Anatase, rutile, and especially brookite nanocrystals have been selectively synthesized in this work via a redox route under mild hydrothermal conditions (180 °C, 3 h), employing trichloride as the titanium source and ammonium peroxodisulfate (APS), hydrogen peroxide, nitric acid, or perchloric acid as the oxidant. Characterizations of the three pure phases were achieved by XRD, Raman spectroscopy, FTIR, TG, HRTEM, UV−vis, and BET. The use of APS consistently yields anatase, but the particle morphology can be tuned from wormhole-structured agglomerates to more dispersed nanocrystallites. The use of other oxidants yields almost identical results, and phase selection can be attained in this case by controlling the reactant concentration and solution pH. The three phases show their distinctive crystal shapes: rounded nanocrystals for anatase, nanoplates for brookite, and nanorods for rutile. Both the optical band gap (3.11 eV) and the indirect band gap (2.85 eV) of brookite were found to lie in between those of anatase and rutile. Under the same surface area of loaded TiO2, the brookite nanoplates exhibit the highest efficiency in the beaching of methyl orange solution under UV irradiation. The mechanism of phase selection was discussed based upon a systematic investigation into the effects of synthetic parameters on phase constituents of the hydrothermal products.

Uniform red-phosphor spheres (∼60−300 nm in diameter) of Y2O3:Eu3+ binary and (Y,Gd)2O3:Eu3+ ternary systems exhibiting excellent emission at 610 nm have been converted from their colloidal precursor spheres synthesized via homogeneous precipitation. The precursor spheres (approximate composition: [(Y1-xGdx)1-yEuy](OH)CO3·1.3H2O, x = 0−0.5 and y = 0−0.11) are directly solid solutions, but arising from sequential nucleation each of the spheres has more Gd and especially Eu while having less Y going from the particle surface to the core. Eu3+ is more effective than Gd3+ in raising nucleation density, leading to rapidly decreased average size of the precursor particles at a higher Eu3+ addition. Diminishing the concentration gradients through adequate annealing is identified to be crucial to high luminous intensity of the oxide particles. At the optimal annealing temperature of 1000 °C, cation homogenization is achieved and the oxide particles largely retain their precursor morphologies, yielding dispersed uniform spheres of excellent luminescence. The (Y1-xEux)O1.5 phosphor particles exhibit typical red emissions at 610 nm upon UV excitation into the charge transfer band at ∼255 nm, and the quenching concentration of Eu3+ is found to be ∼5 at. %. Partially replacing Y3+ with Gd3+ (up to 50 at. %) while keeping Eu3+ at the optimal content of 5 at. % linearly improves the 610 nm emission, and the phosphor particles of [(Y0.5Gd0.5)0.95Eu0.05]O1.5 exhibit an luminous intensity ∼103% of that of a commercially available Y2O3:Eu red phosphor. The uniform phosphor spheres obtained in this work are expected to have wide applications in high-resolution display technologies of contemporary interest.

Abstract Background Systematic errors can be introduced from DNA amplification during massively parallel sequencing (MPS) library preparation and sequencing array formation. Polymerase chain reaction (PCR)-free genomic library preparation methods were previously shown to improve whole genome sequencing (WGS) quality on the Illumina platform, especially in calling insertions and deletions (InDels). We hypothesized that substantial InDel errors continue to be introduced by the remaining PCR step of DNA cluster generation. In addition to library preparation and sequencing, data analysis methods are also important for the accuracy of the output data.In recent years, several machine learning variant calling pipelines have emerged, which can correct the systematic errors from MPS and improve the data performance of variant calling. Results Here, PCR-free libraries were sequenced on the PCR-free DNBSEQ™ arrays from MGI Tech Co., Ltd. (referred to as MGI) to accomplish the first true PCR-free WGS which the whole process is truly not only PCR-free during library preparation but also PCR-free during sequencing. We demonstrated that PCR-based WGS libraries have significantly (about 5 times) more InDel errors than PCR-free libraries.Furthermore, PCR-free WGS libraries sequenced on the PCR-free DNBSEQ™ platform have up to 55% less InDel errors compared to the NovaSeq platform, confirming that DNA clusters contain PCR-generated errors.In addition, low coverage bias and less than 1% read duplication rate was reproducibly obtained in DNBSEQ™ PCR-free using either ultrasonic or enzymatic DNA fragmentation MGI kits combined with MGISEQ-2000. Meanwhile, variant calling performance (single-nucleotide polymorphisms (SNPs) F-score>99.94%, InDels F-score>99.6%) exceeded widely accepted standards using machine learning (ML) methods (DeepVariant or DNAscope). Conclusions Enabled by the new PCR-free library preparation kits, ultra high-thoughput PCR-free sequencers and ML-based variant calling, true PCR-free DNBSEQ™ WGS provides a powerful solution for improving WGS accuracy while reducing cost and analysis time, thus facilitating future precision medicine, cohort studies, and large population genome projects.

ABSTRACT Metabarcoding has become the de facto method for characterizing the structure of microbial communities in complex environmental samples. To determine how sequencing platform may influence microbial community characterization, we present a large-scale comparison of two sequencing platforms; Illumina MiSeq and a new platform DNBSEQ-G400 developed by MGI Tech. The accuracy of DNBSEQ-G400 on bacterial and fungal mock samples and compared sequencing consistency and precision between DNBSEQ-G400 and MiSeq platforms by sequencing the fungal ITS2 region from 1144 soil samples with 3 technical replicates. The DNBSEQ-G400 showed a high accuracy in reproducing mock communities containing different proportions of bacteria and fungi, respectively. The taxonomic profiles of the 1144 soil samples generated by the two DNBSEQ-G400 modes closely resembled each other and were highly correlated with those generated by the MiSeq platform. Analyses of technical replicates demonstrated a run bias against certain taxa on the MiSeq but not DNBSEQ-G400 platform. Based on lower cost, greater capacity, and less bias, we conclude that DNBSEQ-G400 is an optimal platform for short-term metabarcoding of microbial communities. IMPORTANCE Experimental steps that generate sequencing bias during amplicon sequencing have been intensively evaluated, including the choice of primer pair, polymerase, PCR cycle and technical replication. However, few studies have assessed the accuracy and precision of different sequencing platforms. Here, we compared the performance of newly released DNBSEQ-G400 sequencer with that of the commonly used Illumina MiSeq platform by leveraging amplicon sequencing of a large number of soil samples. Significant sequencing bias among major fungal genera was found in parallel MiSeq runs, which can be easily neglected without the use of sequencing controls. We emphasize the importance of technical controls in large-scale sequencing efforts and provide DNBSEQ-G400 as an alternative with increased sequencing capacity and more stable reproducibility for amplicon sequencing.

Pt(II) polypyridine complex-based probe exhibits promising performance in anion detection by the change of the absorption and emission properties based on supramolecular self-assembly. However, whether one can develop a modulation strategy of the counter anion to boost the detection sensitivity and anti-interference capability of the Pt(II) complex-based probe remains a big challenge. Here, an effective modulation strategy was proposed by precisely regulating the interaction energy through adjusting the type of the counter anions, and a series of probes have been synthesized by counter anion (X=Cl-, ClO4-, PF6-) exchange in [Pt(tpy)Cl]·X (tpy=2,2':6',2''-terpyridine), and thus the colorimetric-luminescence dual-mode detection toward nitrate was achieved. The optimal [Pt(tpy)Cl]·Cl probe shows superior nitrate detection performance including a limit of detection (LOD) (8.68 nM), rapid response (<0.5 s), an excellent selectivity and anti-interference capability even facing 14 common anions. Moreover, a polyvinyl alcohol (PVA) sponge-based sensing chip loaded with the probe enables the ultra-sensitive detection of nitrate particles with an ultralow detection limit of 7.6 pg, and it was further integrated into a detection pen for the accurate recognition of nitrate particles in real scenarios. The proposed counter-anion modulation strategy is expected to start a new frontier for the exploration of novel Pt(II) complex-based probes. Although nitrate is widely applied as fertilizers, its escape and the subsequent release to groundwater and food could cause confusion, convulsions and death, and the limit of it in drinking water was set at 50 mg/L by the World Health Organization. Furthermore, it is also used as the primary ingredient of black powder. Thus, it is of great significance to realize ultra-accurate on-site detection of nitrate. This work proposed an effective modulation strategy by regulating the interaction energy between the counter anions and [Pt(tpy)Cl]+ to realize ultrasensitive (7.6 ng), rapid response and accurate detection of nitrate particles through a detection pen.

The luminescence in NIR-II and NIR-III ranges has high penetration, as well as lower scattering and absorption in biological tissues. It is crucial to develop phosphors with strong emissions covering both spectral ranges. A novel Cr3+-Yb3+-Er3+ activated KScP2O7 phosphate phosphor has been reported in this work, which shows emission within the range from 800-1650 nm, covering both NIR-II and NIR-III regions, with a quantum efficiency of 35%. Effective Cr3+ → Yb3+, Cr3+ → Er3+, and Yb3+ → Er3+ energy transfers were confirmed. Near-infrared optical thermometry was also developed utilizing the non-thermally coupled 4I13/2→4I15/2 (Er3+) and 2F5/2→2F7/2 (Yb3+) levels, whose highest relative sensitivity (SR), and absolute sensitivity (SA) values were determined as 0.75% K-1 (348 K) and 84.6×10-4 K-1 (373 K), respectively. The KScP2O7: 0.05Cr3+, 0.02Yb3+, 0.01Er3+ phosphor was blended with a commercial low-cost blue LED chip (465 nm) in order to develop NIR-based pc-LED devices, and the highest recorded output power with a value of 38.0 mW (320 mA) was achieved in the studied range. A photoelectric efficiency of 5.9% (10 mA) was also obtained in the NIR region. Through screen printing, the developed phosphor was also proven to be suitable for night vision. This study provides a novel tri-doping approach to design blue light excitable phosphors simultaneously emitting strong NIR-II and NIR-III lights.

The ultrasonic welding technology is widely promoted as a new connection approach in the field of current energy vehicle wiring harness connection. In this paper, three kinds of 25mm2 copper wire harnesses with different wire diameters and T2 copper terminals with different surface roughness were welded by ultrasonic welding. The mechanical properties of the joints were investigated by tensile experiments and the microstructure of joints was characterised using SEM and EBSD techniques. Excessive roughness increases plastic deformation at the weld interface during ultrasonic welding. This increases the dislocation density at the weld interface and refines the grain size. However, at the same time it inhibits recrystallisation to a certain extent. The lower roughness facilitates recrystallisation, but the low density of HAGBs makes the interface susceptible to slip in extended crystallographic plane and direction. Appropriate roughness allows the weld interface to generate fine equiaxed grains and a high density of HAGBs. This facilitates the obstruction of dislocation movement and improves the strength of joint. In addition, the high porosity of a longitudinal cross-section of the conductor with its small diameter was investigated. This results in a large number of wires remaining on the terminals when force is applied. It was determined that the larger a diameter of wire, the higher a cross-sectional porosity. The copper wire breaks at a weak point in cross-section when the force is applied, resulting in the entire wire being left on terminal. At a wire diameter of 0.2 mm, the porosity of a cross-section reaches an equilibrium and the strength of joint is even higher than the strength of material itself, resulting in the joint pulling off. The maximum strength reaches 4703.77 N.

Timeliness, budget consciousness, and quality are critical to the success of a project, and become increasingly challenging with increased project complexity. Five-dimensional building information modeling (BIM) integrates cost and schedule data with a 3D model, and enhances project management by addressing budgeting, timelines, and visualization simultaneously. However, a comprehensive assessment of 5D BIM’s impact on key performance indicators is currently lacking. This research aims to identify the critical factors influencing the adoption of 5D BIM and its impact on key project performance indicators. A thorough systematic literature review and qualitative analysis were conducted to achieve this goal. Relevant articles from the past decade (2014–2023) were examined from the Scopus and Web of Science databases, of which 222 were selected and screened using PRISMA procedures. This research found consistent and rapid updating of keywords, highlighting the dynamic evolution of 5D BIM and its expanding applications in the construction industry. Thirty critical factors affecting the adoption of 5D BIM were identified and categorized into the following six groups based on the technology–organization–environment (TOE) framework: technology, organization, environment, operator, project, and government policy. The 15 factors driving construction project performance in integrated 5D BIM were divided into cost, time, and quality performance based on key performance indicators. This review offers innovative insights into 5D BIM adoption, and can aid stakeholders in developing effective 5D BIM implementations.