Controlled stimuli-responsive release systems are a feasible and effective way to increase the efficiency of pesticides and help improve environmental pollution issues. However, near-infrared (NIR)-responsive systems for encapsulation of pesticides for controlling release have not been reported because of high cost and load ability of conventional NIR absorbers as well as complicated preparation process. Herein, we proposed polydopamine (PDA) microspheres as a photothermal agent owing to their abundant active sites, satisfactory photothermal efficiency, low cost, and easy fabrication, followed by capping with a PNIPAm thermosensitive polymer shell. In this core-shell PDA@PNIPAm hybrid system, the PDA core provided excellent temperature and NIR-light sensitivity as well as high loading capacity, while the PNIPAm applied as both a thermosensitive gatekeeper and a pesticide reservoir. The structure of the PDA@PNIPAm nanocomposites was characterized by transmission electron microscopy, scanning electron microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, ultraviolet-visible spectroscopy, dynamic light scattering, and thermogravimetric analysis; the results showed that the nanocomposites had a well-defined core-shell configuration for efficient loading of small pesticide molecules. Moreover, the core-shell PDA@PNIPAm nanocomposites exhibited high loading capacity and temperature- or NIR-controlled release performance. Overall, this system has significant potential in controlled drug release and agriculture-related fields as a delivery system for pesticides with photothermal responsive behavior.

It has become widely accepted that inflammation is a driving force behind a variety of chronic diseases, such as cardiovascular disease, diabetes, kidney disease, cancer, neurodegenerative disorders, etc. However, the existing nonsteroidal anti-inflammatory drugs show a limited utility in clinical patients. Therefore, the novel agents with different inflammation-inhibitory mechanisms are worth pursuing. Metformin, a synthetic derivative of guanidine, has a history of more than 50 years of clinical experience in treating patients with type 2 diabetes. Intense research efforts have been dedicated to proving metformin’s inflammation-inhibitory effects in cells, animal models, patient records, and randomized clinical trials. The emerging evidence also indicates its therapeutic potential in clinical domains other than type 2 diabetes. Herein, this article appraises current pre-clinical and clinical findings, emphasizing metformin’s anti-inflammatory properties under individual pathophysiological scenarios. In summary, the anti-inflammatory effects of metformin are evident in pre-clinical models. By comparison, there are still clinical perplexities to be addressed in repurposing metformin to inflammation-driven chronic diseases. Future randomized controlled trials, incorporating better stratification/targeting, would establish metformin’s utility in this clinical setting.

Developing BiVO4 photoanode with efficient carrier transfer and fast water oxidation kinetics is the permanent pursuit to achieve the state-of-art solar-driven photoelectrochemical (PEC) water splitting. The capacity to increase the PEC activity of BiVO4 by loading oxygen evolution co-catalysts (OECs) has been proven, however it suffers from sluggish charge carriers dynamics brought on by the complicated interface between BiVO4 and OECs as well as poor long-term durability. Herein, we connected OECs (NiFeOx) and photoanode with a Al-O bridge for bettering the PEC performance of BiVO4. The Al-O bridge served as a channel to extract hole from BiVO4 to NiFeOx, thus boosting charge carriers′ separation and preventing BiVO4 from photo-corrosion. The Al-O bridging photoanode (NiFeOx/Al2O3/BiVO4) demonstrated a high photocurrent density of 5.87 mA/cm2 at 1.23 V vs. RHE and long-term photostability in comparison to NiFeOx/BiVO4 photoanode. This study proposes a unique technique to boost charge carriers′ separation between BiVO4 and OECs for high-efficiency solar-driven PEC water splitting.

Strain engineering is an alternative to chemical modification in manipulating functionalities of materials. Here, we report the lattice strain could relax the abrupt phase transition of (Ni1−xFex)1−δS and lead to an excellent negative thermal expansion (NTE) effect. The high-resolution scanning transmission electron microscope and extended x-ray absorption fine structure unambiguously demonstrate that parallel Ni3S4-type nanosheets could be introduced into the matrix lattice by increasing the δ value. By forming the Ni(Fe)-S-Ni(Fe) bonds, the (1–11) plane of nanosheets epitaxially grows on the (002) plane of the hexagonal matrix. Those bonds are strong enough to bear the large lattice mismatch along the interface as the phase transition occurs. As the concentration of nanosheets increases, the weak and inhomogeneous strain in matrix lattice becomes strong and uniform, expanding the NTE window in different ways. This result opens an unconventional avenue for designing NTE materials and extends the research scope of lattice strain as well.

Abstract This work uses a double-coolant-temperature model to evaluate the cooling performance of a double-row film holes scheme employed in a high-pressure turbine nozzle guide vane, subjecting to the variability of film hole geometric parameters set by manufacturing deviation range. The numerical predictions are performed at engine-representative Maexit =0.85, inlet turbulence intensity of 16%, and Reexit, Cx =1.5%, design blowing ratio (BR=2.5) and typical high density ratio of DR=1.95. A dual non-deterministic analysis is conducted in this paper to analyze the cooling performance robustness under uncertain conditions of consistent and inconsistent film hole characteristic parameters. First, a fundamental uncertainty quantification framework, which combines a conical nozzle parameterized model, non-intrusion Polynomial Chaos UQ methodology, and k-Nearest Neighbor clustering algorithm, is built to quantify the cooling performance while geometric parameters of all film holes are consistent. With the same film hole imperfection characteristic parameters, the likelihood of all holes being on the edge of their tolerance range increases dramatically, which further leads to more extreme MFR fluctuations being observed, ranging from 0.51% to 2.31% (μ ± 3σ). Second, a flow parameter dimensionality reduction UQ approach (FPDR), which transforms the deviations of multiple geometric parameters into the fluctuations of several key flow parameters, is proposed to address the curse of dimensionality phenomenon in predicting the cooling performance under uncertain conditions of inconsistent film hole imperfection characteristic parameters.