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.

Abstract Humans have elegant bodies that allow gymnastics, piano playing, and tool use, but understanding how they do this in detail is difficult because their musculoskeletal systems are extraordinarily complicated. Nonetheless, common movements like walking and reaching can be stereotypical, and a very large number of studies have shown their movement cost a major factor. In contrast, one might think that general movements are very individuated and intractable, but a recent study has shown that in an arbitrary set of whole-body movements used to trace large-scale closed curves, near-identical posture sequences were chosen across different subjects, both in the average trajectories of the body’s limbs and in the variance within trajectories. The commonalities in that result motivate explanations for its generality. One possibility could be that humans also choose trajectories that are economical in energetic cost. To test this hypothesis, we situate the tracing data within a fifty degree of freedom dynamic model of the human skeleton that allows the computation of movement cost. Comparing the model movement cost data from nominal tracings against various perturbed tracings shows that the latter are more energetically expensive, inferring that the original traces were chosen on the basis of minimum cost.

Abstract Improvements in quantitative measurements of human physical activity are proving extraordinarily useful for studying the underlying musculoskeletal system. Dynamic models of human movement support clinical efforts to analyze, rehabilitate injuries. They are also used in biomechanics to understand and diagnose motor pathologies, find new motor strategies that decrease the risk of injury, and predict potential problems from a particular procedure. In addition, they provide useful constraints for underlying neural circuits. This paper describes a physics-based movement analysis method for analyzing and simulating bipedal humanoid movements. A 48 degree of freedom dynamic model of humans has been developed to report humanoid movements’ energetic components. It has sufficient speed and accuracy to analyze and synthesize real-time interactive applications, such as psychophysics experiments using virtual reality or human-in-the-loop teleoperation of a simulated robotic system. The dynamic model is fast and robust while still providing results sufficiently accurate to be used to believably animate a humanoid character or estimate internal joint forces used during a movement for creating effort-contingent experimental stimuli. A virtual reality environment developed as part of this research supports controlled experiments for systematically recording human behaviors.

To achieve the goals of "carbon peak and carbon neutrality" and sustainable development, we propose "Three-Dimensional Environment-Friendly" materials to balance the urgent need for the development of clean energy and the reduction of secondary environmental pollution during adsorbent preparation. In this study, three novel chitosan adsorbents (CMNSC-Leu, CMNSC-Pro, CMNSC-Phe) for uranium adsorption were designed on the basis of molecular level and successfully synthesized with three different amino acids (leucine, proline, phenylalanine) through amidation reaction in an aqueous environment using a sustainable green chitosan material. The uranium adsorption capacity of the three adsorbents was evaluated by batch adsorption, selectivity and recyclability studies. The adsorption reaction conformed to the pseudo-second-order model and was a spontaneous endothermic reaction. In particular, the maximum adsorption capacity of CMNSC-Pro for uranium was 462.7 mg·g

Intimal tears caused by aortic dissection can weaken the arterial wall and lead to aortic aneurysms. However, the effect of different tear states on the blood flow behaviour remains complex. This study uses a novel approach that combines numerical haemodynamic simulation with in vitro experiments to elucidate the effect of arterial dissection rupture on the complex blood flow state within the abdominal aneurysm and the endogenous causes of end-organ malperfusion.

Antifogging coatings are urgently needed in daily life. However, current research efforts seldom focus on enhancing the mechanical wear resistance of coatings or investigating their antifogging properties under wet and dry conditions. Herein, a robust dual-cross-linked polymeric antifogging coating was developed through the UV curing of poly[(methacryloxyethyl)dimethylheptylammonium bromide–acrylic acid] (pMDHAB–AA) and poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA). Taking advantage of the dual-cross-linked structure and the delicate balance of hydrophilic–hydrophobic components in pMDHAB–AA, the coating presented durable antifogging performances, including long-time antifogging in hot vapor and numerous antifogging in an alternation of wetting and drying and robust mechanical wear resistance. In addition, based on the hygroscopic nature of the quaternary ammonium groups, the coating was endowed with oleophobicity underwater, an ultralow friction coefficient, and antibacterial and resistance-to-bacterial-adhesion performances. More importantly, the antifogging coating plays a crucial role in enhancing substrate transparency by reducing the diffuse reflection. This prepared material addresses current concerns related to antifogging coatings and holds significant potential for applications in various fields, including optical glass, medical devices, agricultural films, etc.

Based on the goal of "carbon neutralization and carbon peaking", it is still challenging to develop a high adsorption performance and environmentally friendly material for uranium extraction. We proposed a new idea of "Three-Dimensional Environmental-Friendly". A series of amino acid bis-substituted chitosan aerogels (C-1, C-2, C-3, C-4 and C-5) were prepared by ice template method and selective substitution reaction in water environment. Among them, C-3 adsorbent has the antibacterial properties of gram-positive bacteria, gram-negative bacteria and marine bacteria, which is more suitable for uranium adsorption in complex environments. Also, C-3 adsorbent solves the shortcomings of poor adsorption property and easy to cause secondary pollution during modification of traditional chitosan materials. The selectivity and adsorption capacity of uranium are further improved by the unique functional groups of serine residues. At pH = 7, the maximum adsorption capacity reaches 606.32 mg/g. In addition, C-3 adsorbent have excellent selectivity and stability. The synergistic effect of coordination, electrostatic interaction and intraparticle diffusion between C-3 adsorbent and uranium may be the key to its high adsorption performance. The high performance of chitosan adsorbent provides a new idea for the design and application of green and efficient uranium adsorption materials.