое поле. Измерение потенциала кондуктора Измерение напряжения на гальваническом элементе Электрометр дает большую точность, чем вольтметр.
*Потенциальная энергия взаимодействия зарядов.*

*Потенциал поля точечного заряда*

*Потенциал заряженного шара* а) Внутри шара Е=0, следовательно, потенциалы во всех точках внутри заряженного металлического шара одинаковы (!!!) и равны потенциалу на поверхности шара . б) Снаружи поле шара убывает обратно пропорционально расстоянию от центра шара, как и в случае точечного заряда.
*Перераспределение зарядов при контакте заряженных проводников.* Переход зарядов происходит до тех пор, пока потенциалы контактирующих тел не станут равными.

Использованные источники:

https://www.youtube.com/watch?v=sghPKi2D34o
http://www.youtube.com/watch?v=PsbsyWIc_pk

Файлы

Нет дополнительных материалов для этого занятия.

Армии Китая приказали быть готовой к боевым действиям

Председатель КНР Си Цзиньпин на этой неделе заявил о необходимости НОАК (Народно-освободительная армия Китая) сосредоточиться на подготовке к участию «в настоящих боевых действиях». Как отмечает китайское телевидение, подобное распоряжение прозвучало на фоне обострения ситуации вокруг Тайваня. «Газета.Ru» разбиралась с экспертами, значит ли это подготовку Пекина к реальной войне и что представляет собой боевой потенциал НОАК.

Китайский лидер Си Цзиньпин достаточно редко делает резкие заявления и предпочитает внешнюю политику миролюбивости по отношению ко всем странам, даже к тем, которых в КНР считают недружественными. Поэтому его призыв к армии Китая сосредоточиться на подготовке к участию в настоящих боевых действиях, вызвал настороженную реакцию, в первую очередь, у Тайваня, а также у Японии и США, которые поддерживают независимость острова.

Си и на этот раз особых угроз не высказал, в его риторике ничего нового не появилось. С заявлениями о необходимости быть готовыми к боевым действиям он выступает всякий раз, когда обостряется ситуация вокруг Тайваня.

И его нынешний приказ армии «быть в готовности» — это лишь часть плана по достижению целей реформирования НОАК.

Естественно, китайские военные отреагировали соответственно на слова лидера КНР. «Войска всегда будут находиться в состоянии повышенной боевой готовности, будут решительно противодействовать всем угрозам и провокациям, защищать суверенитет и территориальную целостность КНР», — заявил представитель Восточной зоны боевого командования НОАК старший полковник Ши И, слова которого цитирует информационный ресурс «Пэнпай».

В подтверждение этих слов 6 кораблей и 38 самолетов НОАК, проводящие совместные маневры, были зафиксированы в прилегающем к Тайваню регионе. В Тайбэе также отметили, что китайские воздушные и морские средства нарушили так называемую срединную линию Тайваньского пролива.

Подобные «опасные» маневры Китай в последнее время проводит здесь регулярно — после состоявшегося 2-3 августа визита в Тайбэй спикера Палаты представителей Конгресса США Нэнси Пелоси. Пекин, считающий Тайвань одной из своих провинций, осудил эту поездку как символ американской поддержки тайваньского сепаратизма. Продолжают США оказывать давление и путем направления в Тайваньский пролив своих военных кораблей. В частности, 20 сентября были «анонсированы проходы военных кораблей между материковой частью КНР и Тайванем.

«Вашингтон откровенно провоцирует Пекин направлением своих кораблей в воды территории, которая считается спорной. Особого смысла в проходе американского эсминца и канадского фрегата через Тайваньский пролив с военной точки зрения не было. Однако, таким образом США показали, что они контролируют ситуацию в Южно-Китайском и Восточно-Китайском морях и готовы поддержать Тайвань с военной точки зрения. Естественно, что это вызвало раздражение у Пекина, который сразу показал свою готовность к активным действиям.

Здесь есть и такой нюанс — побудить Тайбэй к закупкам все новых американских вооружений, в первую очередь, ракетных. И с этой задачей военно-промышленного комплекса США Пентагон успешно справляется, заставляя через ответные действия КНР находиться Тайваню в повышенном тонусе»,

— рассказал «Газете. Ru» военный аналитик, генерал-полковник Леонид Ивашов.

Здесь можно вспомнить, что еще 11 сентября Вашингтон анонсировал очередной пакет военной помощи Тайваню на $1,1 млрд. В него войдут, по заявлениям Пентагона, около 60 противокорабельных ракет AGM-84K Harpoon Blok II, порядка 100 авиационных ракетAIM-9X Blok II Sidewinder, радиолокационные станции систем противовоздушной обороны.

Армия КНР считается крупнейшей по численности в мире — более двух миллионов человек, занимает третье место в рейтинге самых сильных, уступая США и ВС РФ, при этом оборонный бюджет составляет $267 млрд, а это второе место в мире. НОАК располагает крупными сухопутными войсками численностью в миллион человек, на вооружении которых стоят 6 740 танков (3 400 современных) и другая боевая техника. ВВС представлены 4 000 боевыми самолетами. В составе ВМС 350 боевых кораблей (у США 293, правда, больше авианосцев). Ракетные войска (аналог российских РВСН) обладают арсеналом свыше 10 тыс. боезарядов.

Противостоять Тайваню, даже при поддержке США, мощной китайской армии не составит большого труда. Однако в самом Китае менее оптимистичны по этому поводу, и не случайно сейчас Си Цзиньпин, заявляя о готовности к боевым действиям, говорит и о необходимости завершения реформирования НОАК.

Пекин объявил о намерении реформирования своих вооруженных сил, с целью повышения их эффективности, еще в 2015 году. Полная модернизация, когда в стране появится ультрасовременная армия, должна завершиться к 2035 году.

«Китай за последние десятилетия шагнул далеко вперед не только в технологиях, но и в развитии вооружений, — рассказал «Газете.Ru» военный эксперт, редактор журнала «Арсенал Отечества» Алексей Леонков. — Это касается в первую очередь создания в рамках реформы в НОАК ракетных войск стратегического назначения. Есть на вооружении и собственная МБР «Дунфен-41» с дальностью полета не менее 14 тыс. км. Также признанный факт, что Китай ежегодно производит более 3 млн беспилотников и является одним из мировых лидеров по разработке дронов.

При этом говорить о полном совершенстве своей армии в Пекине не спешат, зная о некоторых ее проблемах. А они заключаются в наличии еще старых вооружений.

Впрочем, в НОАК эта проблема решается, но за раз ее устранить невозможно, поэтому и реформе вооруженных сил отвели 20 лет. Еще одно большое направление — создание Китаем в 2015 году Сил стратегического обеспечения, которые стремительно развиваются. Военный космос также рассматривается как фактор сдерживания, в сферу которого входят кибервойны, космические войны и радиоэлектронная борьба. Завершение всех этих программ заметно увеличит мощь НОАК».

1. По какой из приведенных ниже формул можно рассчитать в СИ потенциал электростатического

Физика, 26.04.2020 19:56, StePAHka228

A. Φ = q/(4πεor)

B. Φ = kq/r2

C. Φ = q/(4πεεor)

2. Емкость батареи, состоящей из двух конденсаторов, соединенных параллельно, определяется по формуле:

A. C = C1 + C2

B. C = C1 − C2

C. C = C1C2/(C1 + C2)

D. C = (C1 + C2)/2

3. Емкость плоского конденсатора между обкладками которого заполнено диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε, в СИ определяется по формуле:

A. C = 2q/U

B. C = εεoS/d

C. C = εS/2d

4. По какой из приведенных ниже формул можно рассчитать плотность энергии электростатического поля w заряженного конденсатора?

A. w = q2/(2εεoS2)

B. w = 2qE/S

C. w = εεoE2/2

5. По какой из приведенных ниже формул можно рассчитать удельное сопротивление металлического проводника ρ при температуре t, если его сопротивление при температуре 0 °С равно ρо?

A. ρ = ρо(1 − αt)

B. ρ = ρо(1 + αt)

C. ρ = ρо/(1 + αt2)

6. Единицей работы тока в СИ является:

A. 1 Н

B. 1 А

C. 1 Дж

7. Как называется единица индукции магнитного поля в СИ?

A. Тесла

B. Вебер

C. Генри

8. Среди перечисленных ниже единиц физических величин выберите наименование единицы индуктивности СИ:

A. Тесла

B. Вебер

C. Генри

9. Единицей мощности тока в СИ является:

A. 1 Н

B. 1 А

C. 1 Вт

10. Выберите единицу измерения электрической постоянной:

A. Н/Кл

B. м/Ф

C. Кл/(В·м)

Посмотреть ответы

Другие вопросы по: Физика

Опубликовано: 02.03.2019 05:40

в Математика

Ответов: 2

Число а на 85 больше чем 196 .число х на37 меньше чем234 .число с в 7 раз больше чем 184. число к в 8 раз меньше чем 160….

Опубликовано: 04.03.2019 11:30

в Математика

Ответов: 3

4разгрузку подано 2 вагона с апельсинами. в одном вагоне 856 коробок с апельсинами, в другом- 712, с одинаковой массой апельсинов в каждой коробке. какова масса апельсинов в каждом…

Опубликовано: 08.03.2019 10:40

в Математика

Ответов: 1

Найти закономерность и продолжить каждый ряд на 4 числа 298, 287, 265, 232, 2, 3, 5, 8, 13,…

Опубликовано: 08.03.2019 21:32

в Математика

Ответов: 1

Товар массой в 13,3 тонны распределили на 3 автомашины . на 1 машину погрузили 1,3 раза больше, а на 2 — 1,5 раза больше , чем на 3 машину. сколько тонн товара погрузили на каждую…

Опубликовано: 03.03.2019 11:27

в Математика

Ответов: 3

Ну ,,уже неделю не могу найти также в профиле есть это же только за 40 ,найдите решение(…

Опубликовано: 03.03.2019 17:49

в Математика

Ответов: 3

Дайте ответ на зд умаляю…

Знаешь правильный ответ?

1. По какой из приведенных ниже формул можно рассчитать в СИ потенциал электростатического поля точе…

Утопающий товарищ Си исчерпал потенциал каннибализма и хватается за соломинку хунвейбинов.

: alex_rozoff — LiveJournal ?

Categories:

Экономика
Политика
Финансы
Cancel

Возвращаясь к прогнозу двухлетней давности (30 августа 2019) Гибель китайского дракона. Возможно, это станет плюсом для мира. Такая большая (точнее, гигантская) мировая фабрика упадет не мгновенно. Она будет рушиться медленно и печально. За это время мир плавно перестроится, поскольку концептуально уже готов к этому.
https://alex-rozoff.livejournal.com/139859.html
…Теперь о нынешнем положении дел:
25 августа 2021 Нравоучительная книга «Мысли Председателя Си Цзиньпина», выражающая политическую идеологию китайского лидера, с нового учебного года будет включена в общенациональую школьную программу.

68-летний руководитель возглавил партию и государство в 2012 году. Наблюдатели отмечают, что последнее время в Китае сформировался культ личности, какого не было со времен Мао Цзэдуна.
Одна из последних инициатив Си Цзиньпина — доктрина «общего благосостояния для всех», под которым подразумеваются политика выравнивания доходов и усиление давления на крупные компании и богатых граждан.
https://www.bbc.com/russian/news-58333997
…Все это уже было в КНР в середине 1960-х. Провалившийся «Большой скачок», экономический каннибализм (репрессии против неосмотрительно разбогатевших граждан), и хунвейбины — зомбированные массовые проводники нео-феодального гопничества с цитатниками председателя Мао. Не помогло.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Большой_скачок
https://ru.wikipedia.org/wiki/Цитаты_Мао_Цзэдуна
https://ru.wikipedia.org/wiki/Хунвейбины
…И теперь не поможет. Фаза каннибализма, кстати, уже пройдена товарищем Си.

Детали см: https://alex-rozoff.

livejournal.com/335373.html (Alibaba и 40 партработников: власти континентального Китая перешли к вульгарному разбою).
Результаты не замедлили сказаться.

12 августа 2021. Китай ужесточает регулирование частного бизнеса. Рынок заволновался. В июле этого года акции китайских компаний, котирующихся в США, уже опускались до самой низкой отметки с 2008 года: индекс Nasdaq Golden Dragon China, на котором котируются акции 98 компаний, зарегистрированных в США, за две торговые сессии упал почти на 15%. Спад начался после серии репрессивных, по мнению инвесторов, мер, принятых правительством Китая против компаний в сфере технологий и образования.
https://www.bbc.com/russian/news-58160034

16 августа 2021. Производство стали в Китае упало в июле до самого низкого месячного уровня с апреля 2020 года, поскольку власти усилили контроль за производством. Все большее число аналитиков на этом фоне сокращают свои оценки роста экономики Китая в третьем квартале. Валовой внутренний продукт (ВВП) страны вырос на 7,9% в апреле-июне по сравнению с предыдущим годом. В июле Народный банк Китая сократил объем наличных денег, которые банки должны держать в резервах, многие аналитики ожидают еще одного сокращения в конце этого года, чтобы поддержать рост на фоне признаков растущего давления на экономику.
https://www.forbes.ru/newsroom/biznes/437439-rost-ekonomiki-kitaya-zamedlilsya-na-fone-vspyshek-covid-19-i-navodneniy

…Отличие первого маоизма тов. Мао от второго маоизма тов. Си в том, что из первого можно было затем выйти путем конвергентных реформ тов. Дэна, а из второго выходить уже некуда. Можно пытаться (путем продразверстки) размазать тающие материальные блага на всех граждан. Можно пытаться повторить «Большой скачок», загнав граждан в новый трудовой концлагерь (на это раз — электронный) — но итог будет такой же провальный, как у первого «Большого скачка».
Можно коррумпировать международные институты и финансовые клубы с целью торможения остального мира путем локдаунов, зеленых поворотов, и прочих «новых нормальностей» — но это позволит лишь выторговать еще год-другой у демона материальной истории.
Как учит античная практическая философия:
нельзя дважды съесть одного хомячка.
Массовый китайский хомячок был съеден тогда, в 1960-х, его больше нет и не будет.

Эпилог: 25 ноября 2019 «Короткая жизнь и длинная агония красно-желтого дракона»
Что будут делать пекинские мечтатели в этом политическом цугцванге?
Это любопытно, но по большому счету не важно.
Так или иначе, проект КНР после 70 лет существования, исчерпал себя.
КНР, как «всемирную фабрику» ждет длинная социально-экономическая агония. Ведь система такого масштаба не может разрушиться быстро. Мы будем наблюдать этот процесс еще несколько десятилетий. Возможно, экономисты в мире за это время привыкнут к мысли, что КНР это не Китай и не китайцы. Это лишь геополитический новодел с короткой, хотя весьма яркой судьбой.
https://alex-rozoff.livejournal.com/187134.html

…Такие дела…

Заранее убить себя и чувство ответственности: этот коучинг Бехтеревой дорого обойдется обществу
05. 03.2021 «Нужно понимать и принимать тот факт, что коучинг не может стоить мало. В цену коуча закладываются и профессиональное обучение, и…
Отбросить «науку», проплаченную бизнесом. Сделай мы это 3 года назад — мир избежал бы «ковида»!
В прошлом и позапрошлом году в этом журнале выдвигались предложения о починке сломанной науки путем жесткого отсечения от нее, прежде всего,…
Нордстрим-тест для климатических алармистов: гига-корова пукнула метаном — вы обещаете теплую зиму?
Пока политологи, криминологи, экономисты и журналисты спорят, кто взорвал подводный газопровода «Nord Stream», и ккие будут последствия… (см., в…

Photo

Hint http://pics.livejournal.com/igrick/pic/000r1edq

Previous
← Ctrl ← Alt

Next
Ctrl → Alt →

Заранее убить себя и чувство ответственности: этот коучинг Бехтеревой дорого обойдется обществу
05. 03.2021 «Нужно понимать и принимать тот факт, что коучинг не может стоить мало. В цену коуча закладываются и профессиональное обучение, и…
Отбросить «науку», проплаченную бизнесом. Сделай мы это 3 года назад — мир избежал бы «ковида»!
В прошлом и позапрошлом году в этом журнале выдвигались предложения о починке сломанной науки путем жесткого отсечения от нее, прежде всего,…
Нордстрим-тест для климатических алармистов: гига-корова пукнула метаном — вы обещаете теплую зиму?
Пока политологи, криминологи, экономисты и журналисты спорят, кто взорвал подводный газопровода «Nord Stream», и ккие будут последствия… (см., в…

Флуктуирующие потенциалы в нанопроволоках GaAs:Si: критическое уменьшение влияния политипизма на электронную структуру

У вас не включен JavaScript. Пожалуйста, включите JavaScript чтобы получить доступ ко всем функциям сайта или получить доступ к нашему страница без JavaScript.

Выпуск 8, 2018 г.

Из журнала:

Наномасштаб

Флуктуационные потенциалы в нанопроволоках GaAs:Si: критическое снижение влияния политипизма на электронную структуру†

Н. Бен Седрин, * ^и Р. Рибейро-Андраде, ^{до н.э.} А. Густафссон, ^д Г-Н. Соарес, ^и Дж. Бургард, ^и Дж. П. Тейшейра, ^и П. М. П. Саломея, ^bf Г-Н. Коррейя, ^и М. В. Б. Морейра, ^c А. Г. Де Оливейра, ^c Дж. К. Гонсалес ^с а также Дж. П. Лейтао ^и

Принадлежности автора

* Соответствующие авторы

^и Departamento de Física и I3N, Universidade de Aveiro, Campus Universitário de Santiago, 3810-193 Aveiro, Portugal
Электронная почта: bsnebiha@yahoo. fr, [email protected]

^б INL – Международная иберийская лаборатория нанотехнологий, Авенида Местре Хосе Вейга, 4715-330 Брага, Португалия

^с Департамент физики, Федеральный университет Минас-Жерайс, 30123-970 Белу-Оризонти, Минас-Жерайс, Бразилия

^д Физика твердого тела и NanoLund, Box 118, Лундский университет, Лунд SE-22100, Швеция

^и Laboratorio Central de Analises, Universidade de Aveiro, 3810-193 Aveiro, Portugal

^ф Departamento de Física, Universidade de Aveiro, Campus Universitário de Santiago, 3810-193 Aveiro, Portugal

Аннотация

rsc.org/schema/rscart38″> В данной работе изучались эффекты легирования Si в нанопроволоках (ННК) GaAs, выращенных на GaAs (111)B методом молекулярно-лучевой эпитаксии с различными уровнями легирования Si (номинальные концентрации свободных носителей 1 × 10 ¹⁶ , 8 × 10 ¹⁶ , 1 × 10 ¹⁸ and 5 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ ) are deeply investigated using scanning electron microscopy (SEM) , просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ), дифракция рентгеновских лучей со скользящим падением (GID), фотолюминесценция (PL) и катадолюминесценция (CL). Результаты ПЭМ показывают смесь сегментов вюрцита (WZ) и цинковой обманки (ZB) вдоль оси NW независимо от уровней легирования Si. Измерения GID указывают на небольшое увеличение доли ZB при легировании кремнием. В низкотемпературных спектрах ФЛ и КЛ наблюдаются резкие линии в диапазоне энергий 1,41–1,48 эВ для образцов с более низким уровнем легирования кремнием. Однако интенсивность излучения увеличивается и сопровождается отчетливым уширением наблюдаемых линий для образцов с более высоким уровнем легирования Si. Смещенное выравнивание зон типа II определяет оптические свойства только нижних уровней легирования в ННК GaAs:Si. Для более высоких уровней легирования Si структура электронных энергетических уровней ННК определяется электростатическими флуктуационными потенциалами, тесно связанными с амфотерным поведением легирующей примеси Si в GaAs. Для сильно легированных ННК оценка глубины потенциальных ям составляет ∼96–117 мэВ. Наши результаты показывают, что возникновение флуктуирующих потенциалов не зависит от кристаллической фазы, и показывают, что ограничение, налагаемое политипизмом, может быть преодолено.

Варианты загрузки Пожалуйста, подождите. ..

Дополнительные файлы

Дополнительная информация PDF (1858K)

Информация о товаре

ДОИ: https://doi.org/10.1039/C7NR08395E
Тип изделия: Бумага
Отправлено: 11 ноя 2017
Принято: 08 янв. 2018
Впервые опубликовано: 09 января 2018

Скачать цитату

Наномасштаб , 2018, 10 , 3697-3708

BibTexEndNoteMEDLINEProCiteReferenceManagerRefWorksRIS

Разрешения

Запросить разрешения

Социальная деятельность

Получение данных из CrossRef.
Загрузка может занять некоторое время.

Прожектор

Объявления

Оценка потенциала губок (Porifera) как индикаторов концентраций растворенного кремния в океане

Введение

Губки – это водные, сидячие, донные и фильтрующие организмы, принадлежащие к типу животных Porifera. Структура их тела проста, с различными типами клеток, специализирующихся на различных жизненных функциях и организованных в разные слои в соответствии с их функциями (Hooper and Van Soest, 2002; Van Soest et al., 2012; Maldonado, 2014). Их происхождение было отнесено к кембрию (Hooper and Van Soest, 2002; Xiao et al., 2005) или даже раньше, как предполагает открытие потенциальных биомаркеров губок (Love et al., 2009).; Инь и др., 2015; Голд и др., 2016).

В настоящее время выделяют четыре класса губок: Calcarea Carbonica, в которую входят виды с известковым скелетом; Hexactinellida, широко известные как стеклянные губки; Demospongiae, содержащий большинство современных губок; и Homoscleromorpha (Hooper and Van Soest, 2002; Morrow and Cádenas, 2015; Van Soest et al. , 2017). К последним трем классам относятся виды с кремнистым скелетом, сцементированным органическими компонентами (например, коллагеноподобным белком, спонгином), а также виды, у которых отсутствует минеральный (т. армированные чужеродными неорганическими элементами (например, песком или остатками биогенного кремнезема из других организмов, включая губки; Hooper, Van Soest, 2002).

Благодаря сложным ферментативным и метаболическим процессам (Wang et al., 2011a,b, 2012a) кремнистые виды Hexactinellida, Demospongiae и Homoscleromorpha поглощают Si (преимущественно присутствующий в виде кремниевой кислоты, H ₄ SiO ₄ и условно обозначаемый в виде растворенного кремнезема; dSi) из окружающей их воды для выделения отдельных структур, известных как спикулы, которые обеспечивают опору скелета для органических компонентов губки (Uriz et al., 2003). У некоторых видов гексактинеллид и демогубок скелетные структуры массивные и гиперкремнистые, каменистой консистенции, могут образовывать агломераты и строить рифоподобные образования (Conway et al. , 2001; Uriz et al., 2003; Leys et al., 2004; Maldonado et al., 2015a,b) или «губки» (Klitgaard and Tendal, 2004). Губки этих групп могут играть важную роль в глобальном круговороте кремния из-за их широкого распространения и высокого потенциала сохранения (Maldonado et al., 2005, 2010).

Поглощение диоксида кремния и окварцевание губками регулируется наличием dSi в окружающей воде, а поглощение dSi соответствует ферментативной (Михалис-Ментен) кинетике с максимальной скоростью поглощения только выше 100–200 мкМ dSi (Reincke and Barthel, 1997; Мальдонадо и др., 1999, 2011). Эти значения выше, чем типичные концентрации в большей части современного океана, что позволяет предположить, что механизмы поглощения губками dSi развились в водах с более высоким dSi (Maldonado et al., 2015a), а dSi является ограничивающим фактором для живых губок (Maldonado et al., 2011). Мальдонадо и др. (1999) также показал, что секреция определенных типов спикул регулируется порогами dSi, и предположил, что экземпляры этих спикул в ископаемых губках отражают среду, изобилующую dSi. Эффективные механизмы утилизации dSi развились у губок (Müller et al., 2003; Schröder et al., 2004; Wang et al., 2012a,b) и связаны с присутствием силикатеина, фермента, который способен контролировать и катализировать внутриклеточное отложение dSi из ненасыщенной среды, а также белки, активно транспортирующие dSi через клеточные мембраны (Schröder et al., 2004; Marron et al., 2016).

Дополнительная информация об изменениях формы или размера спикул губок или о нарушении спикулогенеза (изменения формы, атрофии или другие пороки развития спикул) в связи с концентрацией dSi разбросана по всей литературе (Jørgensen, 1944; Hartman, 1958; Stone, 1970; Yourassowsky and Rasmont, 1984; Zea, 1987; Bavestrello et al., 1993; Rützler and Smith, 1993; Schönberg and Barthel, 1997; Mercurio et al., 2000; Valisano et al., 2012; Cádenas and Rapp. , 2013). В целом эти исследования показывают, что доступность dSi является фактором, который может влиять на морфологию, состав или размер спикул у некоторых видов.

Если dSi влияет на морфологию и/или морфометрию спикул и учитывая, что они являются основными признаками, используемыми для классификации кремнистых губок (Hooper and Van Soest, 2002), некоторые таксоны или группы таксонов могут быть характерны для местообитаний с особым условия dSi. Вероятно, они могут иметь разные механизмы адаптации и, следовательно, по-разному влиять на цикл кремния в океане. Важным первым шагом к использованию губок в качестве индикаторов является выявление и количественная оценка любых причинно-следственных связей между современным распространением губок и лежащими в их основе экологическими факторами; это важнейший первый шаг в разработке палеоэкологических прокси (например, Birks, 1995).

Пространственное распространение Porifera было изучено в местном и региональном масштабах и связано с различными факторами окружающей среды. Различия в видовом составе губок между мелководьем и глубоководьем признавались десятилетиями. Де Лаубенфельс (1936) признал, что пространственное распространение мелководных губок ограничено сильными барьерами окружающей среды (например, глубиной, светом или температурой). Совсем недавно пространственное распределение морских губок в местных масштабах (например, 10 км; коралловые рифы, проливы или заливы) коррелировали с геоморфологическими особенностями (Przeslawski et al., 2014), свойствами отложений, глубиной, расстоянием до побережье, доступность питательных веществ (включая dSi), проникновение света, гидродинамику (Huang et al., 2011), глубоководные течения (Cárdenas and Rapp, 2015) и биотические факторы, такие как хищничество или конкуренция за пространство (Huang et al., 2011). ; Pawlik et al., 2015; Slattery and Lesser, 2015). Как правило, эти наблюдения воспроизводятся в региональном или более широком масштабе (например, >100 км; моря или океаны). Здесь распределение губок было связано с глубиной, температурой и доступностью света (Vacelet, 1988; Финкс и Кит Ригби, 2003 г .; Лейс и др., 2004; Downey et al., 2012) или в биогеографические регионы (Hooper and Lévi, 1994; Van Soest, 1994; Van Soest et al., 2012), ограниченные основными абиотическими факторами и характерными морскими биотами (например, Spalding et al. , 2007). ). Интересно, что результаты прогностических моделей с использованием физико-химических переменных окружающей среды (Huang et al., 2011) и региональных исследований (Howell et al., 2016) показывают, что температура, глубина и состояние питательных веществ, включая dSi, являются основными факторами, контролирующими распространение губок.

Видовой состав губок и морфология спикул в осадочной летописи могут дать представление о dSi во время их образования. Реконструкции палео-dSi уделяется все больше внимания, отчасти из-за связи между долгосрочными биогеохимическими циклами углерода и кремния (Conley et al., 2000; Frings et al., 2016). На сегодняшний день реконструкция dSi с использованием губок достигается путем изучения морфометрических взаимоотношений пресноводных спикул с помощью градиентов dSi (Kratz et al., 19).91). Совсем недавно при анализе изотопов кремния спикул губок использовалось наблюдение, согласно которому фракционирование стабильных изотопов кремния между окружающим dSi и биогенным Si в спикулах является функцией концентрации dSi в окружающей среде (Hendry et al. , 2010, 2011; Wille и др., 2010; Хендри и Робинсон, 2012; Фонторбе и др., 2016, 2017). Разработка дополнительного палеоэкологического подхода, основанного на комплексах таксонов, могла бы значительно расширить понимание изменений dSi в океанах прошлого и настоящего. Оценивая распределение таксонов губок вдоль градиента dSi, можно идентифицировать определенные сообщества видов, чтобы получить представление о прошлой динамике Si в океане и прибрежной среде.

В этой работе мы исследуем распределение губок вдоль градиентов dSi, чтобы проверить, являются ли сообщества губок функцией dSi, и оценить достоверность таксономии губок как палеоэкологического инструмента для определения палеоконцентраций dSi. Для этого мы извлекли и объединили информацию из общедоступных океанографических баз данных и баз данных по биологическому разнообразию, чтобы оценить условия dSi, в которых губки встречаются в мировом океане. Поскольку dSi коррелирует с глубиной в современном океане, мы также исследуем распределение таксонов в зависимости от глубины. В целом мы обнаруживаем, что, хотя есть намеки на взаимосвязь между комплексом и dSi, губки недостаточно дифференцированы в зависимости от наличия dSi, чтобы четко указать конкретные концентрации dSi, что имеет значение для реконструкции цикла кремния в океане.

Материалы и методы.

Источники данных. Колтерманн, 2004). Это доступно с разрешением сетки по горизонтали 0,5° и с 40 неравномерно расположенными вертикальными слоями. GBIF — это международная открытая инфраструктура данных и крупнейшая в мире база данных по биоразнообразию, которая обеспечивает свободный доступ к миллионам записей о биоразнообразии (http://www.gbif.org/what-is-gbif). GBIF объединяет данные из различных источников разного объема, качества и таксономической точности (дополнительную информацию см. на сайте www.gbif.org). WOCE — это глобальный ресурс данных Национального управления океанических и атмосферных исследований США, в конечном счете основанный на наблюдениях с кораблей, буев, дрифтеров и спутников.

Мы опросили GBIF через онлайн-портал (http://www.gbif.org/occurrence) и загрузили 323,953 записи о Porifera с географической привязкой доступны в ноябре 2016 г. (загрузка GBIF Occurrence: https://doi.org/10.15468/dl.viufhq). Таксономическая классификация видов в этих записях соответствует классификации Всемирной базы данных Porifera (WPD, http://www.marinespecies.org/porifera/news.php?p=show&id=4893). В анализе использовались только записи с соответствующей глубиной (143 275; 44%). Палеонтологические записи и пресноводные таксоны, включенные в набор данных, также были удалены (830 и 192 записи соответственно). Чтобы проверить данные геолокации GBIF, мы сравнили глубину воды, связанную с каждой записью, с моделью глобального рельефа ETOPO1 1 угловая минута (Amante and Eakins, 2009).). Поскольку оба набора данных содержат данные о глубине разного качества и разрешения, записи, которые расходились более чем на 500 м, были отброшены. Согласие было воспринято как признак уверенности в данных о глубине.

Это 500-метровое пороговое значение было выбрано (довольно произвольно), чтобы учесть (i) возможность крутой батиметрии в пространственных масштабах ниже, чем у ETOPO1, и (ii) включение драгных проб, где дана только начальная или конечная точка траления. Этот процесс контроля качества привел к исключению 5190 (около 3,6%) точек данных, которые в некоторых случаях расходились на> 6000 м (см. Дополнительный рисунок 1). Кроме того, все оставшиеся записи, помеченные в GBIF как имеющие «нечисловую» или «неметрическую» глубину в исходном наборе данных (13 317 и 5 060 соответственно), были удалены, чтобы избежать проблем с преобразованием.

Информация на уровне класса и порядка, отсутствующая в некоторых записях GBIF, хотя был указан более низкий таксономический ранг семейства или рода, была добавлена после WPD. GBIF содержит смесь надежной и недостоверной таксономической информации (Van Soest et al., 2012) и включает записи с таксономической идентификацией, полученной из фотографий и/или видеозаписей, которые, например, Leys et al. (2004) определили как источник неопределенности. Мы предположили, что таксономические идентификации, включенные в записи GBIF на уровне отряда и семейства, более точны, чем таксономические идентификации более низких уровней (родов и видов), которые обычно требуют большей таксономической экспертизы. По этой причине мы ограничиваем наш анализ уровнем семейства и выше (порядок и класс). Наш анализ может быть улучшен и расширен до более высокого таксономического разрешения с повышением надежности таксономической идентификации записей GBIF.

Окончательный набор данных для этого исследования включал 62 360 дискретных глобально распределенных записей (рис. 1). Из них 2905 относятся только к классу, 890 — только к порядку (31 отряд), 2086 — к семейству (128 различных семейств), 24 525 — к роду (555 различных родов), а остальные (31 955 ) на виды (2758 различных видов) или подвиды. Для сравнения, Всемирная база данных Porifera (Van Soest et al., 2017) в настоящее время распознает 32 существующих отряда, 149существующих семейств и 740 существующих родов, что означает, что мы захватываем большую часть всего глобального биоразнообразия губок.

Рисунок 1 . Концентрации кремнезема, растворенного в океане, в придонных водах (т. е. на морском дне). Серые точки указывают местонахождение отдельных записей о губках, включенных в эту рукопись из GBIF.

Для каждого отдельного наблюдения губки в GBIF данные о температуре океана, солености и концентрации питательных веществ (нитратов, фосфатов и dSi) были извлечены из WOCE (Guretski and Koltermann, 2004) из коробки, в которой находится зарегистрированное местонахождение губки. Предоставляется сводка данных, включая подсчеты, максимумы, минимумы и средние значения для каждой переменной по таксонам для каждого из семейств, представленных в наборе данных (дополнительная таблица 1).

Влияние методов отбора проб и усилий по отбору проб

Концентрации dSi в придонных водах океана и местонахождение записей о губках из набора данных показаны на рисунке 1. которые мы пытаемся учесть в нашем анализе (см. ниже). Однако могут присутствовать и другие систематические ошибки выборки. Например, пробы в глубоководных местообитаниях обычно отбирают тралами или драгами. Как правило, они ловят многочисленные, крупные или твердые экземпляры, но группы, представленные мелкими или хрупкими особями (например, Cladorhizidae и Calcarea Carbonica), часто не обнаруживаются (Raff et al., 19).94) и, следовательно, может быть недопредставлен. В настоящее время невозможно количественно оценить масштабы и значимость этого смещения.

Мы исследовали влияние очень интенсивного отбора проб в небольших регионах, сначала рассмотрев таксоны как присутствующие или отсутствующие только для каждой ячейки в наборе данных WOCE, и рассчитав глобальное распределение вдоль градиента окружающей среды с использованием 20 равноотстоящих интервалов для каждой переменной (показано для dSi на рисунке 2A). Агрегация присутствия/отсутствия лишь незначительно повлияла на распределение таксонов по градиентам окружающей среды (рис. 2B), поэтому мы работаем с полным (т. е. неагрегированным) набором данных. Чтобы грубо устранить смещение выборки в сторону континентальных шельфов и мелководных районов в записях GBIF, мы нормализовали распределения таксонов к общему распределению Porifera (рис. 2), чтобы получить набор распределений, которые описывают относительную важность отдельных таксонов для общей популяции Porifera вдоль любого заданного градиента окружающей среды. Этот подход неявно предполагает, что выборка и идентификация записей Porifera не смещены в сторону одной группы таксонов и не подходят, например, для калибровки экологических предпочтений отдельных таксонов губок. Однако цель здесь не в том, чтобы оценить истинное распределение таксонов губок в мировом океане, а в том, чтобы исследовать относительные различия среди таксонов. В дополнительной таблице 1 мы показываем сводку нескорректированных данных.

Рисунок 2. (A) Глобальное распределение записей GBIF, агрегированных как значения присутствия/отсутствия в полях 0,5° набора данных WOCE. (B) Глобальное распределение записей GBIF без поправки на систематическую ошибку выборки.

Скрипичные графики

Для многочисленных таксонов (более 100 записей в GBIF) были построены скрипичные графики нормализованных данных как функции основных экологических градиентов на разных уровнях таксономической классификации (класс, отряд и семейство) и составляют основу дальнейшего обсуждения. Там, где это применимо, мы включаем виды губок (далее именуемые «литистидами») с сильно окварцеванным скелетом, которые ранее относились к полифилетическому отряду Lithistida (Pisera and Lévi, 2002), но теперь разделены между неродственными отрядами класса Demospongiae (Cárdenas et al. др., 2012). На этих графиках ширина столбцов указывает относительный вклад таксонов в общее количество всех таксонов губок, зарегистрированных в GBIF при соответствующем значении переменной окружающей среды; обратите внимание, что они дополнительно стандартизированы для максимального вклада этих таксонов, поэтому не содержат никакой полезной информации об абсолютной численности любого данного таксона, что невозможно с данными GBIF «только для присутствия».

Результаты

Относительное частотное распределение таксонов губок в зависимости от dSi и глубины показано на рисунках 3–5. На уровне класса Hexactinellida встречаются в широком диапазоне значений dSi (0–180 мкМ; рис. 3A) и глубины (0–6000 м; рис. 3B). Губки с известковым скелетом демонстрируют аналогичное распределение, но вносят больший относительный вклад в общее количество таксонов губок при dSi < 100 мкМ и глубине < 3000 м. Остальные классы также находятся в том же диапазоне, однако их основной вклад в общее количество составляет менее 120 мкМ и менее 1000 м для кремнистых классов Homosclerophorida и Demospongiae.

Рисунок 3 . Скрипичные графики, показывающие распределение классов губок в градиенте dSi (A) и градиенте глубины (B) .

В нашем анализе 19 из 32 полных отрядов губок представлены в GBIF как минимум в 100 блоках набора данных WOCE (рис. 4). Большинство из них встречаются преимущественно при dSi < 50 мкМ, в то время как другие группы демоспонгов (Tethyida, Suberitida Polymastiida и Haplosclerida), гексактинеллид (Hexactinosa и Lyssacinosida), гомосклерофорид и Clathrinida более равномерно распределены по градиенту dSi. Отряд гексактинеллид Amphidiscosida вносит наибольший вклад в сообщества губок в средах с dSi> 100 мкМ, а отряд известняковых Leucosolenida демонстрирует бимодальное распределение. На рис. 4Б показано распределение тех же порядков в зависимости от глубины. Сравнение двух графиков показывает, что отряды с относительно более частым появлением при более высоком dSi также представлены на глубинах более 2000 м. Отряды демогубок без кремнистого скелета (т.е. Dendroceratida, Verongiida – за исключением некоторых видов (Ehrlich et al., 2010) и Clionaida не обнаружены в базе данных GBIF на глубинах более 1000 м. Распределение литистид по градиенту глубины указывает на то, что эта группа вносит относительно постоянный вклад в общее количество губок при dSi ниже 50 мкМ и не обнаруживается на глубинах более 2500 м.

Рисунок 4 . Скрипичные графики, показывающие распределение порядков губок по градиенту dSi (A) и градиенту глубины (B) . Показаны только заказы, представленные в GBIF не менее чем в 100 блоках набора данных WOCE. Цифры в скобках — это коды, присвоенные каждому из представленных заказов. Литистиды включают таксоны, отнесенные к этому таксону Писера и Леви (2002). Таксоны с серым фоном включают губки без кремнистых спикул. Цветовые коды, как на рис. 3.

На самом высоком уровне таксономического разрешения, которое мы рассматриваем, 43 семейства в пределах Porifera встречаются в 100 или более ячейках WOCE (для справки: в настоящее время в пределах Porifera признано 149 семейств; Van Soest et al., 2017). Их распределения следуют тем же тенденциям, что и показанные на уровне порядка, при этом некоторые семейства лучше представлены при dSi < 50 мкМ, некоторые примерно одинаково представлены вдоль градиента, некоторые встречаются как при высоком, так и при низком dSi, а другие с большей вероятностью будут обнаружены при dSi. > 100 мкМ (рис. 5А). Распределение этих семейств по градиенту глубины (рис. 5B) примерно соответствует градиенту dSi. Семейства, встречающиеся при высоком dSi, такие как Cladorhizidae, Polymastiidae и все гексактинеллиды, также, вероятно, обитают в глубоких водах. Некремнистые губки отрядов Verongiida, Dictyoceratida и Dendroceratida, за исключением Spongiidae (см. обсуждение ниже), встречаются в группе таксонов, встречающихся при dSi < 20 мкМ, вместе с семейством Clionidae (обычно губки, ассоциированные с кальцием). карбонатные субстраты), но и с семействами, имеющими кремнистый скелет (например, Petrosiidae, Dictyonellidae и Callyspongiidae). Они встречаются только на небольшой глубине (рис. 5А, В).

Рисунок 5 . Скрипичные графики, показывающие распределение семейств губок в градиенте dSi (A) и градиенте глубины (B) . Показаны только семьи, представленные в GBIF не менее чем в 100 блоках набора данных WOCE. Цифры в скобках — это коды, присвоенные каждой семье. Таксоны с серым фоном включают губки без кремнистых спикул. Ключ к заказам, представленным на рисунке 4, включен. Цветовые коды как на рис. 3.

Обсуждение

Наш анализ обеспечивает количественную оценку диапазонов dSi таксонов обыкновенных губок и расширяет предыдущие знания, касающиеся их батиметрии (Vacelet, 1988; Maldonado and Young, 1998; Rapp et al., 2011; Downey and Janussen, 2015; Hestetun et al. ., 2015). Распределение таксонов губок по градиенту глубины демонстрирует явное сходство с dSi, а это означает, что задача состоит в том, чтобы провести различие между ними.

Ниже мы обсудим роль доступности dSi и влияние других переменных, которые могут косвенно влиять на представленные здесь закономерности. Мы также обсудим, как эти данные могут способствовать прояснению роли губок в круговороте кремния в океане в геологическом прошлом, а также полезность данных о комплексах губок в качестве морского палеоэкологического инструмента.

Влияние наличия dSi и глубины среды обитания на распространение губок

Глубина является важным фактором, контролирующим распространение губок (Vacelet, 1988; Huang et al. , 2011; Howell et al., 2016), хотя он действует косвенно через корреляцию с экологически значимые параметры (включая концентрацию dSi, а также свет, доступность пищи, температуру и т. д.). Очевидно, что либо dSi, либо глубина, либо и то, и другое играют важную роль, контролируя пространственное распределение таксонов губок (рис. 3–5). Наши результаты подтверждают, что Porifera неравномерно распределены ни по градиенту dSi, ни по глубине. Поскольку дифференциация вдоль двух градиентов аналогична, неясно, влияет ли наличие dSi, глубина среды обитания или другой неустановленный фактор (или комбинация факторов) на пространственное распределение губок. По крайней мере, в региональном масштабе глубина воды действует как суррогатная переменная для проникновения света, температуры и концентрации питательных веществ; все они взаимосвязаны и могут влиять на распределение губок (Vacelet, 1988). Другие факторы, связанные с глубиной, такие как пищевые ресурсы (т. е. твердые и растворенные вещества), турбулентность, пространственная конкуренция и хищничество, были предложены в качестве движущих сил структуры и распределения сообщества губок (Pawlik et al. , 2015; Slattery and Lesser, 2015). .

Температура придонной воды и концентрация некоторых питательных веществ также были определены как важные переменные, контролирующие распространение губок в местных масштабах (Huang et al., 2011; Howell et al., 2016). Однако распределение губок в зависимости от температуры, концентраций растворенного кислорода и питательных веществ (нитратов и фосфатов), извлеченных из WOCE (см. Дополнительный материал), показало, что распределение таксонов губок вдоль этих градиентов не сильно дифференцировано, в отличие от dSi. и градиенты глубины. Хотя мы не можем исключить эти факторы, тот факт, что глубина местообитания демонстрирует сходную картину распределения губок с dSi, позволяет предположить, что доступность dSi является важной движущей силой пространственного распределения некоторых групп губок, и подразумевает, что распределение губок как функция глубины просто отражает общая взаимосвязь между глубиной и [Si] (см. ниже; рис. 6). К сожалению, мы не можем строго определить направление причинно-следственной связи и исключить возможность того, что глубина просто действует как суррогат другой, пока не идентифицированной переменной.

Рисунок 6 . Кросс-плот средней глубины среды обитания и средних концентраций растворенного кремния в окружающей среде для всех семейств губок в базе данных GBIF. См. предыдущие рисунки для ключей к цветам. Все таксоны включены независимо от их численности, в отличие от рисунков 3–5, где применяется критерий встречаемости 100 ячеек WOCE. Данные агрегируются на уровне присутствия/отсутствия для отдельных ячеек WOCE. Серые точки на заднем плане — концентрации dSi в придонной воде океана (т. е. те же данные, что и на рис. 1).

В целом dSi в океане коррелирует с глубиной (Sarmiento and Gruber, 2006), поскольку биогенный кремнезем, продуцируемый кремнистым планктоном на поверхности, постепенно растворяется по мере его погружения в толщу воды (хотя эта закономерность несколько осложняется морской опрокидывающей циркуляцией, которая смешивает водные массы разного возраста и, следовательно, накапливает dSi), а также из-за высокой продукции диатомовых водорослей из-за апвеллинга. Для дальнейшего изучения этого вопроса мы нанесли на график dSi и глубину для всех семейств, включенных в наш набор данных на рисунке 6. Это подтверждает наличие положительной зависимости между dSi и глубиной по форме аналогичной для всего океана (рисунок 6).

Сообщества губок вдоль dSi и градиентов глубины

Наши данные показывают, что либо глубина, либо dSi играют основную роль, контролируя пространственное распределение некоторых таксонов (рис. 3–5). Ниже мы обсудим, какие из этих таксонов могут включать виды с различными требованиями к поглощению dSi и, следовательно, могут указывать на условия dSi.

Hexactinellida

Виды отряда Hexactinosa (например, Farrea occa, Aphrocallistesvastus и Heterochone calyx ), как известно, строят гиперокремневые скелеты и формируют губчатые рифы, где dSi достаточно высок (около 40 мкМ), например, на западном побережье Канады (Leys et al., 2004; Conway et al., 2005; Whitney et al. и др., 2005; Чу и др. , 2011). Считается, что появление этих рифообразующих видов контролируется совместным действием определенных океанографических, геоморфологических условий и биотических факторов, включая доступность dSi (Conway et al., 2005; Maldonado et al., 2015a). Hexactinosa (рис. 4) являются важными компонентами фауны губок на высоких dSi и глубине вместе с видами, принадлежащими Amphidiscosida, Aulocalycoida и Lyssacinosida (Rossellidae), у которых отсутствует диктионный (сросшиеся спикулы в трехмерном каркасе) скелет, пригодный для формирования рифов, но тем не менее имеют относительно больше dSi на единицу биомассы, чем губки из других классов губок (Bartel, 1995).

Demospongiae

Семейства Cladorhizidae и Polymastiidae относительно чаще встречаются в водах, богатых dSi (рис. 5А). Эти семейства также имеют широкий диапазон распространения вдоль градиентов глубины и, вероятно, могут быть обнаружены в глубоких водах (> 2000 м), где dSi также высок. Еще предстоит ответить, зависит ли распределение этих таксонов от dSi или от глубины. Подробные исследования механизмов поглощения dSi и скорости этих видов губок, живущих в различных условиях dSi, помогут ответить на этот вопрос и выявить виды, которые можно использовать в качестве индикаторов конкретных диапазонов dSi.

Оставшиеся кремнистые и некремнистые демогубки, скорее всего, обитают в местах обитания с низким dSi, хотя некоторые из них могут встречаться на больших глубинах с высоким dSi. Некоторые из семейств Dictyoceratida (например, Spongiidae), у которых отсутствует кремнистый скелет, скорее всего, встречаются на больших dSi и глубине (рис. 5). Это интересное наблюдение, поскольку принято считать, что представители этой группы обитают в тропических широтах и на мелководье (Vacelet, 1988), а у некоторых видов на расселение их личинок влияют низкие температуры и проникновение света (Maldonado, 2009).). Насколько нам известно, виды Spongiidae из батиальных глубин в таксономической литературе не описаны. Возможно, эти записи могут быть ошибочно идентифицированы, учитывая, что таксономия этих губок чрезвычайно сложна. Однако до независимой проверки этих записей Dictyoceratida мы предполагаем, что их документация в GBIF верна, и, следовательно, другие факторы, коррелирующие с глубиной (включая температуру, проникновение света, концентрацию нитратов или фосфатов), влияют на появление определенных видов этой группы.

Lithistids

Губки, включенные в эту полифилетическую (различное филогенетическое родство) группу, включают виды с сочлененными спикулами, называемыми десмами, которые у большинства видов образуют жесткий скелет (Pisera and Lévi, 2002). Большинство (93%) записей литистид относятся к отряду Tetractinellida, а наиболее распространенными семействами были Theonellidae (21%), Corallistidae (18%) и Scleritodermidae (17%). Согласно рисунку 4, таксоны литистид с большей вероятностью будут обнаружены при < 60 мкМ dSi, с наибольшей относительной частотой при < 20 мкМ и < 1000 м. Известно, что некоторые из них строят рифоподобные образования в местах обитания, где доступность dSi низка по сравнению с таковой, о которой сообщалось для рифоподобных строителей Hexactinosida (Maldonado et al. , 2015a,b). Гиперкремнистые виды lithistid (например, Leiodermatium spp) также сосуществует с представителями губок без кремнистого скелета (т. е. Dictyoceratida, Dendroceratida и Verongiida) (Przeslawski et al., 2014, 2015) в относительно неглубоких местообитаниях северной Австралии с концентрациями dSi <5 мкМ, подвергающихся воздействию сильные приливно-отливные течения, высокая мутность и значительная подвижность наносов (Przeslawski et al., 2011). Как было предложено Мальдонадо и соавт. (2015b), некоторые виды литистид, по-видимому, извлекают выгоду из отложения тяжелых отложений и моделей местной циркуляции, которые могут доставлять пищу и Si в импульсах. Остается ответить, как эти гиперокремненные скелеты литистид могут развиваться при более низком dSi и могут ли эти виды иметь более эффективные системы поглощения Si, чем другие таксоны, такие как Hexactinosida, которые, как правило, обнаруживаются при сравнительно более высоких dSi (рис. 4, 5). ).

Calcarea

Данные GBIF показывают, что губки класса Calcarea Carbonica встречаются на глубине до 5000 м с пиками ниже 3000 м. Это подтверждает предыдущие выводы (Duplessis and Reiswig, 2000; Rapp et al., 2011) и позволяет предположить, что разнообразие группы на абиссальных глубинах выше, чем считалось ранее, и что иногда они способны расти в средах ниже насыщения карбонатными минералами.

На пути к количественной оценке

Существует большое количество литературы, посвященной методам получения количественных реконструкций палеосреды на основе (микро) ископаемых комплексов в наземных, пресноводных и морских средах. Как резюмировано, например, в работах Telford and Birks (2005) или Juggins (2013), растет понимание ограниченности этих подходов даже в благоприятных ситуациях. Мы отказались от более количественного подхода по нескольким причинам, в том числе (i) данные GBIF собраны из разрозненных, несвязанных источников с разными стратегиями выборки, (ii) верхний предел градиента dSi плохо представлен в данных, (iii) данные «только о присутствии», а не об истинной численности видов, что означает, что оптимальные таксоны не могут быть легко определены, (iv) у нас нет независимого набора данных для проверки модели, (v) разделение дисперсии предположительно будет указывать на высокую степень общей дисперсии между глубиной и dSi, и (vi) данные калибровки окружающей среды имеют трудно поддающийся количественной оценке шумовой компонент, полученный отдельно от данных GBIF с более низким пространственным разрешением.

В будущем истинная совокупность губок (с обилием таксонов) и набор данных переменных окружающей среды, собранных в регионе или регионах, где dSi не связан с глубиной, смогут преодолеть некоторые из этих трудностей. Соотношения изотопов кремния в губке все шире используются в качестве косвенного показателя концентраций dSi в прошлом (например, Fontorbe et al., 2017). Хотя подходы «взаимного диапазона» (Sinka and Atkinson, 1999), современные аналоговые методы (MAT; Lytle and Wahl, 2005) или искусственные нейронные сети (Racca et al., 2007) широко не используются, они могут оказаться плодотворными палеоэкологическими дополнениями. Наконец, лабораторные и полевые эксперименты, тщательно разработанные для изучения влияния доступности dSi на физиологию и экологию губок, или подходы, направленные на использование морфометрии отдельных спикул (см. Kratz et al., 19).91) также может быть частью разрабатываемого «набора инструментов» палео-dSi.

Контролировала ли dSi распространение губки в прошлом?

Эволюция цикла кремния в океане привлекала внимание на протяжении многих десятилетий (например, Maliva et al. , 1989; Kidder and Tomescu, 2016). Преобладающий нарратив (Малива и др., 1989; Сивер, 1991; Киддер и Томеску, 2016) приводит доводы в пользу двух особенно важных событий. Первый – это переход от докембрийского океана, насыщенного по dSi, к малонасыщенному мезозойскому океану. Вторым было дальнейшее снижение где-то в меловом-палеогеновом периоде содержания dSi в средней океанской воде до уровня современного океана, обедненного dSi. Оба перехода приписываются биологическим инновациям — первый — эволюции окварцевания радиоляриями и губками, а второй — распространению диатомовых водорослей — и, следовательно, прогрессивной способности биологии удалять dSi из морской воды. В связи с этим долгосрочным снижением dSi в океане были предложены переходные отклонения запаса dSi в океане в ответ на периоды экстенсивного вулканизма (в частности, формирование крупных изверженных провинций, LIP) (Ritterbush et al., 2014, 2015; Kidder and Tomescu, 2016), или орогенез (например, Cermeño et al., 2015). Одним из доказательств, подтверждающих эти интерпретации, является изменение осадочных фаций, связанных с губками, в горных породах или отложениях (например, Kidder and Tomescu, 2016). Связь между численностью/распределением губок и dSi проистекает из неявного предположения, что кремнистые губки не могут развиваться при низком dSi (например, Ritterbush et al., 2015; Kidder and Tomescu, 2016). Киддер и Томеску (2016), например, интерпретируют ордовикское отступление губок от лагунных условий осадконакопления к более глубоким шельфам как отражение вызванного радиоляриями истощения dSi на поверхности океана. После середины ордовика окаменелости губок из периторальных и лагунных фаций, по-видимому, редки в летописи окаменелостей (см. Gammon et al., 2000) за возможное эоценовое исключение. Малива и др. (1989) утверждают, что губки в кайнозое теряют количественное значение в круговороте кремния в океане. В какой степени эти предполагаемые изменения численности и распределения губок обусловлены доступностью dSi?

Наш набор данных показывает, что все группы губок, из которых было отобрано достаточно образцов (т. Е. > 100 ящиков WOCE, см. Дополнительную таблицу 1), способны расти в средах с низким dSi. Действительно, по крайней мере в некоторых отдельных случаях таксоны кремнистых губок способны образовывать большие рифоподобные скопления при <10 мкМ dSi (Maldonado et al., 2015a,b). Это означает, что, хотя любое снижение доступности dSi могло быть фактором, способствующим исключению губок из среды мелководья, следует принимать во внимание и другие факторы, возможно, связанные с эволюцией и экологией конкурентов губок. Следовательно, присутствие любого данного таксона само по себе не может свидетельствовать о преобладающих концентрациях dSi.

Например, рифообразующие литигистиды, использовавшиеся в качестве индикаторов большей доступности dSi в прошлых средах (например, Corsetti et al., 2015; Ritterbush et al., 2015), в нашем наборе данных встречаются чаще <20 мкМ и < 2500 м. В настоящее время нет никаких доказательств того, что они не могли жить в подобных условиях в геологическом прошлом (Pisera, 1997). Расширение некоторых групп губок после триасово-юрского вымирания, скорее всего, является следствием большей доступности пригодных экологических ниш, освободившихся после распада известковых беспозвоночных в этот период (Ritterbush et al. , 2014, 2015).

Наконец, важно отметить, что, как правило, большинство кремнистых и некремнистых губок плохо представлены в летописи окаменелостей, поскольку их скелеты легко разрушаются. Виды с жестким скелетом, например литистиды, некоторые гексактинеллиды и ископаемые губки с базальным известковым скелетом (т.

Выводы

Здесь мы показываем, что распределение губок, классифицированных на уровне семейства, связано с концентрацией dSi в окружающей среде или глубиной среды обитания, или и тем, и другим. Характер распределения по концентрациям dSi или глубине местообитания указывает на то, что большинство таксонов, включая таксоны класса Calcarea без кремнистого скелета, встречаются в широком диапазоне dSi (0–180 мкМ) и глубине (0–~5500 м). Это также показывает, что большинство демогубок без автохтонного кремнистого скелета встречается при dSi <20 мкМ и небольших глубинах, но вместе с группами, у которых скелет состоит из кремнистых спикул. Демогубки с жестким кремнистым скелетом, традиционно известные как литистиды, по-видимому, не связаны с глубокими средами, богатыми dSi, что указывает на то, что этот вид губок мог выработать особенно эффективные механизмы для включения и накопления dSi в своих скелетах. С другой стороны, гексактинеллиды, также создающие прочный и жесткий кремнистый скелет, распределяются вдоль градиента dSi, но с большей вероятностью присутствуют в глубоких и богатых кремнеземом средах. Гексактинеллиды разделяют такую среду с некоторыми демоспонгами, равномерно распределенными по dSi и градиенту глубины, и в основном из отрядов Cladorhizidae и Polymastiida.

Группы с перекосом в сторону низкого или высокого dSi могут включать виды, характерные для конкретных условий содержания кремния в окружающей среде. Поскольку уникального или четкого набора таксонов выявить не удалось, требуется дополнительная информация о скорости поглощения Si для возможных показательных видов, чтобы окончательно связать их пространственное распределение с уровнями dSi. Можно было бы ожидать большей дифференциации вдоль градиентов окружающей среды, если рассматривать губки на уровне родов или даже видов, хотя мы отмечаем, что некоторые роды (например, Geodia ) очень космополитичны. Точно так же изучение механизмов поглощения dSi видами губок, встречающимися в широком диапазоне dSi и глубин, может предоставить важную информацию об адаптационном потенциале таксонов губок.

Связи между обилием губок в осадочных записях и современными концентрациями dSi следует интерпретировать с осторожностью, учитывая, что эти организмы явно приспособлены к жизни в диапазоне концентраций dSi и глубинных местообитаний, как видно из наших результатов. Другие биотические (например, конкурентные взаимодействия) и абиотические факторы (например, проникновение света, температура, доступность питательных веществ и пищи), некоторые из которых также связаны с глубиной, могут быть важными факторами в распространении современных губок и, вероятно, не менее важны. в палеосредах.

Вклад авторов

Все перечисленные авторы внесли существенный, непосредственный и интеллектуальный вклад в работу и одобрили ее для публикации. BA и PF являются совместными старшими авторами.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Это исследование финансировалось за счет гранта Фонда Кнута и Элис Валленберг для округа Колумбия. Дмитрий Шигель, GBIF, и Меррик Экинс, Музей Квинсленда, предоставили ценные комментарии и предложения, связанные с данными, загруженными с портала GBIF. Мы благодарим всех за предложения и исправления рецензентов.

Дополнительный материал

Дополнительный материал к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmars.2017.00373/full#supplementary-material

Ссылки

Amante, C. и Икинс, Б.В. (2009). Etopo1 1 Модель глобального рельефа угловых минут: процедуры, источники данных и анализ . Технический меморандум NOAA NESDIS NGDC-24. Боулдер, Колорадо: Национальный центр геофизических данных, NOAA.

Бартель, Д. (1995). Состав тканей губок из моря Уэдделла, Антарктида: на костях мало мяса. Мар. Экол. прог. сер. 123, 149–153. doi: 10.3354/meps123149

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Бавестрелло Г. , Бонито М. и Сара М. (1993). Изменение содержания кремнезема и размера игл в течение годового цикла у Chondrilla nucula Schmidt (Porifera, Demospongiae) в Лигурийском море. науч. март 57, 421–425.

Google Scholar

Биркс, HJB (1995). «Количественные палеоэкологические реконструкции», в Statistical Modeling of Quaternary Science Data , eds D. Maddy and JS Brew (Кембридж, Ассоциация четвертичных исследований), 161–254.

Карденас, П., Перес, Т., и Бури-Эно, Н. (2012). «Глава вторая — систематика губок сталкивается с новыми проблемами», в Advances in Marine Biology , редакторы М. А. Бесерро, М. Дж. Урис, М. Мальдонадо и X. Турон (Лондон: Academic Press), 79–209..

Карденас, П., и Рапп, Х. Т. (2013). Нарушенный спикулогенез у глубоководных Geodiidae (Porifera, Demospongiae), растущих на мелководье. Инвертебр. биол. 132, 173–194. doi: 10.1111/ivb.12027

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Карденас, П. , и Рапп, Х. Т. (2015). Демогубки из Северного Срединно-Атлантического хребта проливают больше света на разнообразие и биогеографию глубоководных губок Северной Атлантики. J. Mar. Biol. доц. Великобритания 95, 1475–1516. дои: 10.1017/S0025315415000983

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Google Scholar

Черменьо П., Фальковски П. Г., Ромеро О. Э., Шаллер М. Ф. и Валлина С. М. (2015). Континентальная эрозия и кайнозойский подъем морских диатомей. Проц. Натл. акад. науч. США . 112, 4239–4244. doi: 10.1073/pnas.1412883112

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Чу, Дж., Мальдонадо, М., Яхель, Г., и Лейс, С. (2011). Стеклянная губка действует как силиконовая раковина. Мар. Экол. прог. сер. 441, 1–14. doi: 10.3354/meps09381

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Конли Д. Дж., Столнаке П., Питканен Х. и Виландер А. (2000). Перенос и удержание растворенного силиката реками в Швеции и Финляндии. Лимнол. океаногр. 45, 1850–1853 гг. doi: 10.4319/lo.2000.45.8.1850

CrossRef Full Text | Google Scholar

Конвей К.В., Крауттер М., Барри Дж.В. и Нойвайлер М. (2001). Гексактинеллидные губчатые рифы на континентальном шельфе Канады: уникальное «живое ископаемое». Геофизика. Можно. 28, 71–78. Доступно в Интернете по адресу: https://journals.lib.unb.ca/index.php/GC/article/view/4076

Google Scholar

Conway, K.W., Krautter, M., Barrie, J.V., Whitney, F. , Thomson, R.E., Reiswig, H., et al. (2005). Губчатые рифы в бассейне Королевы Шарлотты, Канада: меры контроля за распространением, ростом и развитием (Берлин: Springer-Verlag Berlin), 605–621.

Google Scholar

Корсетти Ф. А., Риттербуш К. А., Ботьер Д. Дж., Грин С., Ибарра Ю., Ягер Дж. А. и др. (2015). Изучение палеоэкологических последствий распада суперконтинента: губки очищаются в ранней юре. Осадок. Рек. 13, 4–10. Доступно в Интернете по адресу: https://www. sepm.org/CM_Files/SedimentaryRecord/SedRecord13-2%235.pdf

Google Scholar

De Laubenfels, M.W. (1936). Сравнение мелководных губок у тихоокеанского конца Панамского канала с губками на карибском конце. Проц. Натл США. Мус. 83, 441–464. doi: 10.5479/si.00963801.83-2993.441

CrossRef Full Text

Downey, R.V., Griffiths, H.J., Linse, K., and Janussen, D. (2012). Разнообразие и закономерности распространения губок высоких южных широт. PLoS ONE 7:e41672. doi: 10.1371/journal.pone.0041672

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Дауни, Р. В., и Януссен, Д. (2015). Новые взгляды на фауну абиссальных губок Курило-Камчатской равнины и желоба (северо-западная Пацифика). Deep Sea Res. II Топ. Стад. океаногр. 111, 34–43. doi: 10.1016/j.dsr2.2014.08.010

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дюплесси К. и Рейсвиг Х. (2000). Описание новой глубоководной известковой губки ( Porifera: Calcarea ) из Северной Калифорнии. Упак. науч. 54, 10–14. Доступно на сайте: http://hdl.handle.net/10125/1593

Google Scholar

Эрлих Х., Саймон П., Каррильо-Кабрера В., Баженов В.В., Боттинг Дж.П., Илан, М. и др. (2010). Взгляд на химию биологических материалов: недавно обнаруженные биокомпозиты кремний-арагонит-хитин в демогубках. Хим. Мат. 22, 1462–1471. doi: 10.1021/cm

Полный текст CrossRef | Академия Google

Финкс, Р. М., и Кит Ригби, Дж. (2003). «Географическое и стратиграфическое распространение», в Трактате по палеонтологии беспозвоночных. Часть E (пересмотренная), Porifera , Vol. 2, изд. Р.Л. Кеслер (Боулдер, Колорадо; Лоуренс, Канзас: Геологическое общество Америки и Канзасский университет), 275–296.

Фонторбе Г., Фрингс П., Де Ла Роша К.Л., Хендри К.Р. и Конли Д.Дж. (2016). Кремний истощал Северную Атлантику со времен палеогена: свидетельство изотопов кремния губок и радиолярий. Планета Земля. науч. лат. 453, 67–77. doi: 10.1016/j. epsl.2016.08.006

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Fontorbe, G., Frings, P.J., De La Rocha, C.L., Hendry, K.R., Carstensen, J., and Conley, D.J. (2017). Обогащение растворенного кремнезема в глубокой экваториальной части Тихого океана в эоцен-олигоцене. Палеоокеанография 32, 848–863. doi: 10.1002/2017PA003090

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Фрингс П. Дж., Клайманс В., Фонторбе Г., Де Ла Роча К. Л. и Конли Д. Дж. (2016). Континентальный цикл кремния и его влияние на баланс изотопов кремния в океане. Хим. геол. 425, 12–36. doi: 10.1016/j.chemgeo.2016.01.020

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Gammon, P.R., James, N.P., and Pisera, A. (2000). Эоценовые спикулиты и спонголиты на юго-западе Австралии: не глубокие, не полярные, а неглубокие и теплые. Геология 28, 855–858. doi: 10.1130/0091-7613(2000)28<855:ESASIS>2.0.CO;2

CrossRef Full Text | Google Scholar

Голд, Д. А., Грабенстаттер, Дж. , де Мендоса, А., Рисго, А., Руис-Трилло, И., и Саммонс, Р. Э. (2016). Стероловый и геномный анализы подтверждают гипотезу биомаркера губки. Проц. Натл. акад. наука . США . 113, 2684–2689. doi: 10.1073/pnas.1512614113

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Гурецкий В.В. и Колтерманн К.П. (2004). Глобальная гидрографическая климатология WOCE. 35/2004. Berichte des Bundesamtes fur Seeschifffahrt und Hydrographie.

Google Scholar

Hartman, WD (1958). Естественная история морских губок на юге Новой Англии. Музей Пибоди Нац. История 12, 1–155.

Google Scholar

Хендри, К. Р., Георг, Р. Б., Рикаби, Р. Э. М., Робинсон, Л. Ф., и Холлидей, А. Н. (2010). Глубинные питательные вещества океана во время последнего ледникового максимума выведены из изотопного состава кремния губок. Планета Земля. науч. лат. 292, 290–300. doi: 10.1016/j.epsl.2010.02.005

CrossRef Full Text | Google Scholar

Хендри, К. Р., Ленг, М. Дж., Робинсон, Л. Ф., Слоан, Х. Дж., Блаштьян, Дж., Рикаби, Р. Э. М., и др. (2011). Изотопы кремния в антарктических губках: межлабораторное сравнение. Антаркт. науч. 23, 34–42. doi: 10.1017/S0954102010000593

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Хендри, К. Р., и Робинсон, Л. Ф. (2012). Взаимосвязь изотопного фракционирования кремния в губках и концентрации кремниевой кислоты: современные и керновые исследования биогенного опала. Геохим. Космохим. Акта 81, 1–12. doi: 10.1016/j.gca.2011.12.010

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Hestetun, JT, Fourt, M., Vacelet, J., Boury-Esnault, N., and Rapp, H.T. (2015). Cladorhizidae ( Porifera, Demospongiae, Poecilosclerida ) глубоководных районов Атлантического океана, собранных во время круизов Ифремера, с биогеографическим обзором атлантических видов. J. Mar. Biol. доц. Великобритания 95, 1311–1342. doi: 10.1017/S0025315413001100

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Хупер, Дж. Н. А., и Леви, К. (1994). «Биогеография индо-западно-тихоокеанских губок: microcionidae, raspailiidae, axinellidaem», в Sponges in Time and Space , eds RWM Van Soest, TMG Van Kempen и JC Braekman (Rotterdam: Balkema), 191–212.

Хупер, Дж. Н. А., и Ван Соест, Р. В. М. (ред.). (2002). Systema Porifera: Руководство по классификации губок. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Kluwer Academic/Plenum Publishers.

Google Scholar

Хауэлл К.-Л., Пьешо Н., Дауни А.-Л. и Кенни А. (2016). Распределение скоплений глубоководных губок в Северной Атлантике и последствия для их эффективного пространственного управления. Deep Sea Res. Я океаногр. Рез. Пап. 115 (Прил. С), 309–320. doi: 10.1016/j.dsr.2016.07.005

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Хуанг З., Брук Б. и Ли Дж. (2011). Эффективность прогностических моделей в морской бентической среде на основе прогнозов распределения губок на континентальном шельфе Австралии. Экол. Поставить в известность. 6, 205–216. doi: 10.1016/j.ecoinf.2011.01.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Jørgensen, CB (1944). О спикулообразовании Spongilla lacustris (L.): Зависимость спикулообразования от содержания растворенной и твердой кремниевой кислоты в среде . Копенгаген: Э. Мунксгаард (Бьянко Лунос Богтриккери).

Джаггинс, С. (2013). Количественные реконструкции в палеолимнологии: новая парадигма или больная наука? Кв. науч. Ред. 64, 20–32. doi: 10.1016/j.quascirev.2012.12.014

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Киддер Д.Л. и Томеску И. (2016). Биогенный кремень и ордовикский цикл кремнезема. Палеогеогр. Палеоклимат. Палеоэколь. 458, 29–38. doi: 10.1016/j.palaeo.2015.10.013

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Google Scholar

Клитгаард А.Б. и Тендал О.С. (2004). Распространение и видовой состав массовых скоплений крупных губок в северо-восточной Атлантике. Прог. океаногр. 61, 57–98. doi: 10. 1016/j.pocean.2004.06.002

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Крац Т.К., Фрост Т.М., Элиас Дж.Э. и Кук Р.Б. (1991). Реконструкция регионального 12000-летнего упадка кремнезема в озерах с помощью ископаемых спикул губок. Лимнол. океаногр. 36, 1244–1249. doi: 10.4319/lo.1991.36.6.1244

CrossRef Full Text | Google Scholar

Лейс С.П., Уилсон К., Холетон К., Рейсвиг Х.М., Остин У.К. и Танниклифф В. (2004). Закономерности распространения стеклянной губки (Porifera, Hexactinellida) в прибрежных водах Британской Колумбии, Канада. Мар. Экол. прог. сер. 283, 133–149. doi: 10.3354/meps283133

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Лав, Г. Д., Грожан, Э., Сталвис, К., Фике, Д. А., Гротцингер, Дж. П., Брэдли, А. С., и др. (2009 г.). Ископаемые стероиды фиксируют появление демоспонгиев в криогенный период. Природа 457, 718–721. doi: 10.1038/nature07673

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Литл, Д. Э., и Валь, Э.Р. (2005). Реконструкции палеоокружающей среды с использованием современной аналоговой техники: влияние размера выборки и правил принятия решений. Голоцен 15, 554–566. doi: 10.1191/0959683605hl830rp

Полный текст CrossRef | Академия Google

Мальдонадо, М. (2009). Эмбриональное развитие демогубок-веронгид поддерживает независимое приобретение скелетов спонгинов в качестве альтернативы кремнистому скелету губок. Биол. Дж. Линн. соц. 97, 427–447. doi: 10.1111/j.1095-8312.2009.01202.x

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Мальдонадо, М. (2014). «Metazoans», в «Древо жизни». Систематика и эволюция живых организмов , редакторы В. Пабло и Р. Зардоя (Сандерленд, Массачусетс: Синауэр), 182–205.

Мальдонадо, М., Агилар, Р., Баннистер, Р. Дж., Белл, Дж. Дж., Конвей, К. В., Дейтон, П. К., и др. (2015а). «Губковые угодья как ключевые морские среды обитания: синтетический обзор типов, структуры, функциональных ролей и проблем сохранения», в Лесах морских животных: экология бентических биоразнообразия , под редакцией С. Росси, Л. Браманти, А. Гори и К. Орехас Сако дель Валье (Cham: Springer International Publishing), 1–39.

Google Scholar

Мальдонадо М., Агилар Р., Бланко Дж., Гарсия С., Серрано А. и Пунсон А. (2015b). Агрегированные скопления литистидных губок: уникальная рифоподобная батиальная среда обитания с соответствующими палеонтологическими связями. PLoS ONE 10:e0125378. doi: 10.1371/journal.pone.0125378

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Maldonado, M., Carmona, M.C., Uriz, M.J., and Cruzado, A. (1999). Сокращение мезозойских рифообразующих губок объясняется дефицитом кремния. Природа 401, 785–788. doi: 10.1038/44560

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мальдонадо М., Кармона М. К., Веласкес З., Пуч А., Крузадо А., Лопес А. и др. (2005). Кремнистые губки как поглотитель кремния: упускаемый из виду аспект бентопелагического взаимодействия в морском цикле кремния. Лимнол. океаногр. 50, 799–809. doi: 10.4319/lo.2005.50.3.0799

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Мальдонадо М., Наварро Л., Граса А., Гонсалес А. и Вакерисо И. (2011). Поглощение кремния губками: поворот к пониманию круговорота питательных веществ на континентальных окраинах. науч. Респ. 1:30. doi: 10.1038/srep00030

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Мальдонадо М., Рисго А., Буччи А. и Цлерб К. Р. (2010). Пересмотр баланса кремния на тропическом континентальном шельфе: постоянные запасы кремнезема в губках превосходят запасы диатомовых водорослей. Лимнол. океаногр. 55, 2001–2010 гг. doi: 10.4319/lo.2010.55.5.2001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мальдонадо, М., и Янг, К.М. (1998). Пределы батиметрического распределения ороговевших губок: полевые испытания в глубокой воде. Мар. Экол. прог. сер. 174, 123–139. doi: 10.3354/meps174123

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Малива, Р. Г., Нолл, А. Х., и Сивер, Р. (1989). Вековые изменения в распределении кремней: отражение эволюции биологического участия в круговороте кремнезема. Палеос 4, 519–532. doi: 10.2307/3514743

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Маррон А. О., Рэтклифф С., Уиллер Г. Л., Гольдштейн Р. Э., Кинг Н., Нот Ф. и др. (2016). Эволюция транспорта кремния у эукариот. Мол. биол. Эвол . 33, 3226–3248. doi: 10.1093/molbev/msw209

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Меркурио М., Коррьеро Г., Скалера Лиачи Л. и Гайно Э. (2000). Вариации содержания кремнезема и размеров спикул у Pellina semitubulosa ( Porifera: Demospongiae ). Мар. Биол. 137, 87–92. doi: 10.1007/s002270000336

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Морроу, К., и Карденас, П. (2015). Предложение по пересмотренной классификации Demospongiae (Porifera). Фронт. Зоол . 12:7. doi: 10. 1186/s12983-015-0099-8

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Мюллер, У. Э. Г., Краско, А., Ле Пеннек, Г., и Шредер, Х. К. (2003). Биохимия и клеточная биология образования кремнезема у губок. Микроск. Рез. Тех. 62, 368–377. doi: 10.1002/jemt.10402

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Павлик Дж. Р., МакМюррей С. Э., Эрвин П. и Зеа С. (2015). Нет доказательств ограниченности пищи карибских рифовых губок: ответ на slattery и более мелкие. Мар. Экол. прог. сер. 527, 281–284. doi: 10.3354/meps11308

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Писера, А. (1997). Верхнеюрские кремнистые губки швабского Альба: таксономия и палеоэкология. Палеонтология Пол. 57, 1–216.

Писера, А. (2006). Палеонтология губок — обзор. Кан. Дж. Зул. 84, 242–261. doi: 10.1139/z05-169

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Писера А. и Леви К. (2002). «Liithistid’ Demospongiae», в Systema Porifera. Руководство по классификации губок , редакторы JNA Hooper и RWM Van Soest (Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Kluwer Academic/Plenum Publishers), 299–301.

Google Scholar

Пшеславски, Р., Альварес, Б., Баттерсхилл, К., и Смит, Т. (2014). Биоразнообразие губок и экология возвышенности Ван-Димен и восточной части залива Джозефа Бонапарта, северная Австралия. Hydrobiologia 730, 1–16. doi: 10.1007/s10750-013-1799-8

CrossRef Full Text | Google Scholar

Пшеславски Р., Альварес Б., Кул Дж., Бридж Т., Кейли Дж. и Николс С. (2015). Влияние моделей биоразнообразия губок на управление морским заповедником в северной Австралии. PLoS ONE 10:e0141813. doi: 10.1371/journal.pone.0141813

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Przeslawski, R., Daniell, J., Anderson, T., Barrie, J. V., Heap, A., Hughes, M., et al. (2011). Места обитания на морском дне и опасности залива Жозефа Бонапарта и Тиморского моря, Северная Австралия . Geoscience Australia, Record 2011/40, 69.

Google Scholar

Racca, JMJ, Racca, R., Pienitz, R., and Prairie, YT (2007). PaleoNet: новое программное обеспечение для построения, оценки и применения передаточных функций на основе нейронных сетей в палеоэкологии. Дж. Палеолимнол. 38, 467–472. doi: 10.1007/s10933-006-9082-x

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Raff, A.R., Marshall, C.R., and Turbeville, J.M. (1994). Использование последовательностей ДНК для раскрытия кембрийского излучения типов животных. год. Преподобный Экол. Сист. 25, 351–375. doi: 10.1146/annurev.es.25.110194.002031

CrossRef Full Text | Google Scholar

Рапп Х.Т., Януссен Д. и Тендал О.С. (2011). Известковые губки из абиссальных и батиальных глубин моря Уэдделла, Антарктида. Глубоководная служба спасения. II Топ. Стад. океаногр. 58, 58–67. doi: 10.1016/j.dsr2.2010.05.022

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Рейнке, Т., и Бартель, Д. (1997). Кинетика поглощения кремнезема Halichondria panicea в Кильской бухте. Мар. Биол. 129, 591–593. doi: 10.1007/s002270050200

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Риттербуш, К. А., Ботджер, Д. Дж., Корсетти, Ф. А., и Росас, С. (2014). Новые данные о роли кремнистых губок в экологии и развитии осадочных фаций восточной панталасса после триасово-юрского массового вымирания. Палеос 29, 652–668. doi: 10.2110/palo.2013.121

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Риттербуш, К. А., Росас, С., Корсетти, Ф. А., Ботджер, Д. Дж., и Уэст, А. Дж. (2015). Андские губки обнаруживают долгосрочные сдвиги бентосной экосистемы после массового вымирания в конце триаса. Палеогеогр. Палеоклимат. Палеоэколь. 420, 193–209. doi: 10.1016/j.palaeo.2014.12.002

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рютцлер К. и Смит К. П. (1993). Род Terpios и новые виды в комплексе « Lobiceps» . науч. 90 016 марта 57, 381–393.

Google Scholar

Сармьенто, Дж. Л., и Грубер, Н. (2006). Биогеохимическая динамика океана. Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета.

Google Scholar

Schönberg, CHL, and Barthel, D. (1997). Неорганический скелет демогубки Halichondria panicea . сезонность производства спикул в Балтийском море. Мар. Биол. 130, 133–140. doi: 10.1007/s002270050232

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Шредер Х.К., Перович-Оттштадт С., Ротенбергер М., Винс М., Швертнер Х., Батель Р. и др. (2004). Транспорт кремнезема в демогубке Suberites domuncula : эмиссионный флуоресцентный анализ с использованием зонда PDMPO и клонирование потенциального переносчика. Биохим. J. 381 (часть 3), 665–673. doi: 10.1042/BJ20040463

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Сивер, Р. (1991). «Кремнезем в океанах: биолого-геохимическое взаимодействие», в Ученые на Гайе. Доклады, представленные на ежегодной конференции Чепмена Американского геофизического союза в марте 1988 г. , редакторы С. Х. Шнайдер и Дж. Б. Пенелопа (Кембридж, Массачусетс: MIT Press), 287–295.

Синка, К.Дж., и Аткинсон, Т.С. (1999). Метод взаимного климатического диапазона для реконструкции палеоклимата по растительным остаткам. Дж. Геол. соц. Лонд. 156, 381–396. doi: 10.1144/gsjgs.156.2.0381

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Google Scholar

Слэттери М. и Лессер М. П. (2015). Трофическая экология губок от мелких до мезофотических глубин (от 3 до 150 м): комментарий к Pawlik et al. (2015). Мар. Экол. прог. сер. 527, 275–279. doi: 10.3354/meps11307

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Spalding, MD, Fox, H.E., Allen, G.R., Davidson, N., Ferdaña, Z.A., Finlayson, M., et al. (2007). Морские экорегионы мира: биорайонирование прибрежных и шельфовых районов. Биологические науки 57, 573–583. doi: 10.1641/B570707

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Stone, AR (1970). Сезонные изменения размера спикул у hymeniacidon perleve. J. Mar. Biol. доц. Великобритания 50, 343–348. doi: 10.1017/S0025315400004562

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Телфорд, Р. Дж., и Биркс, Х. Дж. Б. (2005). Секретное предположение передаточных функций: проблемы с пространственной автокорреляцией при оценке производительности модели. К. Наук. Ред. 24, 2173–2179. doi: 10.1016/j.quascirev.2005.05.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Уриз, М. Дж., Турон, X., Бесерро, М., и Агелл, Г. (2003). Кремнистые спикулы и каркасы скелета губок: происхождение, разнообразие, ультраструктурные закономерности и биологические функции. Микроск. Рез. Тех. 62, 279–299. doi: 10.1002/jemt.10395

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Vacelet, J. (1988). Indications de deeperur données par les Spongiaires dans les milieux benthiques actuels. Géologie Méditerranéenne 15, 13–26.

Google Scholar

Валисано Л. , Поццолини М., Джовине М. и Серрано К. (2012). Отложение биокремнезема в морской губке Petrosia ficiformis (Poiret, 1789): модель примморфов выявляет зависимость спикулогенеза от времени. Гидробиология 687, 259–273. doi: 10.1007/s10750-011-0987-7

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Van Soest, RWM (1994). «Схемы распространения Demosponge», в S ponges in Time and Space , редакторы RWM Van Soest, TMG Van Kempen и JC Braekman (Роттердам: Balkema), 213–223.

Google Scholar

Van Soest, R.W.M., Boury-Esnault, N., Hooper, J., Rützler, K., de Voogd, N.J., Alvarez, B., et al. (2017). Всемирная база данных Porifera . Доступно в Интернете по адресу: http://www.marinespecies.org/porifera. Последняя консультация (по состоянию на 23 марта 2017 г.).

Van Soest, R.W.M., Boury-Esnault, N., Vacelet, J., Dohrmann, M., Erpenbeck, D., De Voogd, N.J., et al. (2012). Глобальное разнообразие губок (Porifera). PLoS ONE 7:e35105. doi: 10. 1371/journal.pone.0035105

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Wang X., Schloßmacher U., Wiens M., Batel R., Schröder HC и Müller WEG (2012a). Силикатеины, силикатеиновые интеракторы и клеточное взаимодействие в скелетогенезе губок: образование спикул, подобных стекловолокну. FEBS J. 279, 1721–1736. doi: 10.1111/j.1742-4658.2012.08533.x

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Wang, X., Schroder, H.C., Wang, K., Kaandorp, J.A., and Muller, W.E.G. (2012b). Генетические, биологические и структурные иерархии при формировании спикул губок: от мягких золь-гелей до твердых трехмерных композитных структур из кремнезема. Мягкая материя 8, 9501–9518. doi: 10.1039/c2sm25889g

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wang, X., Wiens, M., Schröder, H.C., Jochum, K.P., Schloßmacher, U., Götz, H., et al. (2011а). Окружной рост спикул за счет перицеллюлярного отложения кремнезема у гексактинеллидной губки Monorhaphis chuni. Дж. Эксп. биол. 214, 2047–2056. doi: 10.1242/jeb.056275

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Wang X., Wiens M., Schröder H.C., Schloßmacher U., Pisignano D., Jochum K.P. и др. (2011б). Эвагинация клеток контролирует образование и созревание биокремнезема во время образования спикул у губок. PLoS ONE 6:e20523. doi: 10.1371/journal.pone.0020523

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Уитни Ф., Конвей К., Томсон Р., Барри В., Крауттер М. и Мунгов Г. (2005). Океанографическая среда обитания губчатых рифов на континентальном шельфе Западной Канады. Прод. Полка Рез. 25, 211–226. doi: 10.1016/j.csr.2004.09.003

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Вилле М., Саттон Дж., Эллвуд М. Дж., Сэмбридж М., Махер В., Эггинс С. и др. (2010). Фракционирование изотопов кремния в морских губках: новая модель для понимания вариаций изотопов кремния в губках. Планета Земля. науч. лат. 292, 281–289. doi: 10.1016/j.epsl.2010.01.036

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Сяо С., Ху Дж., Юань X., Петрушка Р. Л. и Цао Р. (2005). Сочлененные губки из формации хетанг нижнего кембрия на юге Аньхоя, Южный Китай: их возраст и значение для ранней эволюции губок. Палеогеогр. Палеоклимат. Палеоэколь. 220, 89–117. doi: 10.1016/j.palaeo.2002.02.001

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Yin, Z., Zhu, M., Davidson, E.H., Bottjer, D.J., Zhao, F., and Tafforeau, P. (2015). Окаменелость тела губчатого типа с клеточным разрешением, датируемая 60 млн лет до кембрия. Проц. Натл. акад. науч. США 112, E1453–E1460. doi: 10.1073/pnas.1414577112

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Юрасовски, К., и Расмонт, Р. (1984). Дифференцировка склероцитов у пресноводных губок, выращенных на среде с низким содержанием кремнезема. Дифференциация 25, 5–9. doi: 10.1111/j.1432-0436. 1984.tb01330.x

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Зеа, С. (1987). Esponjas del Caribe Colombiano. Bogota: Editorial Catálogo Científico, 285.

Google Scholar

Масштабируемые, высокостабильные фотоаноды металл-изолятор-полупроводник на основе кремния для окисления воды, изготовленные с использованием тонкопленочных реакций и электроосаждения

Введение

Фотоэлектрохимическое (PEC) расщепление воды представляет собой многообещающую технологию преобразования солнечной энергии в чистую и хранимую химическую энергию. В ячейках PEC полупроводники играют ключевую роль в поглощении фотонов от источника света для создания мобильных носителей заряда. Для высокопроизводительных ячеек PEC были изучены различные полупроводниковые материалы, в том числе оксиды металлов ^1,2,3,4, нитриды ^5,6, Si ^{7,8,9,10,11,12,13, 14,15,16,17} , составные полупроводниковые материалы III–V ^18,19,20 и др. ^21,22 . Среди них фотоэлектроды на основе кремния вызвали значительный интерес из-за умеренной ширины запрещенной зоны кремния (1,12 эВ), высокой подвижности заряда и длины диффузии, а также хорошо зарекомендовавшей себя технологической инфраструктуры ²³ . Однако фотоаноды на основе кремния для реакции выделения кислорода (OER) остаются сложными в разработке из-за сложного механизма четырехэлектронной реакции, который требует большого перенапряжения и плохой химической стабильности в щелочных растворах. Для улучшения характеристик OER фотоанодов на основе кремния в фотоанодах на основе кремния широко используются структуры металл-изолятор-полупроводник (МДП) из-за их высокой эффективности и улучшенной стабильности ^{9,10,11,14,15,16} . Эффективный металлический катализатор на поверхности улучшает кинетику реакции фотоанодов, снижая перенапряжение для OER ^17,24,25,26 . Коррозия Si в водных электролитах подавляется в МДП фотоэлектродных структурах за счет защиты поверхности Si тонкими слоями изоляторов, таких как TiO ₂ ^13,27,28, NiO _X ^9,11,12, SrTiO ₃ ⁸, SiN _X ²⁹ и SiO _X ^{9,10,11,14,15,16} .

Для МДП-фотоанода на основе кремния неосновные носители генерируются за счет освещения полупроводника и, как правило, извлекаются в металлический слой путем туннелирования через изолятор, как показано на рис. 1a. Плотность туннельного тока экспоненциально уменьшается с увеличением толщины слоя изолятора, поэтому, за некоторыми исключениями ¹⁰ , для эффективных МДП-фотоанодов необходимы сверхтонкие изоляторы толщиной менее 5 нм ³⁰ . Однако также сообщалось, что фотоэлектроды МДП с тонкими защитными изолирующими слоями могут быть подвержены коррозии полупроводника в щелочных растворах, поэтому для долговременной стабильности в щелочных растворах требуется толщина изоляционного слоя более 50 нм ^31,32 . Из-за этого компромисса между эффективностью и стабильностью оптимизация толщины изолирующего слоя является ключом к характеристикам OER фотоанодов MIS.

Рис. 1: Схема фотоанодов металл-изолятор-полупроводник.
a Схематическое изображение традиционного подхода к переносу фотогенерированных носителей посредством туннелирования через тонкий электроизолирующий слой в фотоэлектроде МДП. b Схематическое изображение локализованных металлических путей проводимости через толстый электроизоляционный слой, позволяющее использовать очень толстые изоляторы, обеспечивающие высокую стабильность в фотоэлектроде МДП. c Схематическое изображение хорошо масштабируемого нелитографического процесса изготовления для реализации структуры, показанной на б .
Изображение с полным размером
Наша предыдущая работа продемонстрировала новый подход к увеличению эффективной проводимости толстого изолирующего слоя в фотоэлектродах МДП путем электрического индуцирования локализованного диэлектрического пробоя изолирующей области под островками металлического катализатора ¹⁰ . Поскольку в результате пробоя образуются локальные проводящие дорожки через толстый оксидный слой, фотогенерированные неосновные носители легко переносятся по проводящим путям, а не туннелированием. При использовании этого подхода наблюдались улучшенные фототоки с хорошей долговременной стабильностью благодаря толстым изолирующим слоям. Однако этот метод требует сложных и трудоемких технологических приемов для формирования путей локализованного пробоя, а также литографического формирования верхнего металлического слоя. Недавно Логет и соавт. ¹¹ и Чжао и др. ¹² сообщается об осаждении никелевых катализаторов для металлического слоя фотоанодов МДП с использованием электроосаждения и химического осаждения соответственно. Эти методы позволили получить четко определенное осаждение никеля на фотоаноде МИС и обеспечить эффективную работу OER без использования сложных литографических методов. Однако стабильность в водных растворах с высоким pH была ограничена 40 ч или значительно меньше, возможно, из-за отсутствия изолирующего защитного слоя достаточного качества и толщины.
Здесь мы демонстрируем недорогой и хорошо масштабируемый метод производства высокоэффективных и очень стабильных фотоанодов МДП на основе кремния путем использования тонкопленочной реакции алюминия через изолирующий оксидный слой с последующим электроосаждением никеля, и не требующий каких-либо литографический рисунок. Тонкопленочная реакция Al с SiO ₂ или Si, приводящая к локальному проникновению «шипов» Al в нижележащий материал, широко изучалась, поскольку она может вызвать короткое замыкание в кремниевых структурах pn-перехода с металлизацией контактов Al. . Всплеск Al также может происходить через изолирующий SiO ₂ и использовался для формирования омических контактов через оксидный пассивирующий слой на Si ^33,34 . В МДП-структуре фотоэлектрода с алюминием в качестве металлического слоя отжиг структуры Al/SiO ₂ /Si при температуре выше 300 °C вызывает проникновение алюминия в нижележащий SiO ₂ и вызывает образование локализованных металлических пиков в МДП-структуре. . Как показано на рис. 1b, каждый металлический шип обеспечивает локальный проводящий путь через толстый слой SiO ₂. Типичная плотность шипов составляет ~10 ⁸ –10 ⁹ см ⁻² , что позволяет очень эффективно собирать фотогенерированные носители. Окружающие области оксида остаются электроизолирующими и сохраняют свою защитную функцию. В данной работе после образования локальных всплесков Al через слой SiO ₂ происходит травление Al и его замена путем электроосаждения на Ni, который служит катализатором OER. В процессе электроосаждения Ni покрывает открытую поверхность Si, что приводит к росту диспергированных наноостровков Ni на SiO ₂ поверхности в соответствующих местах. Оставшийся открытый толстый SiO ₂ и электроосажденный Ni обладают превосходной коррозионной стойкостью в щелочных водных растворах. Этот процесс приводит к формированию фотоанодов MIS на основе Si с высокой эффективностью, хорошей долговременной стабильностью, низкой стоимостью и высокой технологичностью без использования каких-либо сложных и дорогостоящих методов литографического моделирования.
Результаты и обсуждение
Реакция тонкой пленки алюминия на фотоаноде МДП на основе кремния
На рисунке 1c показан процесс изготовления кремниевого МДП-фотоанода с использованием тонкопленочной реакции Al/SiO ₂ для формирования локализованных пиков алюминия. Как схематично показано на рис. 1b, для обеспечения долговременной стабильности фотоанода слои SiO ₂ толщиной 90 нм были сформированы путем термического окисления, которые служат изолятором МДП-структуры ³¹ . Слой SiO ₂ толщиной 90 нм также обеспечивает низкую оптическую отражательную способность поверхности в воде в диапазоне длин волн 400–900 нм (дополнительный рисунок 1). Для формирования локализованных путей Al через SiO ₂ изолирующий слой, 100 нм Al был нанесен методом напыления постоянным током с последующим отжигом. В процессе отжига Al локально проникает через слой SiO ₂ и контактирует с подложкой Si. Поскольку эта тонкопленочная реакция с вкраплениями Al происходит в локализованных областях по всей поверхности, внутри структуры Al/SiO ₂ /Si формируется множество локализованных контактов между металлическим и полупроводниковым слоями. Однако, поскольку алюминиевая пленка легко подвергается коррозии в растворе, она не подходит для металлического слоя фотоанода МДП. Поэтому Al был заменен Ni, который показывает хорошую стабильность и действует как катализатор OER. Слой Al был сначала протравлен травителем Al, оставив открытым непрореагировавший SiO 9 .0202 2 и поверхность Si, лежащую под областями, где происходила реакция выброса Al. После травления Al на полученную поверхность методом электроосаждения наносили Ni. Во время этого процесса Ni сначала заполняет открытые области Si, поскольку на открытой поверхности Si присутствуют более высокие электрические поля, а затем образует наноостровки Ni. В результате фотоанод Ni/SiO ₂ /Si MIS с локализованными проводящими путями Ni через оксид может быть изготовлен с использованием тонкопленочной реакции Al с последующим травлением и электроосаждением Ni.
Для оптимизации тонкопленочной реакции алюминия и процесса внесения добавок была приготовлена серия образцов Al/SiO ₂ /Si/SiO ₂ /Al путем выращивания SiO ₂ и осаждения алюминия на обеих сторонах подложек из кремния. , а их последовательное сопротивление сверху вниз (сопротивление сверху вниз) измерялось до и после различных процессов отжига (рис. 2а и дополнительный рис. 2). Сообщалось, что в структуре Al/SiO ₂ /Si Al восстанавливает базовый SiO ₂ и проникает в слой кремния во время отжига, явление, называемое пиками Al ^33,34,35 . Формирование всплесков алюминия требует около 2,56 эВ энергии активации для процесса восстановления SiO ₂ и может происходить при температуре выше 300 °C ³⁵ . Изменения сопротивления верх-низ были измерены при температурах отжига 450–600 °C и продолжительности 0–24 ч, как показано на рис. 2а. Перед процессом отжига сопротивление верха и низа сплава Al/SiO ₂ /Si/SiO ₂ /Al подложки были относительно высокими (20–30 Ом см ² ) из-за толстых изолирующих слоев SiO ₂. В заштрихованной красным области на рис. 2а высокое сопротивление сохранялось в течение первых нескольких часов при всех температурах отжига. Однако с увеличением температуры и продолжительности отжига произошел резкий переход сопротивления до ~10% от исходного значения (зеленая область на рис. 2а). После этого перехода сопротивление достигает ~0,5% от своего начального значения (синяя область на рис. 2а) при более длительном времени отжига и/или более высокой температуре отжига. В процессе отжига Al локально проникает через SiO ₂ слоев и достигает нижележащей подложки Si, образуя металлический путь и омический контакт между слоями Al и Si, как показано на рис. 2b. Формирование этих структур вызывает резкое падение сопротивления верх-низ в точках перехода. До процесса отжига слой Al имеет однородную морфологию на поверхности (рис. 2c). После отжига структуры Al/SiO ₂ /Si при 550 °C в течение 24 ч на поверхности наблюдались локализованные пики Al (рис. 2г). После травления слоя Al из Al/SiO ₂ /Si подложка, SiO ₂ /Si Поверхности до и после процесса отжига были снова охарактеризованы с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) в плане. Без какого-либо отжига наблюдалась однородная поверхность SiO ₂ после удаления слоя Al. После отжига и последующего травления Al на протравленной алюминием поверхности SiO ₂ /Si с ~1,7 % покрытия поверхности области пустот и с диаметром пустот от 10 до 130 нм, что соответствует поверхностной плотности пустот ~2–8 × 10 ⁸ /см ² для температур отжига 450–600 °C (дополнительный рис. 3). Плотность и распределение пустот по размерам, по-видимому, не сильно зависят от температуры или продолжительности отжига (дополнительный рисунок 3). АСМ-изображение поверхностей SiO ₂ /Si после отжига и травления Al подтвердило, что шипы Al полностью проникли через слой SiO ₂, но не проникли в нижележащий слой Si, и что области между шипами остались очень близкими к их первоначальной толщине. , но с немного повышенной шероховатостью поверхности (дополнительный рис. 6). Соответствующее среднее расстояние между соседними пустотами значительно меньше типичной длины диффузии неосновных носителей в c-Si, что позволяет эффективно собирать фотогенерированные дырки во время работы фотоанода. Это естественное следствие природы реакции введения Al в термически выращенный SiO 9 .0202 2 , и позволяет реализовать желаемое пространственное распределение токопроводящих путей к слоям металлического катализатора без преднамеренного литографического рисунка.
Рис. 2: Изменения сопротивления после добавления Al.
a Электрическое сопротивление структуры Al/SiO ₂ /Si/SiO ₂ /Al в зависимости от температуры и продолжительности отжига. b Схематическое изображение эволюции структуры образца при отжиге для индукции тонкопленочной реакции между Al и SiO ₂ для формирования алюминиевых «шипов», проникающих в слои SiO ₂. c , d Электронные микрофотографии поверхности SiO ₂ до и после отжига. e Электронные микрофотографии поверхности SiO ₂ до отжига и после 24-часового отжига при температурах 450–600 °С.
Изображение полного размера
Электроосаждение никелевого катализатора
Для МДП-фотоанодов слой металлического катализатора необходим для повышения общей скорости реакции, снижения начального напряжения и увеличения плотности тока. Ni часто используется в качестве катализатора OER из-за его хорошей электропроводности, эффективного каталитического эффекта и коррозионной стойкости при высоком pH 9.0014 11 . В этом исследовании Ni был включен в качестве катализатора для фотоанода с помощью электроосаждения после образования локализованных пустот в защитном слое SiO ₂ в результате реакции с тонкой пленкой Al и травления (дополнительный рисунок 4). Используя этот подход, можно легко использовать другие каталитические материалы. Морфологию никеля, нанесенного на поверхность, можно контролировать, изменяя приложенное смещение и время осаждения для электроосаждения. Когда на подложку подается отрицательное смещение, осаждение Ni начинается с заполнения пустот в SiO ₂, так как самые высокие электрические поля присутствуют на границе между водным раствором и экспонированной поверхностью Si. Ni зарождается в этих местах и в конечном итоге образует более крупные островки на поверхности. На рис. 3a–c показаны СЭМ-изображения Ni, электроосажденного на поверхность SiO ₂ /Si, для различных условий электроосаждения. Когда применялось низкое смещение электроосаждения (-0,5 В), на поверхности наблюдались наноостровки Ni, и их количество и размер увеличивались с увеличением приложенного смещения и времени электроосаждения. На рис. 3d показана прямоугольная диаграмма диаметров наноостровков никеля после 80 мин электроосаждения при приложенных напряжениях смещения –0,5, –1,0 и –2,0 В. Средний диаметр наноостровков никеля увеличился с от 0,26 до 0,83 мкм при увеличении приложенного смещения от -0,5 до -2,0 В. Кроме того, более широкое распределение по диаметру наблюдалось для наноостровков Ni, осажденных при более отрицательном приложенном смещении. Рост и, в конечном итоге, слияние наноостровков никеля происходит с увеличением покрытия никелем. На рисунке 3e показано покрытие Ni на SiO 9.0202 2 в зависимости от времени электроосаждения. При приложенном смещении -0,5 В покрытие никелем увеличивалось очень медленно, не превышая 5% после 120 мин времени электроосаждения. Когда применялось более высокое смещение, наблюдалось более четкое увеличение покрытия Ni с увеличением времени электроосаждения, а через 120 мин было получено ~ 78% и ~ 100% покрытия Ni при -1,0 и -2,0 В соответственно. Как показано на рис. 3в, после 120 мин электроосаждения при -2,0 В агрегаты Ni образуют сплошную пленку Ni толщиной ~0,3 мкм, которая покрывает почти всю поверхность SiO ₂ слой. Сканирование поперечного сечения и измерения методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (ЭДС) подтвердили, что островки Ni проникли через слой SiO ₂ к нижележащей поверхности Si (дополнительный рисунок 5). Мы называем фотоаноды, изготовленные таким образом, с металлическими никелевыми катализаторами, проникающими в защитный слой SiO ₂ через пустоты, созданные процессами напыления алюминия и травления, как фотоаноды Ni/SiO ₂ /Si с шипами.
Рис. 3: Характеристика электроосаждения Ni.
a – c СЭМ-изображения никеля, электроосажденного в пустоты, созданные в слое SiO толщиной 90 нм ₂ на подложке Si n-типа посредством тонкопленочной реакции с алюминием, для напряжения смещения электроосаждения -0,5 ( a ), -1,0 ( b ) и -2,0 В ( c ) и для времени электроосаждения 40, 80 и 120 мин. Все шкалы на вставках имеют размер 2 мкм. d Распределение размеров наноостровков Ni на поверхности SiO ₂ /Si после 60 мин электроосаждения при приложенных напряжениях смещения –0,5, –1,0 и –2,0 В. e Покрытие Ni на поверхности SiO ₂ /Si в зависимости от времени электроосаждения при напряжениях смещения электроосаждения −0,5, −1,0 и −2,0 В.
Полноразмерное изображение SiO ₂ /Si фотоаноды
Характеристики ФЭП были измерены для фотоанодов Ni/SiO ₂ /Si, изготовленных с использованием различных процессов электроосаждения Ni в 1 M водном растворе KOH (pH = 14) со стандартной трехэлектродной системой в соответствии со стандартом AM1.5G 1солнечное освещение. На рисунке 4а показаны измерения вольтамперометрии с линейной разверткой (LSV) с прерванным освещением для Ni/SiO 9 .0202 2 /Si фотоаноды, изготовленные с использованием и без использования процесса реакции тонкопленочного алюминия. Оба фотоанода были изготовлены с одинаковым никелевым покрытием поверхности. Для игольчатых структур слой Ni был нанесен электроосаждением при приложенном смещении -2,0 В в течение 60 мин, что дало ~ 75% покрытия поверхности электроосажденным Ni. Для фотоанода, изготовленного без добавления Al, слой Ni был нанесен с использованием электронно-лучевого испарения с тем же 75%-ным покрытием, что и электроосажденный слой Ni, с использованием литографически заданного рисунка, состоящего из точек диаметром 60 мкм в квадратном массиве с шагом 60 мкм. Как показано на рис. 4а, Ni/SiO 9Фотоанод 0202 2 /Si без выбросов показал очень низкую плотность тока, менее 10 мкА/см ² . Эта плотность тока находится на пределе обнаружения нашей измерительной системы с ограничением шума, что указывает на минимальное туннелирование фотогенерированных зарядов через толстый слой SiO ₂. Явная активность OER наблюдалась при использовании структуры с шипами, которая показала низкий начальный потенциал 1,0 В по сравнению с обратимым водородным электродом (RHE) и высокую плотность тока насыщения 25 мА/см9. 0014 2 . Этот результат подтверждает, что игольчатая структура значительно улучшает характеристики фотоанода Ni/SiO ₂ /Si в водном растворе, обеспечивая проводящие пути через слой SiO ₂. Все результаты, представленные ниже, относятся к фотоанодным структурам Ni/SiO ₂ /Si, изготовленным с использованием тонкопленочного реакционного процесса Al.
Рис. 4: Характеристика ФЭП для фотоанодов Ni/90 нм SiO ₂ /n-Si.
a Кривые LSV, полученные в 1 M растворе KOH с рубленым освещением AM1.5G для Ni/90 нм SiO ₂ /n-Si фотоаноды с (синий) и без (красный) алюминиевыми пиками, включенными в процесс изготовления. b Кривые LSV для фотоанодов Ni/90 нм SiO ₂ /n-Si с электроосаждением Ni в течение 80 мин при приложенном смещении –0,5, –1,0 и –2,0 В. c 48-часовые тесты ХА-стабильности при -1,3 В по сравнению с RHE в 1 М растворах KOH для фотоанодов Ni/90 нм SiO ₂ /Si с электроосаждением никеля в течение 80 мин при смещении -1,0 и -2,0 В.
Полноразмерное изображение
На рисунке 4b показаны характеристики ФЭП фотоанодов Ni/SiO ₂ /Si с шипами для различных морфологий электроосажденного никеля на поверхности. Мы изготовили три игольчатых фотоанода Ni/SiO ₂ /Si с разными рецептами электроосаждения. Измеренные никелевые покрытия фотоанодов составили 3,9%, 34,4% и 80,2% в течение 80 минут электроосаждения Ni при приложенных смещениях -0,5, -1,0 и -2,0 В соответственно. Фотоанод Ni/SiO ₂ /Si с шипами и 3,9%-ным покрытием Ni показал плохие характеристики PEC из-за недостаточного покрытия Ni на поверхности. Самая высокая плотность фототока насыщения (27 мА/см ² ) наблюдали при покрытии 34,4% Ni, достигнутом электроосаждением Ni при смещении -1,0 В. Для пикового фотоанода Ni/SiO ₂ /Si с 80,2% никелевым покрытием наблюдалась более низкая плотность фототока насыщения (16 мА/см ² ) по сравнению с фотоанодом с 34,4% никелевым покрытием. блокирование падающего света слоем Ni. Однако наблюдалось увеличение начального потенциала OER с 1,1 до 0,9 В по сравнению с RHE при покрытии поверхности никелем 80,2% по сравнению с 34,4%. Этот результат указывает на то, что неудивительно, что каталитический эффект никеля улучшался с увеличением покрытия никелем, что приводило к более низкому начальному потенциалу. Однако чрезмерное покрытие никелем ограничивает поглощение света нижележащим поглотителем кремния, снижая плотность фототока.
Коррозионную стойкость игольчатых фотоанодов Ni/SiO ₂ /Si при высоких значениях pH оценивали с помощью хроноамперометрии (ХА). Как показано на рис. 4c, СА-тесты фотоанодов Ni/SiO ₂ /Si с различными электроосаждениями Ni при –1,0 и –2,0 В проводились в 1 M водном растворе KOH (pH = 14) при 1,3 В по сравнению с RHE для 48 ч. Благодаря слою SiO ₂ толщиной 90 нм и высокой коррозионной стойкости Ni для растворов с высоким pH оба фотоанода Ni/SiO ₂ /Si с шипами показали превосходную стабильность в течение всего времени измерения 48 ч (дополнительный рисунок 7). . Из-за более высокой скорости выделения газа для фотоанода с электроосаждением никеля при -2,0 В во время теста на стабильность наблюдалось больше флуктуаций плотности фототока. Небольшое снижение плотности фототока наблюдалось для обоих фотоанодов во время теста на стабильность, так как часть произведенного O ₂ пузырьки остаются прикрепленными к поверхности и подавляют реакцию OER. После сушки поверхности осушенным газом Ar и перехода на новый 1 M водный раствор KOH плотность фототока восстановилась до исходных значений, что свидетельствует об отсутствии химической коррозии на поверхности.
Численный анализ распределения потенциалов фотоанода
Эффекты локализованных контактов в фотоаноде Ni/SiO ₂ /Si также были проанализированы с помощью вычислений с использованием коммерческого численного решения COMSOL Multiphysics, чтобы помочь объяснить наблюдаемые благоприятные начальные потенциалы (рис. . 5 и дополнительный рис. 8). Были смоделированы три разные модели, состоящие из разных Ni/SiO ₂ /Si структуры с металлическими задними контактами (рис. 5а). Модели 1 и 2 были спроектированы как типичные МДП-структуры без металлических шипов с толщиной SiO ₂ 5 и 90 нм соответственно. Модель 3 имела структуру, аналогичную модели 2, но также включала цилиндрический металлический шип диаметром 60 нм и контакт Шоттки между Ni и Si в нижней части острия. На рисунке 5b, c показаны смоделированные зонные структуры и концентрации дырок для моделей 1, 2 и 3. Электрическое поведение моделей 1 и 2 легко объясняется моделью конденсатора МДП 9.0014 36 . Зонная структура типичного МДП-контакта с очень тонким изолирующим слоем почти подобна Шоттки, как показано на рис. 5b. Из-за высокой работы выхода Ni (5,0 эВ) и небольшой разности потенциалов на тонком слое SiO ₂ на поверхности Si наблюдается слабая поверхностная инверсия, и можно ожидать благоприятного начального потенциала. С увеличением толщины слоя SiO ₂ наблюдается еще более слабая инверсия поверхности с меньшим изгибом зон в слое Si. Поэтому на поверхности Si накапливается меньшая концентрация дырок для модели 2, которая имеет более толстый SiO ₂ слой, вызывающий снижение фотонапряжения ³⁶ . Как показано на рис. 5c, в модели 3 присутствуют два типа интерфейсов в зависимости от радиального расстояния (R) от области шипа: Si/Ni при R = 0 нм и Si/SiO ₂/Ni при R = 200 нм. Для R = 200 нм в модели 3 смоделированная зонная структура почти такая же, как и для модели 2. В случае R = 0 нм Ni находится в прямом контакте с Si с барьером Шоттки 0,67 эВ, что приводит к к более сильной поверхностной инверсии и более высокой локальной концентрации дырок на поверхности Si. На рисунке 5d показана смоделированная энергия края зоны проводимости ( E _C ) профиля в зависимости от радиального расстояния ( R ) от центра области шипа и глубины под поверхностью Si. Энергия края зоны проводимости Si уменьшается на ~0,5 эВ при увеличении R от 0 до 200 нм, так что более высокие концентрации дырок присутствуют в структурах Si/SiO ₂ /Ni в основном вблизи области пика. В МДП-фотоаноде с локализованной структурой шипа локализованная высокая концентрация дырок на поверхности Si достаточна, чтобы привести к улучшению фотонапряжения фотоанода по сравнению с тем, что ожидается для структур без пика.
Рис. 5: Моделирование, показывающее потенциальное распределение для различных моделей.
a Схематические иллюстрации геометрии трехмерного моделирования для фотоанодов МДП: Ni/5 нм SiO ₂ /n-Si без пика для модели 1, Ni/90 нм SiO ₂ /n-Si без пика для модели 2 , и Ni/90 нм SiO ₂ /n-Si с иглой диаметром 60 нм для модели 3. b Моделированные диаграммы энергии края зоны и концентрации дырок в области интерфейса для моделей 1 и 2. c Смоделированные энергетические диаграммы края зоны и концентрации дырок для модели 3 на радиальных расстояниях от центра пика, R , 0 и 200 нм. d Смоделированный профиль энергии края зоны проводимости ( E _C ) вблизи области выброса в модели 3.
Полноразмерное изображение -Si
Для дальнейшего улучшения потенциала фотоэлектрохимического начала мы включили p 9Переход 0014 + n-Si для игольчатого фотоанода Ni/SiO ₂ /Si. Сообщалось, что тонкое легирование p ⁺ на поверхности n-Si улучшает характеристики OER фотоанодов МДП из-за более высокой плотности дырок на поверхности Si ^36,37 . Легирование p ⁺ на поверхности было выполнено путем диффузии бора с ожидаемой глубиной перехода ~ 300 нм, поскольку ожидается, что глубина перехода более 1 мкм увеличит рекомбинацию интерфейса ³⁶ (дополнительный рисунок 9).). На рисунке 6a показаны измерения LSV с прерываемым освещением для фотоанодов Ni/SiO ₂ /Si, изготовленных с использованием подложек p ⁺ n-Si и n-Si с аналогичным покрытием поверхности никелем (~35%). Фотоанод Ni/SiO ₂ /p ⁺ n-Si с пиками показал улучшенные характеристики OER по сравнению с фотоанодом Ni/SiO ₂ /n-Si с более низким начальным потенциалом 0,7 В по сравнению с RHE и более высоким плотность тока насыщения 32 мА/см ² (дополнительный рисунок 10). Кроме того, как показано на рис. 6с, при СА-измерении пикового Ni/SiO 9 наблюдалась очень стабильная плотность фототока.0202 2 /p ⁺ n-Si фотоанод в 1 М водном растворе КОН при 1,3 В относительно ОВЭ, с постоянной плотностью фототока 21–22 А/см ² сохраняется в течение всего срока 7-дневной стабильности тест. Для расчета фарадеевской эффективности были измерены выделяющиеся газы H ₂ и O ₂ для пикового фотоанода Ni/SiO ₂ /p ⁺ n-Si при 1,23 В по сравнению с RHE. Скорости генерации газов H ₂ и O ₂ показали ожидаемое стехиометрическое соотношение (2:1). Расчетная фарадеевская эффективность началась с 72,7% и достигла насыщения около 86% через 20 минут, что указывает на хорошую стабильность для измерения в течение 120 минут (рис. 6b). Сообщалось, что насыщенная фарадеевская эффективность ~ 85% является типичным значением для OER из-за ограничивающих факторов, таких как обратная реакция растворенного кислорода ³⁸ , окисление никелевых катализаторов ³⁹ и окисление анионов легкого электролита ⁴⁰ .
Рис. 6: Характеристика и моделирование ФЭП для пикового фотоанода Ni/SiO ₂ /p ⁺ n-Si.
a Кривые LSV, полученные в 1 M растворе КОН с рубленым освещением AM1.5G для Ni/90 нм SiO ₂ /n-Si (красный) и Ni/90 нм SiO ₂ /p ⁺ n-Si (синие) фотоаноды. b Идеальная (пунктирные линии) и измеренная (сплошные линии и символы) эволюция H 9газы 0202 2 и O ₂ во время активности OER при 1,23 В по сравнению с RHE в течение 120 мин. Фарадеевский КПД рассчитывался для газовыделения O ₂. c 7-дневный тест на стабильность СА при -1,3 В по сравнению с RHE в 1 М растворе КОН. d Моделированные диаграммы зон и концентрации дырок для модели 4 для R = 0 нм и R = 200 нм. e Смоделированная концентрация дырок вблизи области шипа для моделей 3 и 4.
Полноразмерное изображение
Улучшение характеристик OER для фотоанода Ni/SiO ₂ /p ⁺ n-Si было проанализировано путем моделирования его зонной структуры для гауссовского акцепторного профиля легирования, соответствующего процессу диффузии бора с поверхности на переход глубина 300 нм, называемая моделью 4 (дополнительный рисунок 11). На рисунке 6d показаны смоделированные зонные структуры модели 4 с R = 0 нм и R = 200 нм. Шипованные ( R = 0 нм) и нешипованные ( R = 200 нм) в модели 4 показали почти одинаковые зонные структуры, поскольку p ⁺ -Si и Ni образуют омический контакт, а изгиб зон в Si преобладает за счет p ⁺ n перехода. Легирование p ⁺ на поверхности n-Si позволяет более высокой плотности дырок накапливаться на поверхности Si, как показано на рис. 6e, что приводит к улучшенному начальному потенциалу по сравнению с пиковым Ni/SiO ₂ /n-Si фотоанод.
Заключение
Таким образом, мы продемонстрировали общий метод недорогого, не требующего литографии и масштабируемого изготовления МДП-фотоанодов на основе кремния с использованием процесса реакции тонких алюминиевых пленок в сочетании с электроосаждением никелевого катализатора. Такой подход позволяет получить толстый SiO ₂ изолятор (90 нм), обеспечивающий просветление на Si и высокую долговременную стабильность в щелочных растворах. Оптимизация процесса реакции тонкой пленки Al для создания подходящей плотности отверстий в слое SiO ₂ и процесса электроосаждения Ni для достижения оптимального покрытия поверхности Ni приводит к благоприятным начальным потенциалам и высокой плотности фототока. Повышение производительности OER было проанализировано с помощью измерений PEC и численного моделирования с использованием контактных моделей MIS Schottky. В измерениях ФЭП оптимизированный фотоанод МДП на основе кремния с заглубленным p 9Переход 0014 + n-Si показал низкий начальный потенциал и высокую плотность фототока насыщения около 0,7 В по сравнению с RHE и 32 мА/см ² соответственно. Кроме того, высокая плотность фототока сохранялась в течение всего 7-дневного теста на стабильность в 1 М водном растворе КОН. Эти результаты демонстрируют недорогой, хорошо масштабируемый подход к изготовлению эффективных и очень стабильных фотоанодов, который подходит для крупномасштабного коммерческого производства и легко адаптируется к различным катализаторам, изоляторам и полупроводниковым материалам.
Методы
Изготовление Ni/SiO
₂ Фотоаноды /n-Si с локализованными шиповыми структурами
4-дюймовые пластины c-Si n-типа (100) (толщина t ~ 550 16 мкм и удельное сопротивление ρ=
5 0,3–0,5 Ом см) использовались для изготовления фотоанодов. Каждую пластину раскалывали на образцы ² размером 2 × 2 см и очищали раствором пираний (5:1:1 H ₂ O:H ₂ SO ₄ :H ₂ O _{3 _{2 _{). Очищенные Si-подложки погружали в 5%-ный водный раствор HF на 1 мин для удаления естественного оксида. Для тыльного контакта 5 нм Cr и 100 нм Au были нанесены на обратную сторону кремниевых подложек методом электронно-лучевого испарения. Высококачественный SiO 9Пленки 0202 2} были термически выращены на передней стороне каждой кремниевой пластины с использованием печи для окисления (печь MRL 8′, Sandvik Thermal Process Inc.) при 950°C в сухой среде O ₂. В данной работе все фотоаноды были изготовлены из слоев SiO ₂ толщиной 90 нм. Слой Al-Si с содержанием Si 1 % был нанесен на поверхность SiO ₂ /Si методом магнетронного распыления на постоянном токе (UNIVEX 450B) при базовом давлении 1 × 10 ⁻⁶ Торр. Использование Al, легированного Si, подавляет проникновение металлизации Al в слои Si. Для формирования локализованных пиков Al через SiO 9Слой 0202 2}, подложки Al/SiO ₂ /Si отжигали при температурах 450–600 °С и продолжительности до 24 ч в вакуумной камере. Чтобы заменить верхний алюминиевый слой никелевым катализатором, алюминий был протравлен 10% водным раствором H ₃ PO ₄ в течение 6 часов. После травления Al поверхность промывали деионизированной водой и сушили под потоком N ₂. Катализатор Ni наносили электроосаждением. Раствор для никелирования состоял из 0,1 М борной кислоты и 0,1 М NiCl 9 .0202 2} водный раствор. Во время электроосаждения только поверхность SiO ₂ /Si, с которой был вытравлен алюминий, подвергалась воздействию никелирующего раствора. Рабочий электрод был подключен к тыльному контакту, а платиновый противоэлектрод и электрод сравнения Ag/AgCl (3 M KCl) были погружены в раствор для никелирования. Электроосаждение Ni выполняли при различных приложенных напряжениях смещения (-0,5, -1,0 и -2,0 В по сравнению с Ag/AgCl) со временем осаждения в диапазоне от 0 до 120 мин. Полученный пиковый Ni/SiO ₂ /Si МДП-фотоаноды промывали деионизированной водой и сушили естественным образом в условиях окружающей среды.
Изготовление Ni/SiO
₂ /p ⁺ Фотоаноды n-Si
p ⁺ Легирование поверхности 4-дюймовых пластин c-Si n-типа (100) осуществлялось путем отжига подложек n-Si с твердотельным источником бора (BoronPlus ^TM) при 950 °C в течение 70 мин с расходом N ₂ 3,5 л/мин. Эти условия были разработаны для получения гауссового профиля диффузии бора с глубиной перехода 300 нм. Задний контакт 5nmCr/100nmAu, термически выращенный 9Слой SiO ₂ толщиной 0 нм и слой Al толщиной 100 нм были изготовлены с использованием тех же методов, что и для изготовления фотоанодов Ni/SiO ₂ /n-Si, как описано выше. После изготовления структуры Al/SiO ₂ /p ⁺ n-Si всплески Al индуцировали путем отжига при 550 °C в течение 24 ч в вакуумной камере с последующим травлением Al. Впоследствии было получено 35% покрытие Ni электроосаждением при -3,0 В против Ag/AgCl в течение 30 мин.
Измерения изменения сопротивления после добавления алюминия
Для оценки изменения сопротивления после отжига с добавлением Al были приготовлены двусторонние образцы Al/SiO ₂ /Si/SiO ₂ /Al MIS. Сначала были выращены слои SiO ₂ толщиной 20, 30, 40 и 90 нм с обеих сторон 2 × 2 см ² двусторонне полированных подложек Si n-типа с использованием печи термического окисления при 950 °C в сухом O ₂ окружающая среда. Затем на обе стороны полученных подложек SiO ₂ /Si/SiO ₂ с использованием магнетронного распыления на постоянном токе были нанесены пленки Al толщиной 100 нм. Чтобы вызвать локальное всплеск Al, Al/SiO 9Образцы 0202 2 /Si/SiO ₂ /Al подвергались отжигу при 450, 500, 550 и 650 °C при времени отжига от 0 до 24 ч. Для каждого рецепта отжига для измерений были приготовлены по три образца Al/SiO ₂ /Si/SiO ₂ /Al. До и после каждого процесса отжига верхний и нижний слои алюминия соединяли с анодом и катодом соответственно, и для оценки сопротивления между верхом и низом каждого образца выполняли вольтамперометрию с линейной разверткой (LSV).
Измерения ФЭП
Все измерения ФЭП выполнены на электрохимической рабочей станции CHI 760E (CH Instruments, Остин, США) со стандартной трехэлектродной электрохимической ячейкой, состоящей из Pt-проволоки в качестве противоэлектрода и электрода сравнения Ag/AgCl. Щелочной раствор (pH = 14) для характеристики OER состоял из 1 M водного раствора KOH (полупроводниковая чистота, Sigma-Aldrich, 99,99% следов металлов). Измеренные потенциалы относительно Ag/AgCl были преобразованы в потенциалы относительно обратимого водородного электрода (RHE) с использованием следующего уравнения:
$${E}_{{\rm{RHE}}}={E}_{{\rm{Ag}}/{\rm{AgCl}}}+0,197{\rm{V}}+0,059 \times {\rm{pH}}$$
(1)
Измерения LSV и хроноамперометрии (ХА) проводились для фотоанодов при освещении светом 100 мВт/см ² с использованием ксеноновой дуговой лампы (66475, Newport) с оптическим фильтром AM1. 5G для определения характеристик эффективности OER и испытаний на долговременную стабильность. Для оценки преобразования энергии фотоанода была рассчитана эффективность отношения фотонов к току (ABPE) приложенного смещения с использованием следующего уравнения 9.0014 41 :
$${\rm{ABPE}}=\frac{{P}_{{\rm{out}}}-{P}_{{\rm{in}}}}{{P } _ {{\ rm {свет}}}} \, = \ frac {{J} _ {{\ rm {ph}}} ({V} _ {{\ rm {окислительно-восстановительный потенциал}}} — {V} _ {{\rm{bias}}})}{{P}_{{\rm{свет}}}}\,$$
(2)
где В _{окислительно-восстановительный потенциал} – окислительно-восстановительный потенциал воды расщепление, В _{смещение} относится к разности потенциалов между рабочим и противоэлектродом, P _свет сила света, а Дж _ф — измеренная плотность фототока. Газовыделение H ₂ и O ₂ измеряли микродатчиками H ₂ и O ₂, подключенными к пикоамперметру (Unisense A/S, Дания), соответственно, в 1 М растворе КОН при 1,23 В относительно RHE. под подсветкой. Фарадеевская эффективность (FE) фотоанода была рассчитана с использованием следующего уравнения ⁴¹ :
,{\rm{evloution}}}{{\rm{Теоретическая}}\,{\rm{газ}}\,{\rm{эволюция}}}=\frac{{\rm{Измерено}}\,{ {\rm{O}}}_{2}\,{\rm{эволюция}}}{\left(\frac{{J}_{{\rm{photo}}}\times A\times T}{ e}/4\right)/{N}_{{\rm{A}}}}\times 100 \%$$
(2)
где Дж _фото – плотность фототока (А/см ² ), А – площадь освещения (см ² ), Т – время измерения (сек ), e — величина заряда электрона (1,602 × 10 ⁻¹⁹ C), а N _A — постоянная Авогадро (6,02 × 10 ²³ моль ^{^{−1 ).}}
Характеристика
Оптическая отражательная способность Ni/SiO 9Подложку 0202 2 /Si измеряли с использованием лабораторной платформы оптоэлектроники монохроматора с одной решеткой (OL 750). Морфологию поверхности и поперечного сечения образцов SiO ₂ с шипами и электроосажденного Ni охарактеризовали с помощью автоэмиссионной сканирующей электронной микроскопии (Zeiss, США). Элементы на поверхности анализировали с помощью энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (Bruker Quantax EDS for SEM). Для анализа морфологии поверхности поверхность сканировали в режиме постукивания с помощью атомно-силового микроскопа (АИСТ-НТ Омегаскоп). Для оценки электроосажденной поверхности никеля диаметры и поверхностные покрытия пустот и электроосажденных наноостровков никеля были рассчитаны с использованием платформы «Image J». Численное моделирование фотоанодов было выполнено с использованием полупроводникового модуля коммерческого численного конечно-элементного решателя (COMSOL Multiphysics).
Ссылки
Warren, S.C. et al. Идентификация наноструктур-чемпионов для расщепления воды на солнечной энергии. Нац. Матер. 12 , 842–849 (2013).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС пабмед Статья Google ученый
«>
Chen, X., Liu, L., Yu, P.Y. & Mao, S.S. Увеличение поглощения солнечного света для фотокатализа с помощью черных нанокристаллов гидрогенизированного диоксида титана. Наука 331 , 746–750 (2011).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС пабмед Статья Google ученый
Параккино А., Лапорт В., Сивула К., Гретцель М. и Тимсен Э. Высокоактивный оксидный фотокатод для фотоэлектрохимического восстановления воды. Нац. Матер. 10 , 456–461 (2011).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС пабмед Статья Google ученый
Ляо, Л. и др. Эффективное солнечное разделение воды с использованием нанокристаллического фотокатализатора CoO. Нац. нанотехнологии. 9 , 69–73 (2014).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС пабмед Статья Google ученый
«>
Karjule, N., Barrio, J., Xing, L., Volokh, M. & Shalom, M. Высокоэффективный фотоанод из полимерного нитрида углерода с превосходной длиной диффузии электронов и свойствами извлечения дырок. Нано Летт. 20 , 4618–4624 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС пабмед Статья Google ученый
Лю, Г. и др. Использование встроенного фотоанода из нитрида тантала для достижения теоретического предела фототока для расщепления солнечной воды. Энергетическая среда. науч. 9 , 1327–1334 (2016).
КАС Статья Google ученый
Zhou, W. et al. Эффективность кремниевых фотоанодов 5,1% для фотоэлектрохимического расщепления воды, катализируемого пористым (окси)гидроксидом NiFe, преобразованным из оксисульфида NiFe. Хим. коммун. 55 , 12627–12630 (2019).
КАС Статья Google ученый
«>
Ji, L. et al. Фотокатод на основе кремния для восстановления воды с эпитаксиальным защитным слоем SrTiO3 и наноструктурированным катализатором. Нац. нанотехнологии. 10 , 84–90 (2015).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС пабмед Статья Google ученый
Laskowski, F.A.L. et al. Наноразмерные интерфейсы полупроводник/катализатор в фотоэлектрохимии. Нац. Матер. 19 , 69–76 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС пабмед Статья Google ученый
Ji, L. et al. Локализованный пробой диэлектрика и просветляющее покрытие в фотоэлектродах металл-оксид-полупроводник. Нац. Матер. 16 , 127–131 (2017).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС пабмед Статья Google ученый
Логе, Г., Фабр, Б., Фрайарс, С., Мериадек, К. и Абабу-Жирар, С. Дисперсные наночастицы никеля стабилизируют кремниевые фотоаноды для эффективного и недорогого окисления воды под действием солнечного света. ACS Energy Письмо. 2 , 569–573 (2017).
КАС Статья Google ученый
Чжао, Дж., Гилл, Т. М. и Чжэн, X. Использование кремниевых фотоанодов для эффективного разделения солнечной воды с помощью никеля, нанесенного химическим способом. Нано рез. 11 , 3499–3508 (2018).
КАС Статья Google ученый
Чуанг, К.-Х., Лай, Ю.-Ю., Хоу, К.-Х. и Ченг, Ю.-Дж. Отожженный поликристаллический промежуточный слой TiO2 фотоанода n-Si/TiO2/Ni для эффективного фотоэлектрохимического расщепления воды. Приложение ACS Энергия Матер. 3 , 3902–3908 (2020).
КАС Статья Google ученый
«>
Loget, G. et al. Адаптация фотоэлектрохимии каталитических фотоанодов металл-изолятор-полупроводник (МДП) методом растворения. Нац. коммун. 10 , 3522 (2019).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый
Хилл, Дж. К., Ландерс, А. Т. и Свитцер, Дж. А. Электроосажденный неоднородный переход металл-изолятор-полупроводник для эффективного фотоэлектрохимического окисления воды. Нац. Матер. 14 , 1150–1155 (2015).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС пабмед Статья Google ученый
Дигдая, И. А., Адхьякса, Г. В. П., Тржесневский, Б. Дж., Гарнетт, Э. К. и Смит, В. А. Межфазная инженерия переходов металл-изолятор-полупроводник для эффективного и стабильного фотоэлектрохимического окисления воды. Нац. коммун. 8 , 15968 (2017).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый
«>
О, К., де Сагазан, О., Леон, К., Ле Галль, С. и Логе, Г. Индивидуальное покрытие наноразмерных переходов полупроводник/катализатор для фотоэлектрохимического расщепления воды. Наномасштаб 13 , 1997–2004 (2021).
КАС пабмед Статья Google ученый
Канг, Д. и др. Печатные сборки фотоэлектродов GaAs с развязанными оптическим и реактивным интерфейсами для самостоятельного разделения солнечной воды. Нац. Энергия 2 , 17043 (2017).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый
душ Сантос, В. С. и др. Инновационная многофункциональная конструкция гибридного фотоэлектрода на основе тройного гетероперехода с повышенной эффективностью для искусственного фотосинтеза. науч. Респ. 10 , 10669 (2020).
ПабМед ПабМед Центральный Статья КАС Google ученый
«>
Лим Х. и др. Высокоэффективные фотоэлектроды III-V для расщепления солнечной воды за счет синергетически подобранной структуры и стехиометрии. Нац. коммун. 10 , 3388 (2019).
ОБЪЯВЛЕНИЕ пабмед ПабМед Центральный Статья КАС Google ученый
Мишра, А. и др. Безметалловые фотокатализаторы для расщепления воды на основе нитрида графита (g-C3N4): обзор. Углерод 149 , 693–721 (2019).
КАС Статья Google ученый
Wang, W., Xu, M., Xu, X., Zhou, W. & Shao, Z. Электроды на основе оксида перовскита для высокоэффективного фотоэлектрохимического разделения воды. Анжю. хим. Междунар. Эд. 59 , 136–152 (2020).
КАС Статья Google ученый
Kenney, M.J. et al. Высокоэффективные кремниевые фотоаноды, пассивированные сверхтонкими никелевыми пленками для окисления воды. Наука 342 , 836–840 (2013).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС пабмед Статья Google ученый
Cai, Q., Hong, W., Jian, C. & Liu, W. Модификация электрокатализатора, инициируемого сверхбыстрым горячим ионным обменом, и проектирование интерфейса на кремниевых фотоанодах. Nano Energy 70 , 104485 (2020).
КАС Статья Google ученый
Chen, C., Lu, Y., Fan, R. & Shen, M. Интеграция богатого кислородом вакансий двойного гидроксида NiFe со слоями на кремний в качестве фотоанода для улучшенного фотоэлектрохимического окисления воды. ChemSusChem 13 , 3893–3900 (2020).
КАС Статья Google ученый
Ли, Ф. и др. Химическое нанесение сплава NiFeP на поверхность кремниевого фотоанода для эффективного фотоэлектрохимического окисления воды. Приложение ACS Матер. Интерфейсы 12 , 11479–11488 (2020 г.).
КАС пабмед Статья Google ученый
Scheuermann, A.G. et al. Кристаллизация оксида титана и пассивация дефектов интерфейса для высокоэффективных фотоанодов MIS с защищенным изолятором переходом Шоттки. Приложение ACS Матер. Интерфейсы 8 , 14596–14603 (2016 г.).
КАС пабмед Статья Google ученый
Лю Б. и др. Двусторонняя пассивация n-кремниевых фотоэлектродов металл-изолятор-полупроводник для эффективных реакций выделения кислорода и водорода. Энергетическая среда. науч. 13 , 221–228 (2020).
КАС Статья Google ученый
Кумар, П. и др. Активированный квантовой точкой нитрид индия-галлия на кремнии в качестве фотоанода для генерации солнечного водорода. Комм. хим. 2 , 4 (2019).
Артикул КАС Google ученый
Мэйти, Н. П., Мэйти, Р. и Байшья, С. Зависящие от напряжения и толщины оксида плотность туннельного тока и модель туннельного удельного сопротивления: применение к материалам с высоким коэффициентом k на основе HfO2. Сверхрешетки Микроструктуры 111 , 628–641 (2017).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый
Шан, С. X., Хоу, X. и Чой, К.-Л. Коррозионная стойкость пленок TiO2, выращенных на нержавеющей стали методом атомно-слоевого осаждения. Прибой. Пальто. Технол. 202 , 2399–2402 (2008 г.).
КАС Статья Google ученый
Zhou, X. et al. Фотонапряжение 570 мВ, стабилизированные фотоаноды с гетеропереходом n-Si/CoOx, изготовленные с использованием осаждения атомных слоев. Энергетическая среда. науч. 9 , 892–897 (2016).
КАС Статья Google ученый
Bierhals, A., Aberle, A.G. & Hezel, R. Улучшение понимания термически активированных структурных изменений в туннельных диодах Al/SiOx/p-Si с помощью инфракрасной спектроскопии. Дж. Заявл. физ. 83 , 1371–1378 (1998).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый
Ho, A.W.Y. & Wenham, S.R. Солнечные элементы со скрытыми контактами с инновационными задними локализованными контактами. Прог. Фотогальваника 12 , 297–308 (2004).
КАС Статья Google ученый
Годфри, Р. Б. и Грин, М. А. Высокотемпературные испытания контактов Al/SiOx/p-Si для солнечных элементов МДП. Заяв. физ. лат. 34 , 860–861 (1979).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый
Scheuermann, A.G. et al. Принципы проектирования для максимизации фотонапряжения в водорасщепляющих фотоанодах, защищенных оксидом металла. Нац. Матер. 15 , 99–105 (2016).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС пабмед Статья Google ученый
Грин, М. А. и Блейкерс, А. В. Преимущества структур металл-изолятор-полупроводник для кремниевых солнечных элементов. Сол. Ячейки 8 , 3–16 (1983).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый
Пихош Ю. и др. Фотокаталитическая генерация водорода наностержнями WO3/BiVO4 ядро-оболочка с максимальной эффективностью расщепления воды. науч. Респ. 5 , 11141 (2015).
ОБЪЯВЛЕНИЕ пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый
«>
Герлин, М. и др. Динамика реакции выделения кислорода, эффективность фарадеевского заряда и окислительно-восстановительные состояния активного металла в электрокатализаторах расщепления воды на основе оксида Ni-Fe. Дж. Ам. хим. соц. 138 , 5603–5614 (2016).
ПабМед Статья КАС Google ученый
Ми К., Жанайдарова А., Бруншвиг Б. С., Грей Х. Б. и Льюис Н. С. Количественная оценка конкуренции между водой и окислением анионов на фотоанодах WO3 в кислых водных электролитах. Энергетическая среда. науч. 5 , 5694–5700 (2012).
КАС Статья Google ученый
Цзян С., Мониз С. Дж. А., Ван А., Чжан Т. и Тан Дж. Фотоэлектрохимические устройства для расщепления солнечной воды – материалы и проблемы. Хим. соц. Ред. 46 , 4645–4660 (2017).
КАС пабмед Статья Google ученый
Скачать ссылки
Гетерофуллерен MC59 (M = B, Si, Al) как потенциальный носитель для доставки лекарств гидроксимочевины
1. Peer D., Karp J.M., Hong S., Farokhzad O.C., Margalit R., Langer R , Наноносители как новая платформа для терапии рака. Нац. нанотехнологии. 2007; 2: 751–760. doi: 10.1038/nnano.2007.387. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]
2. Liu Z., Chen K., Davis C., Sherlock S., Cao Q.Z., Chen X.Y., Dai HJ Доставка лекарств с помощью углеродных нанотрубок для лечения рака in vivo. Рак Рез. 2008; 68: 6652–6660. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-08-1468. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
3. Ши Дж.Дж., Вотруба А.Р., Фарохзад О.К., Лангер Р. Нанотехнологии в доставке лекарств и тканевой инженерии: от открытия к применению. Нано Летт. 2010;10:3223–3230. doi: 10.1021/nl102184c. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
4. Фарохзад О.К., Лангер Р. Влияние нанотехнологий на доставку лекарств. АКС Нано. 2009; 3:16–20. doi: 10.1021/nn
2m. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
5. Кластер Yong Y.L., Lv S., Li XH, Li TW, Cui HL W@Si ₁₂ как потенциальный датчик для обнаружения CO и NO. Еврофиз. лат. 2015;111:1. doi: 10.1209/0295-5075/111/10006. [CrossRef] [Google Scholar]
6. Yong Y.L., Li C., Li X.H., Li T.W., Cui H.L., Lv S.J. Кластер Ag ₇ Au ₆ в качестве датчика потенциального газа для обнаружения CO, HCN и NO. Дж. Физ. хим. К. 2015; 119: 7534–7540. doi: 10.1021/acs.jpcc.5b02151. [CrossRef] [Google Scholar]
7. Yong Y.L., Lv S., Zhang R.Z., Zhou Q.X., Su XY, Li T.W., Cui H.L. и обнаружение HCN. RSC Adv. 2016;6:89080–89088. дои: 10.1039/C6RA17834K. [CrossRef] [Google Scholar]
8. Yong Y.L., Su X.Y., Zhou Q.X., Kuang Y.N., Li X.H. Кластерные нанопроволоки Zn ₁₂ O ₁₂ в качестве высокочувствительного и селективного газового сенсора для NO и NO ₂ . науч. Отчет 2017;7:17505. doi: 10.1038/s41598-017-17673-8. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
9. Мохаммади М.Р., Ноджуми А., Мозафари М., Дубника А., Инаятулла М., Раджадас Дж. Разработка наноматериалов для доставки лекарств: подход гибридизации . Дж. Матер. хим. Б. 2017;5:3995–4018. doi: 10.1039/C6TB03247H. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
10. Каземзаде Х., Мозафари М. Системы доставки на основе фуллеренов. Препарат Дисков. Сегодня. 2019;24:898–905. doi: 10.1016/j.drudis.2019.01.013. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
11. Каргозар С., Мозафари М. Нанотехнологии и наномедицина: начинай с малого, мысли по-крупному. Матер. Сегодня. 2018;5:15492–15500. doi: 10.1016/j.matpr.2018.04.155. [CrossRef] [Google Scholar]
12. Goodarzi S., Ros T.D., Conde J., Sefat F., Mozafari M. Fullerene: инженеры-биомедики вновь обращаются к старому другу. Матер. Сегодня. 2017;20:460–480. [Google Scholar]
13. Wang H., Agarwal P., Zhao S., Yu J., Lu X., He X. Биомиметическая гибридная наноплатформа для инкапсуляции и точно контролируемой доставки тераностических агентов. Нац. коммун. 2015;6:10081. doi: 10.1038/ncomms10081. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
14. Shi J.J., Zhang H. L., Wang L., Li L.L., Wang H.H., Wang Z.Z., Li Z., Chen C.Q., Hou L., Zhang C.F., et al. Доставка фуллеренового препарата, производного PEI, с использованием фолиевой кислоты в качестве устройства самонаведения, нацеленного на опухоль. Биоматериалы. 2013; 34: 251–261. doi: 10.1016/j.biomaterials.2012.09.039. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
15. Chen YQ, Cho CR, Manzhos S. Присоединение лития к C ₆₀ и C ₆₀, легированное азотом и бором: механистическое исследование. Материалы. 2019;12:2136. дои: 10.3390/ma12132136. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
16. Хассани Ф., Тавакол Х. Исследование DFT, AIM и NBO адсорбции и химического определения йода фуллеренами, легированными S. Sens. Actuators B. 2014; 196: 624–630. [Google Scholar]
17. Эсрафили М.Д., Джанэби Х.Б. Гетерофуллерены C ₆₀, легированные N и BN, для экологического мониторинга NO и NO ₂ : исследование DFT. Мол. физ. 2020;118:5. doi: 10.1080/00268976.2019.1631495. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]
18. Эсрафили М.Д., Мохаммадирад Н. Изучение основных принципов адсорбционного поведения метанола и этанола на гетерофуллерене C ₅₉ B. Мол. физ. 2017; 115:1633–1641. [Google Scholar]
19. Parlak C., Alver O. Теория функциональной плотности исследования взаимодействия амантадина с первичными фуллеренами и B, Al, Si, Ga, Ge, легированными C ₆₀ фуллеренами. хим. физ. лат. 2017; 678: 85–90. doi: 10.1016/j.cplett.2017.04.025. [CrossRef] [Google Scholar]
20. Хазрати М.К., Хадипур Л.Н. Адсорбционное поведение 5-фторурацила на чистом, B-, Si- и Al-допированном C ₆₀ фуллерены: исследование первых принципов. физ. лат. А. 2016; 380:937–941. [Google Scholar]
21. Башири С., Вессалли Э., Бехрадня А., Хоссейнян А., Эджлали Л. Использование внешних [60] фуллеренов в качестве сенсоров типа рабочей функции для обнаружения наркотиков амфетамина: исследования DFT. Вакуум. 2017; 136: 156–162. doi: 10.1016/j.vacuum.2016.12.003. [CrossRef] [Google Scholar]
22. Моради М., Нурали М., Моради Р. Теоретическое исследование взаимодействия фенилпропаноламина с исходными фуллеренами, легированными кремнием и алюминием [60]. Physica E. 2017; 87: 186–19.1. doi: 10.1016/j.physe.2016.11.027. [CrossRef] [Google Scholar]
23. Gokpek Y., Bilge M., Bilge D., Alver O., Parlak C. Механизм адсорбции, структурные и электронные свойства: 4-фенилпиридин и нелегированный или легированный (B или Si) С ₆₀ . Дж. Мол. жидкость 2017; 238: 225–228. [Google Scholar]
24. Muhr HJ, Nesper R., Schnyder B., Koetz R. Гетерофуллерены бора C ₅₉ B и C ₆₉ B: генерация, экстракция, масс-спектрометрия и определение характеристик XPS. хим. физ. лат. 1996;249:399–405. doi: 10.1016/0009-2614(95)01451-9. [CrossRef] [Google Scholar]
25. Hummelen J.C., Knight B., Pavlovich J., Gonzalez R., Wudl F. Выделение гетерофуллерена C ₅₉ N в виде его димера (C ₅₉ N) ₂ . Наука. 1995; 269:1554–1556. doi: 10.1126/science.269.5230.1554. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
26. Ray C., Pellarin M., Lerme J.L., Vialle J.L., Broyer M. Синтез и структура гетерофуллеренов, легированных кремнием. физ. Преподобный Летт. 1998;80:5365. doi: 10.1103/PhysRevLett.80.5365. [CrossRef] [Google Scholar]
27. Биллас И.М.Л., Таст Ф., Бранц В., Малиновски Н., Хайнебродт М., Мартин Т.П., Боэро М., Массобрио К., Парринелло М. Экспериментальные и вычислительные исследования Si -легированные фуллерены. Евро. физ. JD 1999; 9: 337–340. doi: 10.1007/s100530050451. [CrossRef] [Google Scholar]
28. Страй Дж. Дж., Гарви Дж. Ф. Получение C ₅₉ O ⁻ посредством диссоциации оксифуллереновых анионов, вызванной столкновением. хим. физ. Позволять. 1995;243:199–204. doi: 10.1016/0009-2614(95)00831-N. [CrossRef] [Google Scholar]
29. Moschel C., Jansen M. Получение стабильных гетерофуллеренов фосфора в радиочастотной печи. З. Анорг. Allg. хим. 1999; 625: 175–177. [Google Scholar]
30. Оцуки Т., Оно К., Шига К., Кавазо Ю., Маруяма Ю., Масумото К. Систематическое исследование фуллеренов, легированных посторонними атомами, с использованием метода ядерной отдачи и их МД-моделирования. . Дж. Хим. физ. 2000;112:2834. doi: 10.1063/1.480858. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]
31. Бранц В., Биллас И.М.Л., Малиновски Н., Таст Ф., Хайнебродт М., Мартин Т.П. Каркасное замещение в кластерах металл-фуллерен. Дж. Хим. физ. 1998;109:3425. дои: 10.1063/1.477410. [CrossRef] [Google Scholar]
32. Poblet J.M., Munoz J., Winkler K., Cancilla M., Hayashi A., Lebrilla C.B., Balch A.L. Геометрическая и электронная структура фуллеренов в металлической клетке, C ₅₉ M (M = Pt, Ir), полученные методом лазерной абляции электрохимически осажденных пленок. хим. коммун. 1999;64:493–494. doi: 10.1039/a809550g. [CrossRef] [Google Scholar]
33. Платт О.С. Гидроксимочевина для лечения серповидноклеточной анемии. Н. англ. Дж. Мед. 2008; 358:1362–1369. doi: 10.1056/NEJMct0708272. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
34. Ангона А., Беллосильо Б., Альварес-Ларран А., Мартинес-Авилес Л., Камачо Л., Пайрет С., Фернандес-Родригес М.С., Анкочеа А. , Бессес С. Генетическая предрасположенность к молекулярному ответу у пациентов с миелопролиферативными новообразованиями, получавших гидроксикарбамид. Лейк. Рез. 2013;37:917–921. doi: 10.1016/j.leukres.2013.03.013. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
35. Дауд М.С., Гибсон Л.Е., Питтелков М.Р. Дермопатия гидроксимочевины: уникальная лихеноидная сыпь, осложняющая длительную терапию гидроксимочевиной. Варенье. акад. Дерматол. 1997; 36: 178–182. doi: 10.1016/S0190-9622(97)70276-7. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
36. Best P.J., Daoud M.S., Pittelkow M.R., Petitt R.M. Изъязвления ног, вызванные гидроксимочевиной, у 14 пациентов. Анна. Стажер Мед. 1998; 128:29–32. дои: 10.7326/0003-4819-128-1-199801010-00005. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
37. Chen XY, Sun ZP, Zhang HR, Onsori S. Влияние атомов металлов на электронные свойства нанокластеров оксидов металлов для использования в приложениях доставки лекарств: исследование теории функционала плотности . Мол. физ. 2020;118:13. doi: 10.1080/00268976.2019.16_{. [CrossRef] [Google Scholar]}
38. Мортазавифар А., Раисси Х., Шахаби М. Сравнительный прогноз сродства связывания противоракового гидроксимочевины с нитридом бора и углеродными нанотрубками в качестве интеллектуальных целевых средств доставки лекарств. Дж. Биомол. Структура Дин. 2019;37:4852–4862. doi: 10.1080/073_{.2019.1567385. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]}
39. Делли Б. Всеэлектронный численный метод решения функционала локальной плотности для многоатомных молекул. Дж. Хим. физ. 1990; 92: 508–518. doi: 10.1063/1.458452. [CrossRef] [Google Scholar]
40. Делли Б. От молекул к твердым телам с помощью подхода DMol ³. Дж. Хим. физ. 2000; 113:7756–7764. дои: 10.1063/1.1316015. [CrossRef] [Google Scholar]
41. Perdew J.P., Buke K., Ernzerhof M. Аппроксимация обобщенного градиента стала проще. физ. Преподобный Летт. 1996;77:3865–3868. doi: 10.1103/PhysRevLett.77.3865. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
42. Grimme S. Полуэмпирический функционал плотности типа GGA, построенный с поправкой на дальнюю дисперсию. Дж. Вычисл. хим. 2006; 27: 1787–1799. doi: 10.1002/jcc.20495. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
43. Хиршфельд Ф.Л. Фрагменты связанных атомов для описания плотностей молекулярных зарядов. Теор. Чим. Акта. 1977; 44: 129–138. [Google Scholar]
44. Hedberg K., Hedberg L., Bethune D.S., Brown C.A., Dorn H.C., Johnson R.D., Devries M. Длины связей в свободных молекулах бакминстерфуллерена, C ₆₀ , из газовой фазы электронной дифракции. Наука. 1992; 254:410–412. [PubMed] [Google Scholar]
45. Саманта П.Н., Дас К.К. Нековалентное взаимодействие помогло фуллерену транспортировать некоторые противораковые препараты в головной мозг: теоретическое исследование. Дж. Мол. График Модель. 2017;72:187–200. [PubMed] [Google Scholar]
46. Парр Р.Г., Сентпалы Л.В., Лю С. Индекс электрофильности. Варенье. Чен. соц. 1999; 121:1922–1924. doi: 10.1021/ja983494x. [CrossRef] [Академия Google]
47. Gergen B., Nienhaus H., Weinberg W.H., McFarland E.W. Химически индуцированные электронные возбуждения на металлических поверхностях. Наука. 2001; 294:2521–2523. doi: 10.1126/science.1066134. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
48. Киттель К. Введение в физику твердого тела. 8-е изд. Джон Уайли и сыновья, инк.; Хобокен, Нью-Джерси, США: 2005. стр. 205–209. [Google Scholar]
49. Ахмади А., Хадипур Н.Л., Камфирузи М., Багери З. Теоретическое исследование нанотрубок из нитрида алюминия для химического определения формальдегида. Сенсорные приводы Б. 2012; 161: 1025–1029.. doi: 10.1016/j.snb.2011.12.001. [CrossRef] [Google Scholar]
50. Пейган А.А., Хадипур Н.Л., Багери З. Влияние легирования алюминием и двойного антисайтового дефекта на адсорбцию HCN на нанотрубке BC ₂ N: исследования теории функционала плотности. Дж. Физ. хим. С. 2013; 117: 2427–2432. doi: 10.1021/jp312503h. [CrossRef] [Google Scholar]
51. Хжири М., Мир Л.Е., Леонарди С.Г., Пистоне А., Мавилия Л., Нери Г. ZnO, легированный алюминием, для высокочувствительных датчиков газа CO. Сенсорные приводы Б. 2014;196: 413–420. doi: 10.1016/j.snb.2014.01.068. [CrossRef] [Google Scholar]
52. Хадипур Н.Л., Пейган А.А., Солейманабади Х. Теоретическое исследование нанокластеров ZnO, легированных алюминием, для химических сенсоров CO. Дж. Физ. хим. С. 2015; 119:6398–6404. doi: 10.1021/jp513019z. [CrossRef] [Google Scholar]
53. Трпкович А., Тодорович-Маркович Б., Трайкович В. Токсичность первичных фуллеренов по сравнению с функционализированными: механизмы повреждения клеток и роль окислительного стресса. Арка Токсикол. 2012;86:1809–1827. doi: 10.1007/s00204-012-0859-6. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
54. Partha R., Conyers J.L. Биомедицинские применения функционализированных наноматериалов на основе фуллеренов. Междунар. Дж. Наномед. 2009; 4: 261–275. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
55. Прилуцкая С.В., Гребиник А.Г., Лынчак О.В., Белинская И.В., Черепанов В.В., Таушер Е., Матышевская О.П., Прилуцкий Ю.И., Рыбальченко В.К., Риттер Ю. и др. . Токсичность исходного C _{60 9 in vitro и in vivo0203 водный коллоидный раствор фуллерена. Фуллерены Нанотрубки Углеродный наноструктур. 2019;27:715–728. doi: 10.1080/1536383X.2019.1634055. [CrossRef] [Google Scholar]}
56. Liu Y., Chen C.Y., Qian P.X., Lu X.F., Sun B.Y., Zhang X., Wang L.M., Gao X.F., Li H., Chen Z.Y., et al. Gd-металлофуллереноловый наноматериал как нетоксичный специфический ингибитор стволовых клеток рака молочной железы. Нац. коммун. 2016;12:510. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Акции Quantum-Si — потенциальный лидер в области протеомики (NASDAQ:QSI)
Длинные идеи
июля. потенциал революционизировать медицину потенциально так же, как геномика. Традиционная область выглядит готовой к прорыву, и эти усилия могут вскоре достичь критической массы.
Quantum-Si разработала бизнес-план по использованию расходных материалов в качестве основного источника доходов и достижению долгосрочной цели в 70% прибыли.
Quantum-Si получит значительные доходы только через несколько лет, но технологии нового поколения только сейчас проходят последние штрихи перед коммерциализацией.
Quantum-Si потенциально может стать лидером в этой развивающейся области, однако для подтверждения этого могут потребоваться годы, поэтому это очень спекулятивная акция, поэтому следует проявлять осторожность.
Видео HQuality/iStock через Getty Images
Область протеомики — это область больших надежд и шумихи для биотехнологических компаний. Ученым давно известно, что понимание и расшифровка специфических белков, их функции и причин их образования обладают огромным потенциалом в диагностике, лечении и лечении ужасных состояний, таких как рак, болезни сердца, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и многие другие.
Компания Quantum-Si (NASDAQ:QSI) стремится радикально улучшить наше понимание протеома за счет секвенирования и обнаружения белков за счет повышенной скорости и точности. В этой статье я хотел бы обсудить компанию, занимающуюся протеомикой, которая недавно была исключена из SPAC, и почему я сделал спекулятивную инвестицию в акции.
Обзор
Quantum-Si работает как диагностическая компания в области протеомики. Протеомика, безусловно, не новая отрасль; тем не менее, это то, что постоянно разочаровывало исследователей. В настоящее время исследования в области протеомики сосредоточены на масс-спектрометрии (МС). MS, кажется, работает адекватно в отдельных обобщенных случаях, однако все, что делает MS, — это просто классифицирует белок, а не секвенирует его, кроме того, целевой белок должен быть в большом количестве, чтобы его можно было уловить, что делает традиционные методы MS готовыми для разрушения.
Протеомика как область считается логическим следующим шагом после геномики. Для сравнения, геномику можно считать детской игрой, поскольку геном человека представляет собой постоянный, в основном никогда не меняющийся код. Однако протеом человека представляет собой постоянно меняющийся бульон внутри тела с переменными, которые до сих пор недостаточно изучены. Соединение геномики с протеомикой долгое время считалось святым Граалем для исследователей, однако до сих пор с очень ограниченным успехом.
Источник: Markets and Markets
В настоящее время протеомика находится в состоянии перехода от подхода, усовершенствованного в 1970-х годах, к современному слиянию MS, наночастиц и оцифровки, при этом множество компаний конкурируют за установление стандартов будущего.
Подход Quantum-Si, по-видимому, сосредоточен на универсальной платформе, которая позволяет исследователям выполнять подготовку образцов, идентификацию, секвенирование и анализ с расходуемой платформой на основе чипа, управляемой одной машиной, занимающей примерно столько же места, сколько тостер.
Компания Quantum-Si была основана Джонатаном Ротбергом, блестящим и дерзким биоинженером, сыгравшим важную роль в создании геномной революции.
Цель г-на Ротберга с его многочисленными проектами, как указано на его веб-сайте, состоит в том, чтобы демократизировать здравоохранение с целью предоставления конечным потребителям самых передовых продуктов по минимальной цене. Butterfly Network (BFLY) является хорошим примером его успеха с запуском портативного ультразвукового устройства, доступного для смартфонов, которое дает медицинским работникам и даже потребителям возможность проводить дорогостоящие тесты с помощью сравнительно дешевого и простого в использовании аппарата.
Что касается Quantum-Si, доктор Ротберг и руководство компании, кажется, придерживаются аналогичного подхода с целью производства очень высокофункционального продукта, используя мощность полупроводников для потенциального вытеснения MS за небольшую часть стоимости и с прицелом на Домашнее протеомное тестирование.
Источник: Quantum-Si
Компания имеет очень хорошие позиции с точки зрения интеллектуальной собственности: в настоящее время выдано более 100 патентов и более 450 находятся на рассмотрении. Патентная защита, очевидно, играет очень важную роль в способности диагностической компании построить и защитить ров, и я отмечу, что нынешний лидер традиционной протеомики, Thermo Fisher (TMO), имеет только около 50 патентов в протеомике и геномных пространствах. www.sciencedirect.com.
Я понимаю, что эти цифры чисто анекдотичны. Тем не менее, это показывает серьезный объем работы, проделанной Quantum-Si и доктором Ротбергом с момента основания компании в 2014 году.
Источник: Quantum-Si
Quantum-Si позиционирует себя в том же свете, что и Illumina (ILMN), в том, что они излагают модель, которая в значительной степени зависит от расходных материалов как для дохода, так и для прибыли. Компания сосредоточится в первую очередь на расширении установленной базы своих продуктов, чтобы увеличить доход от расходных материалов в будущем.
Коммерческий запуск и первые доходы ожидаются в 2022 году с последующим быстрым ростом. Прогнозы маржи довольно хороши на уровне 70%, и если они смогут соответствовать своим прогнозам, они ожидают прибыльности EBITDA в 2026 году.
Источник: Quantum-Si один в поле.
Seer, Inc (SEER) — уважаемая компания, которая в настоящее время занимается подготовкой проб, и продукт, который они планируют вывести на рынок, может быть лучшим в своем классе на основе исследований, проведенных в Массачусетском технологическом институте и Гарварде. Недостатком компании может быть то, что она уделяет особое внимание подготовке проб для рынка масс-спектрометрии.
В ближайшем будущем Seer может извлечь из этого выгоду, так как масс-спектрометрия будет существовать еще некоторое время, и в настоящее время она является стандартом для протеомики, однако по мере того, как разворачивается будущее, им может быть трудно адаптироваться к меняющейся динамике рынка.
Nautilus Biotechnology (NAUT) — очень амбициозное предприятие, возглавляемое основателем Суджалом Пателем и ключевыми инвесторами, такими как проницательные консультанты, OrbiMed и Джефф Безос. Они работают над технологиями, которые предложат дизайн открытой платформы, позволяющий использовать несколько реагентов и антител. Однако трудно найти информацию о точной технологии или о том, чем она может отличаться от других в этой области.
Компания выглядит очень многообещающей, если они смогут достичь своих целей, однако они выглядят наименее зрелой компанией в гонке платформ следующего поколения из четырех, которые я профилирую. Я рассматриваю это как венчурную компанию, которая вышла на публичные рынки из-за возможности.
SomaLogic (CMII) (CMIIU) в настоящее время является лидером в области протеомики следующего поколения с набором продуктов, уже представленных на рынке, что дает SomaLogic преимущество первопроходца на платформах следующего поколения. Компания также владеет очень большим набором выданных патентов из 540 выданных патентов и, по прогнозам, получит доход в размере 55 миллионов долларов в 2021 году9.0003
Кроме того, SomaLogic создает клинические приложения и проверенные тесты, продвигаясь к реальным приложениям для протеомики, а не просто поставляя оборудование для этого другим. На мой взгляд, SomaLogic будет главным конкурентом Quantum-Si в обозримом будущем.
Источник: Quantum-Si
Практический результат
Quantum-Si, похоже, обладает хорошо продуманной и впечатляющей технологией для решения задач протеомики нового поколения и вытеснения традиционных масс-спектрометров. Доктор Ротберг — блестящий ум, и он направил компанию на путь демократизации протеомики.
Я думаю, что идея сосредоточить внимание на дешевой, дорогостоящей машине с использованием расходных материалов с высокой маржой является разумной стратегией, и в случае успеха она может привести к очень высокопроизводительному складу. Однако риски для этой компании велики, поскольку они еще не выпустили ни одного коммерческого продукта.
Это очень быстро развивающаяся область, заполненная очень способными и инновационными компаниями, и хотя я купил акции Quantum-Si, я понятия не имею, как будет разворачиваться будущее в отрасли, и мои инвестиции в компанию могут быстро испариться. .
Это спекулятивная инвестиция в области протеомики, не обязательно в Quantum-Si, поэтому я также приобрел акции SomaLogic и, возможно, в будущем куплю акции Seer, Inc. вместе с Nautilus Biotechnology. Каждая позиция в этих соответствующих компаниях будет сохраняться в очень небольшом начальном размере до тех пор, пока будущее не станет более ясным.
Протеомика может стать следующим важным шагом в развитии биотехнологии. Станет ли Quantum-Si лидером на этом потенциально огромном рынке, еще предстоит определить, но я готов к этому.
Я с нетерпением жду ваших комментариев ниже и желаю вам удачи в ваших инвестициях!
Эта статья была написана пользователем
Confoundedinterest
7,51 тыс. подписчиков
Я работаю в сфере управления финансами и недвижимостью в известной страховой компании «mini Berkshire», котирующейся на бирже. Я сосредотачиваюсь на структуре портфеля, стоимости, росте по разумным ценам, технологических и биотехнологических пространствах. Я сдал экзамены серий 6 и 7 в 18 лет, но в настоящее время у меня нет активных лицензий. Я не являюсь лицензированным финансовым консультантом и не даю и не публикую инвестиционные советы. Статьи, которые я пишу, являются только моим мнением и не являются предложениями. Пожалуйста, обратитесь за советом к лицензированному финансовому консультанту, прежде чем инвестировать в какую-либо ценную бумагу. Мнения, выраженные в моих статьях, являются моими собственными и не отражают и не указывают на какую-либо позицию или мнение моего основного работодателя.
Раскрытие информации: У меня/нас есть выгодная длинная позиция по акциям QSI, CMIIU, ILMN посредством владения акциями, опционов или других деривативов. Я написал эту статью сам, и она выражает мое собственное мнение. Я не получаю за это компенсацию (кроме Seeking Alpha). У меня нет деловых отношений ни с одной компанией, акции которой упоминаются в этой статье.
Дополнительное раскрытие: «Я не являюсь лицензированным финансовым консультантом. Это не предложение купить или продать конкретную ценную бумагу и не должно рассматриваться как совет по инвестициям. конкретная ситуация»
Комментарии (51)
Рекомендуется для вас
Чтобы этого не произошло в будущем, включите Javascript и файлы cookie в своем браузере.
Часто ли это происходит с вами? Пожалуйста, сообщите об этом на нашем форуме обратной связи.
Если у вас включен блокировщик рекламы, вам может быть заблокировано продолжение. Пожалуйста, отключите блокировщик рекламы и обновите страницу.
Межатомный потенциал для систем Si–O с использованием параметризации Терсоффа
DOI:10. 1016/J.COMMATSCI.2006.06.010
Идентификатор корпуса: 93758885
@article{Munetoh3007InteratomicPF, title={Межатомный потенциал для систем Si-O с использованием параметризации Терсоффа}, автор={Синдзи Мунето и Теруаки Мотоока, Кодзи Моригути и Акира Синтани}, journal={Вычислительное материаловедение}, год = {2007}, объем={39}, страницы={334-339} }
S. Munetoh, T. Motooka, A. Shintani
Опубликовано 1 апреля 2007 г.
Материаловедение, химия
Вычислительное материаловедение
View via Publisher
Atomistic analysis of Ge on amorphous SiO2 using an empirical interatomic potential
C. Y. Chuang, Qiming Li, D. Leonhardt, Sangmok Han, T. Sinno
Materials Science
2013
Структурные свойства кремнезема при температуре
Структура системы SiO2, состоящей из 12800 атомов, выполнена методом молекулярной динамики с потенциалом Терсоффа. Наше моделирование показывает, что начальная температура плавления составляет…
Переносимость межатомных потенциалов для молибдена и кремния
Межатомные потенциалы широко используются в вычислительном материаловедении, в частности, для моделирования, которое слишком затратно с вычислительной точки зрения для теории функционала плотности (DFT). Большинство межатомных…
Минимальный потенциал Терсоффа для алмазного кремния с улучшенными описаниями упругих и фононных транспортных свойств теплопроводности и фононной дисперсии кремния-алмаза по сравнению с предыдущими потенциалами Терсоффа и в то же время хорошо воспроизводит упругие константы.
Ab initio параметризация оптимизированного по заряду силового поля многих тел для Si-SiO2: проверка и перенос тепла в наноструктурах.
Потенциал третьего поколения с оптимизированным зарядом многих тел (COMB3) параметризуется с использованием исключительно ab initio полных энергий, сил и тензоров напряжений в качестве входных данных, создавая основу для моделирования сложных наноразмерных гетероструктур.
Рекристаллизация кремния методом классической молекулярной динамики
Э. Лампин
Материаловедение
2015
Методами классической молекулярной динамики изучается рекристаллизация аморфного кремния. Во-первых, разрабатывается схема моделирования для систематического определения движения аморфного кремния на кристалле (а/с)…
Молекулярно-динамический расчет теплопроводности в a-SiO2 и нанокомпозите на основе a-SiO2
В. Курилюк, С. Семчук
Материаловедение, Физика
2016
Теплопроводность в аморфном SiO 2 ( 𝑎 -SiO 2 ) исследована в широком интервале температур с использованием метода неравновесной молекулярной динамики и метода Беста–Крамера–Сантена, Терсоффа и…
Поле реактивных сил для Моделирование пиролиза полисилоксанов в керамику на основе оксикарбида кремния
Мы предлагаем новое поле реактивной силы (ReaxFF) для моделирования керамики на основе оксикарбида кремния (SiCO) и их синтеза из предшественников неорганических полимеров. Действительность силового поля…
Моделирование аморфного SICXO6/5 с помощью классической молекулярной динамики и первых принципов. для исследования аморфной керамики SiCxO6/5 были объединены эмпирический потенциал и расчет из первого принципа, а рассчитанное радиальное распределение, угловое распределение и модуль Юнга были подтверждены текущими экспериментальными данными, и были обсуждены более подробные сведения о молекулярной структуре.
Поля реактивных сил с связями с связью с молекулярной динамикой моделирования кристаллического кремнезема
B. Cowen, M. El-Genk
Материалогические науки
2016
. Показы Под влиянием PapersRecency
Потенциал взаимодействия для SiO2: молекулярно-динамическое исследование структурных корреляций.
Вашишта, Калия, Рино, Эббшё
Физика
Физический обзор. B, Конденсированные вещества
1990
расстояние. В расчетах структуры решетки с функцией полного потенциала а-кристобалит и аквакварц имеют наименьшие и почти вырожденные энергии, что согласуется с экспериментами. …
Роль водорода в свойствах аморфного нитрида кремния
Ф. Б. Мота, J. Justo, A. Fazzio
Материаловедение
1999
Мы разработали межатомный потенциал для исследования структурных свойств гидрогенизированного аморфного нитрида кремния. Межатомный потенциал использовал функциональную форму Терсоффа для описания…
Силовые поля для кремнеземов и алюмофосфатов, основанные на расчетах ab initio.
Получено силовое поле, основанное как на микроскопических, так и на макроскопических данных, которое сочетает в себе точность с возможностью переноса на другие полиморфы, и продемонстрирована возможность параметризации других элементов.
Аналитический потенциал порядка связи для системы арсенида галлия
D. Murdick, Xiaowang W. Zhou, H. Wadley, D. Nguyen-Manh, R. Drautz, D. Pettifor
Химия
2006
Для системы арсенида галлия предложен и параметризован аналитический потенциал порядка связи BOP. Потенциал касается первичной и вторичной связи и валентно-зависимого характера…
Первичный межатомный потенциал кремнезема в применении к молекулярной динамике.
Предложен новый метод получения межатомных парных потенциалов из ab initio расчетов самосогласованного поля Хартри-Фока; потенциалы рассчитаны для модельных кластеров кремнезема…
Эпитаксиальный рост низкоплотной каркасной формы кристаллического кремния: молекулярно-динамическое исследование.
Настоящие результаты показывают, что новые широкозонные полупроводники Si с клатратными структурами могут быть получены с использованием методов эпитаксиального роста, и эта работа показала, что Si46-[001] SPE может наблюдаться, а также Si34 во время твердофазной эпитаксии.
Поведение альфа-кристобалита под давлением
Р. Даунс, Д. Палмер
Геология, материаловедение
1994
Данные о структурной и объемной сжимаемости двух образцов а-кристобалита определены методами рентгеноструктурного анализа монокристаллов при давлениях до -1,6 ГПа. Как и в случае с другими полиморфами кремнезема…
Модель стеклообразного SiO2, полученного в результате молекулярно-динамической закалки ab initio из расплава.
Сарнтейн, Паскуарелло, Автомобиль
Физика
Физический обзор. B, Конденсированные вещества
1995
Структурные и электронные свойства модельного стекла обнаруживают замечательное соответствие со стеклообразным SiO2: рассчитанный полный структурный фактор хорошо согласуется с данными нейтронографических экспериментов, а особенности в спектре рентгеновской фотоэмиссии хорошо воспроизводятся плотностью электронных состояний.
Потенциал порядка связи для молибдена: приложение к поведению дислокаций
М. Мровец, Д. Нгуен-Ман, Д. Петтифор, В. Витек
Материаловедение
2004
Потенциал порядка облигаций ~BOP! для переходных металлов – полуэмпирическое описание взаимодействий между атомами в реальном пространстве, основанное на приближении сильной связи и d-зоне…
Сравнительное исследование кремниевых эмпирических межатомных потенциалов.