Amorphous order: Amorphous calcium carbonates (ACC) have an intrinsic structure relating to the crystalline polymorphs of calcite and vaterite. The proto-crystalline structures of calcite and vaterite (pc-ACC and pv-ACC) are analyzed by NMR (see picture), IR, and EXAFS spectroscopy, which shows that the structuring of ACC relates to the underlying pH-dependent equilibria.

In aquatic ecosystems, microplastics are a relatively new anthropogenic substrate that can readily be colonized by biofilm-forming organisms. To examine the effects of substrate type on microbial community assembly, we exposed ambient Baltic bacterioplankton to plastic substrates commonly found in marine environments (polyethylene, polypropylene and polystyrene) as well as native (cellulose) and inert (glass beads) particles for 2 weeks under controlled conditions. The source microbial communities and those of the biofilms were analyzed by Illumina sequencing of the 16S rRNA gene libraries. All biofilm communities displayed lower diversity and evenness compared with the source community, suggesting substrate-driven selection. Moreover, the plastics-associated communities were distinctly different from those on the non-plastic substrates. Whereas plastics hosted greater than twofold higher abundance of Burkholderiales, the non-plastic substrates had a significantly higher proportion of Actinobacteria and Cytophagia. Variation in the community structure, but not the cell abundance, across the treatments was strongly linked to the substrate hydrophobicity. Thus, microplastics host distinct bacterial communities, at least during early successional stages.

We studied equilibrium adsorption and uptake kinetics and identified molecular species that formed during sorption of carbon dioxide on amine-modified silica. Bicontinuous silicas (AMS-6 and MCM-48) were postsynthetically modified with (3-aminopropyl)triethoxysilane or (3-aminopropyl)methyldiethoxysilane, and amine-modified AMS-6 adsorbed more CO(2) than did amine-modified MCM-48. By in situ FTIR spectroscopy, we showed that the amine groups reacted with CO(2) and formed ammonium carbamate ion pairs as well as carbamic acids under both dry and moist conditions. The carbamic acid was stabilized by hydrogen bonds, and ammonium carbamate ion pairs formed preferably on sorbents with high densities of amine groups. Under dry conditions, silylpropylcarbamate formed, slowly, by condensing carbamic acid and silanol groups. The ratio of ammonium carbamate ion pairs to silylpropylcarbamate was higher for samples with high amine contents than samples with low amine contents. Bicarbonates or carbonates did not form under dry or moist conditions. The uptake of CO(2) was enhanced in the presence of water, which was rationalized by the observed release of additional amine groups under these conditions and related formation of ammonium carbamate ion pairs. Distinct evidence for a fourth and irreversibly formed moiety was observed under sorption of CO(2) under dry conditions. Significant amounts of physisorbed, linear CO(2) were detected at relatively high partial pressures of CO(2), such that they could adsorb only after the reactive amine groups were consumed.

Abstract The biopolymer lignin, deposited in the cell walls of vascular cells, is essential for long-distance water conduction and structural support of plants. Independently of the species, each different vascular cell type contains a conserved lignin chemistry with specific aromatic and aliphatic substitutions. Yet, the biological role of this conserved and specific lignin chemistry for each cell type remained unclear. Herein, we investigate the role of specific lignin chemistries for cellular function by producing single cell analyses on vascular cell morphotypes, all enabling sap conduction but differing in morphology. We found that specific lignin chemistries accumulate in each morphotype. Moreover, lignin accumulates dynamically, increasing in quantity and changing composition, to alter the cell wall biomechanics of each morphotype during their maturation. For similar aromatic substitution, residues with alcohol aliphatic functions increased stiffness whereas aldehydes increased flexibility. Modifying this specific lignin chemistry impairs the cell wall biomechanics of each morphotype and consequently reduces their capacity to optimally conduct water in normal conditions, and to recover from drought. Altogether, lignin chemistry is differently controlled for each sap conducting cell types during their maturation to dynamically adjust their biomechanics and hydraulic properties to adapt to developmental and environmental constraints.

Engineering the building blocks in metal-organic materials is an effective strategy for tuning their dynamical properties and can affect their response to external guest molecules. Tailoring the interaction and diffusion of molecules into these structures is highly important, particularly for applications related to gas separation. Herein, we report a vanadium-based hybrid ultramicroporous material, VOFFIVE-1-Ni, with temperature-dependent dynamical properties and a strong affinity to effectively capture and separate carbon dioxide (CO