In this work, we have found that a prenotched double-network (DN) hydrogel, when subjected to tensile loading in a pure-shear geometry, exhibits intriguing stick-slip crack dynamics. These dynamics synchronize with the oscillation of the damage (yielding) zone at the crack tip. Through manipulation of the loading rate and the predamage level of the brittle network in DN gels, we have clarified that this phenomenon stems from the significant amount of energy dissipation required to form the damage zone at the crack tip, as well as a kinetic contrast between the rapid crack extension through the yielding zone (slip process) and the slow formation of a new yielding zone controlled by the external loading rate (stick process).

Investigating cost-effective, high-performance, stable and durable oxygen reduction reaction (ORR) catalysts is imperative, yet it's still a formidable obstacle in the advancement of metal-air batteries. In this research, NiCo-bimetallic oxides in situ combined with NiCo-bimetal alloy upon the surface of carbon-based matrix (reduced graphene oxide) (NiCo/Co-NiO/rGO) were synthesized by microwave hydrothermal treatment coupled with an ultrafast Joule heating shock process. The interfacial charge transfer between the bimetal alloy and metal oxide in NiCo/Co-NiO/rGO resulted in electron redistribution at the heterointerface, where *O species migrated to the NiCo alloy surface through Mn+-O-M0 (M=Ni, Co and n=2, 3) bonds, facilitating continuous electron transport between the two phases and unveiling added active sites. Introducing abundant oxygen vacancies by Ni3+ and Co3+ facilitated charge transfer between different valence states and led to forming more active sites, thus significantly enhancing ORR performance. More importantly, solid solution strengthening within the NiCo-bimetallic alloy mitigated the oxidation and corrosion of the catalyst. Therefore, the as-synthesized NiCo/Co-NiO/rGO(5 % Co) exhibited excellent ORR performance under an alkaline medium. It achieved a half-wave potential(E1/2) of 0.85 V(vs. RHE) and maintained 89.10 % of its current density after a 12-h long-term reaction. The assembled zinc-air battery (ZAB) employing this catalyst proved remarkable specific capacity (807.04 mAh·gZn−1), power density (95.54 mW cm−2) and cycling stability (over 240 h), outperforming that of commercial Pt/C+RuO2-based ZAB device. This study presents a viable approach for fabricating low-cost dual transition metal-based catalysts, thereby boosting their electrocatalytic performance and enhancing the efficiency and longevity of metal-air batteries.

Hypercapnia during breath holding is believed to be the dominant driver behind the modulation of cerebral blood flow (CBF). Here we showed that the cerebrovascular responses to brief breath hold epochs were coupled not only with increased partial pressure of carbon dioxide (PCO2), but also with a decrease in partial pressure of oxygen (PO2). We used transcranial Doppler ultrasound to evaluate the CBF changes during breath holding by measuring the cerebral blood flow velocity (CBFv) in the middle cerebral arteries, a pair of cerebral arteries that supply most parts of the brain. The regional CBF changes during breath hold epochs were mapped with blood oxygenation level dependent (BOLD) signal changes as surrogate of CBF changes using functional magnetic resonance imaging (fMRI) technique. Given the interdependence of the dynamic changes between PCO2 and PO2, we found that the breath-by-breath O2-CO2 exchange ratio (bER), namely the ratio of changes in PO2 (ΔPO2) to changes in PCO2 (ΔPCO2) between end inspiration and end expiration, was superior to either ΔPO2 or ΔPCO2 alone in coupling with the changes of CBFv and BOLD signals under breath hold challenge. The regional cerebrovascular reactivity (CVR) results derived by regressing BOLD signal changes on bER under breath hold challenge resembled those derived by regressing BOLD signal changes on end-tidal partial pressure of CO2 (PETCO2) under exogenous CO2 challenge. Our findings provide a novel insight on the potential of using bER to better quantify CVR changes under breath hold challenge, although the physiological mechanisms of cerebrovascular changes underlying breath hold and exogenous CO2 challenges are potentially different.