Elemental doping is employed to tune the inherent activity and electronic structure of electrocatalysts for water electrolysis. Here, unique nanosheet arrays of NiFe-LDH doped with lanthanide metals (NiFeSm-LDH, NiFeCe-LDH, and NiFeLa-LDH) were developed as high-performance electrocatalysts for oxygen evolution reaction (OER). Notably, NiFeSm-LDH exhibits the superior performance, with the lowest overpotentials of 203 mV (at 10 mA cm−2) for OER. Structural analysis, in-situ Raman spectra and DFT calculations reveal that the high activity of the catalysts can be attributed to synergistic functionalities. Firstly, compared to Ce in NiFeCe-LDH and La in NiFeLa-LDH, Sm element in NiFeSm-LDH can attract more electrons from the outermost 3d orbitals of Ni due to the effect of lanthanide contraction, resulting in the highest valence state and d-band center of Ni. Secondly, the formation of NiOOH phase on NiFeSm-LDH requires a lower overpotential (∼1.32 V) than those on NiFeCe-LDH (1.32 ∼ 1.37 V) and NiFeLa-LDH (∼1.37 V) based on in-situ Raman spectra, which indicate that NiFeSm-LDH has faster kinetics to achieve the Ni(II)-Ni(III) transformation. Thirdly, First-principles simulations reveal that NiFeSm-LDH reduces the formation energy from OOH* to O2 significantly, which eventually improves the catalytic activity. Furthermore, the NiFeSm-LDH||Pt/C couple exhibits a low voltage of 1.59 V at 100 mA cm−2 for overall water splitting.

Abstract COPD is the third leading cause of death worldwide, but current therapies for COPD are only effective at treating the symptoms of the disease rather than targeting the underlying pathways that are driving the pathogenic changes. The lack of targeted therapies for COPD is in part due to a lack of knowledge about drivers of disease progression and the difficulty in building relevant and high throughput models that can recapitulate the phenotypic and transcriptomic changes associated with pathogenesis of COPD. To identify these drivers, we have developed a cigarette smoke extract (CSE)-treated bronchosphere assay in 384-well plate format that exhibits CSE-induced decreases in size and increase in luminal secretion of MUC5AC. Transcriptomic changes in CSE-treated bronchospheres resemble changes that occur in human smokers both with and without COPD compared to healthy groups, indicating that this model can capture human smoking signature. To identify new targets, we ran a small molecule compound deck screening with diversity in target mechanisms of action and identified hit compounds that attenuated CSE induced changes, either decreasing spheroid size or increasing secreted mucus. This work provides insight into the utility of this bronchosphere model in examining human respiratory diseases, the pathways implicated by CSE, and compounds with known mechanisms of action for therapeutic development.

A non-approximate integral theorem of Fresnel diffraction by rectangle aperture is proposed. The phase term in the Fresnel diffraction integral is retained exactly, the Fresnel obliquity factor is determined by triangle relation, not approximated by paraxial. It's applied to DUV wavelength similar size of rectangle aperture. The numerical evaluation of diffraction integral provides intensity distribution. The contour profile and fitting rectangle is determined, the alternative phase shift and pattern correction is introduced. The simulation and resolution enhancement of the near field Fresnel diffraction by rectangle aperture, provides a perspective solution of DUV proximity lithography.

The interferometry is often adopted to check the optical quality and support the alignment in assembly for high precision demand optical system. The interferometer could acquire the system wavefront error (WFE) and obtain the delicate variation of aberration terms. For those optical systems applied to the space mission, the transition from atmosphere to vacuum environment would lead to the dimensional changes of mechanical structure within the scale of micrometer and eventually diminish optical performance. Consequently, as stated above, it is essential to validate the whole optical system in vacuum circumstance. Before the system actually being launched into the space, they are usually placed in the thermal vacuum chamber during ground testing in order to validate if the design could withstand the harsh environments such as high vacuum level and large temperature difference. Nevertheless, it is a big challenge to build up an in-situ optical measurement architecture for large aperture optical system in the thermal vacuum chamber due to the finite internal space of chamber, limited aperture size of transmission view port of chamber door and thermal dissipation problem of measuring instruments. In this paper, we demonstrate an innovative way of interferometry for monitoring the optical performance variation of FORMOSAT-8 (FS-8) optical system assembly (OSA) in our current vacuum chamber that the test telescope and the diverger lens were located in the vacuum environment, while the interferometer stayed in the ambient circumstance. The interferogram was successfully obtained thanks to the rigorous optical alignment process and the speical designed reference tools.