Single-protein spectroscopy The spin of a single nitrogen-vacancy (NV) center in diamond is a highly sensitive magnetic-field sensor. Shi et al. used the NV center to detect a nitroxidelabeled protein through electron spin resonance under ambient conditions (see the Perspective by Hemmer and Gomes). The strength of the interaction and the details of the hyperfine interaction between the electron and nitrogen spin revealed the position and orientation of the spin label relative to the NV center. The findings also elucidate the dynamical motions of the protein on the diamond surface. Science , this issue p. 1135 ; see also p. 1072

It is difficult to simulate quantum systems on classical computers, while quantum computers have been proved to be able to efficiently perform such kinds of simulations. We report an NMR implementation simulating the hydrogen molecule (H2) in a minimal basis to obtain its ground-state energy. Using an iterative NMR interferometer to measure the phase shift, we achieve a 45-bit estimation of the energy value. The efficiency of the adiabatic state preparation is also experimentally tested with various configurations of the same molecule.

Reversible hydrophilic-hydrophobic transitions on metal surfaces are challenging in surface-wetting treatment. Existing preparation methods have the disadvantages of requiring a long time, producing a metal oxide layer, and being difficult to implement. In this paper, a rapid reversible transitions between hydrophilicity and superhydrophobicity was achieved on the surface of 316L stainless steel using laser etching combined with electron beam irradiation. The contents of C–C/C–H hydrophobic functional groups was found to be notably increased by low electron dose in the experiments. The contents of C-O-C, O-C = O and –OH hydrophilic functional groups decreased. The interaction of excited secondary electrons with precursor molecules generated free radical fragments that adsorbed onto surfaces and formed new chemical bonds, changing the content of the functional groups. Reversible hydrophilic and superhydrophobic transitions could be achieved by adjusting the electron dose. The contact angle continually changed from 91° to 160° with a beam current of 100 μA, to 17° with 300 μA, and back to 90° with cleaning. The entire procedure required only four minutes. Meanwhile, the superhydrophobic state with contact angle of 160° has a sliding angle of 6°, presenting excellent resistance to bacterial adhesion, UV irradiation, and delayed icing.

Abstract In the serpentine passage of actual rotor blades, the coolant at the inlet of the film hole has an internal crossflow. The internal crossflow significantly influences the film cooling effectiveness of multi-row film holes. This paper presents a numerical investigation of the superposition characteristics of multiple rows of laidback fan-shaped holes under the influence of internal crossflow. The numerical simulations utilize the RANS method considering the effects of blowing ratio, crossflow velocity ratio, arrangement patterns, and row-to-row spacing of the internal crossflow on the superposition characteristics of film holes. The results indicate that film cooling effectiveness exhibits a distinctly asymmetric distribution under crossflow conditions. At different blowing ratios, there exists an optimal crossflow velocity ratio, at which the laterally averaged film cooling effectiveness is maximized. The crossflow-to-jet velocity ratio (VRi) is utilized to comprehensively evaluate the impact of blowing ratios and crossflow velocity ratios, the range of high area averaged film cooling effectiveness is accurately captured. Regarding the study of arrangement patterns and row-to-row spacings, it has been found that under identical coolant mass flow rates, the staggered arrangement is better than the inline arrangement in both laterally averaged film cooling effectiveness and cooling uniformity. Meanwhile, reducing the row-to-row spacing leads to an improvement in laterally averaged film cooling effectiveness. Finally, an assessment of the Sellers model's applicability under crossflow conditions revealed that it demonstrates good applicability in cases of staggered arrangement with lower blowing ratios.