Abstract Due to new applications such as wireless communications, security scanning, and imaging the presence of artificially generated high frequency (30-300 GHz) millimetre-wave (MMW) signals in the environment is increasing. Although safe exposure levels have been set by studies involving direct thermal damage to tissue, there is evidence that MMWs can have an impact on cellular function, including neurons. Earlier in vitro studies have shown that exposure levels well below the recommended safe limit of 1mW/cm 2 cause changes in the action potential (AP) firing rate, resting potential, and AP pulse shape of sensory neurons in leech preparations, as well as alter neuronal properties in rat cortical brain slices; these effects differ from changes induced by direct heating. In this paper we examine continuous MMW power (up to 80 mW/cm 2 at 60 GHz) and evaluate the responses in the thermosensitive primary nociceptors of the medicinal leech (genus Richardsonianus Australis ). The results show that MMW exposure causes an almost two-fold decrease in the threshold for activation of the AP compared with conductive heating (3.6±0.4 mV vs. 6.5±0.4 mV respectively). Our analysis suggests that MMW exposure mediated threshold alterations are not caused by enhancement of voltage gated sodium and potassium conductance. Moreover, it appears that MMW exposure has a modest suppressing effect on membrane excitability. We propose that the reduction in AP threshold can be attributed to sensitization of the TRPV1-like receptor in the leech nociceptor. In silico modelling supported the experimental findings. Our results provide evidence that MMW exposure stimulates specific receptor responses that differ from direct conductive heating, fostering the need for additional studies.

Azadirachtin is a widely used botanical pesticide for agricultural pest control worldwide. However, the molecular mechanisms of azadirachtin in insects are not fully understood. In this study, histological analysis and RNA sequencing were conducted to investigate the impact of azadirachtin on the larval development of Spodoptera frugiperda. Under azadirachtin exposure, the development was completely inhibited, and the major internal tissues, fat body, and midgut were strongly damaged under histological analysis. Differential gene expression analysis demonstrated that nutrient absorption and detoxification metabolism-related genes are differentially expressed. Interestingly, the expression of the apoptosis-related gene, caspase-8, was significantly inhibited under exposure to azadirachtin. In addition, after knocking down the expression of the caspase-8 gene, the fat body displayed a similar apoptotic phenotype as azadirachtin treatment; the distribution of chromatin and lipid droplets was uneven in the fat body cells. Thus, the results in this study demonstrated that exposure to azadirachtin rapidly activates apoptosis, resulting in innate tissue disruption, ultimately arresting larval development in S. frugiperda.

Abstract BACKGROUND Holometabolan pupal‐specifier broad‐complex ( BR‐C ) and adult specifier ecdysone‐induced protein 93F ( E93 ) are essential for metamorphosis; however, their interaction and effects on programmed cell death and cell differentiation during pupation remain unclear. RESULTS Here, multiple single‐guide RNA (sgRNA)‐mediated mosaic knockout of BR‐C induced a deformed larva/pupa intermediate phenotype in Spodoptera frugiperda . Quantitative real‐time polymerase chain reaction (qPCR) analysis showed that the adult specifier E93 was prematurely expressed in the BR‐C mutants during the penultimate and last instar larval stages. Additionally, histological observation and TUNEL assay showed that apoptosis in the fat body and midgut was activated in the larval tissues; astonishingly, the adult midgut appeared in the pupae of BR‐C mutants. CONCLUSION Overall, the results demonstrated that the premature expression of E93 induced by lack of BR‐C triggers adult differentiation during the larval stages, which revealed the inhibitory effect of BR‐C on E93 during metamorphosis in S. frugiperda . © 2024 Society of Chemical Industry.

Permeance‐selectivity trade‐off and high temperature resilience are key challenges in development of membranes for post‐combustion carbon capture. While mixed matrix membranes (MMMs) consisting of polymers and metal organic frameworks (MOFs) offer the potential to address the challenges, they are limited by the low loading of MOFs in the thin film layer. Herein, we propose an inverse synthesis strategy to form polymer‐MOF networks by copolymerizing monomers with functionalized UiO‐66 nanoparticles. This process yields a finely dispersed, easily processable solution, enabling defect‐free, thin polymer‐MOF coatings with up to 40 wt% MOF loading within the polyethylene oxide‐based polymers on polyacrylonitrile supports. The membrane with 40 wt% MOF demonstrated a 212% increment in CO2 permeance at 25 °C and maintained a selectivity of 20 at 60 °C, which is attributed to the stable diffusivity selectivity of MOFs at high temperature. Furthermore, the membrane was evaluated with mixed gas and 83% relative humidity (RH) at 60°C, achieving a CO2 permeance up to 2793 GPU and a CO2/N2 selectivity of 21.6. This work offers insights into the design of practical mixed matrix membranes, which not only paves the way towards energy efficient carbon capture from flue gas, but also provides more possibilities for other applications.

Exact detection of moisture content is essential to preserve the quality of wood, since it can stop swelling and shrinkage. This paper proposes a theory based on the interaction between spoof surface plasmon polaritons (SSPPs) and spoof localized surface plasmon (SLSPs) for the purpose of detecting moisture content in wood utilizing a planar terahertz sensor structure. The numerous resonance frequencies generated by this sensor are used to detect moisture content by measuring variations in the shift of these resonance frequencies within a designated operating band. When the standard block is fixed, the simulated results show that the sensor has a fix resonance frequency. Conversely, if the moisture in the wood being tested is higher than that of the standard block, resonance frequencies move towards lower frequencies, suggesting that the proposed method works well for screening wood that does not match moisture content standards. The topic of wood processing can benefit from the practical applications of this research. Furthermore, these results provide a path toward the development of planar spoof plasmonic devices into useful sensors in the terahertz regime.

Permeance-selectivity trade-off and high temperature resilience are key challenges in development of membranes for post-combustion carbon capture. While mixed matrix membranes (MMMs) consisting of polymers and metal organic frameworks (MOFs) offer the potential to address the challenges, they are limited by the low loading of MOFs in the thin film layer. Herein, we propose an inverse synthesis strategy to form polymer-MOF networks by copolymerizing monomers with functionalized UiO-66 nanoparticles. This process yields a finely dispersed, easily processable solution, enabling defect-free, thin polymer-MOF coatings with up to 40 wt% MOF loading within the polyethylene oxide-based polymers on polyacrylonitrile supports. The membrane with 40 wt% MOF demonstrated a 212% increment in CO2 permeance at 25 °C and maintained a selectivity of 20 at 60 °C, which is attributed to the stable diffusivity selectivity of MOFs at high temperature. Furthermore, the membrane was evaluated with mixed gas and 83% relative humidity (RH) at 60°C, achieving a CO2 permeance up to 2793 GPU and a CO2/N2 selectivity of 21.6. This work offers insights into the design of practical mixed matrix membranes, which not only paves the way towards energy efficient carbon capture from flue gas, but also provides more possibilities for other applications.