Abstract Microbial colonization on material surfaces is ubiquitous. Biofilms derived from surface‐colonized microbes pose serious problems to the society from both an economical perspective and a health concern. Incorporation of antimicrobial nanocompounds within or on the surface of materials, or by coatings, to prevent microbial adhesion or kill the microorganisms after their attachment to biofilms, represents an important strategy in an increasingly challenging field. Over the last decade, many studies have been devoted to preparing meta‐based nanomaterials that possess antibacterial, antiviral, and antifungal activities to combat pathogen‐related diseases. Herein, an overview on the state‐of‐the‐art antimicrobial nanosized metal‐based compounds is provided, including metal and metal oxide nanoparticles as well as transition metal nanosheets. The antimicrobial mechanism of these nanostructures and their biomedical applications such as catheters, implants, medical delivery systems, tissue engineering, and dentistry are discussed. Their properties as well as potential caveats such as cytotoxicity, diminishing efficacy, and induction of antimicrobial resistance of materials incorporating these nanostructures are reviewed to provide a backdrop for future research.

Engineering atomic vacancies in metal sulfide semiconductors allows for the efficient tuning of their electronic and chemical properties. In this work, we synthesized hollow tubular structures constructed by bimetallic ZnIn2S4 using a metal–organic framework (MOF) as the template. We found that the sulfur vacancies in ZnIn2S4 enabled extremely fast NO2 detection with high response at room temperature (RT), and the material with high sulfur vacancy content delivers a 2 times higher response to 10 ppm NO2 than the device with low sulfur vacancy content. To unveil the crucial role played by sulfur vacancies, DFT calculations were conducted to reveal that sulfur vacancies greatly enhance the interaction and electron transfer between ZnIn2S4 and NO2. This study will provide hints for the engineering of bimetallic sulfide materials for low-power gas sensors at RT.

Navigating more effective methods to enhance the photon utilization of photodetectors poses a significant challenge. This study initially investigates the impact of morphological alterations in 2H-MoS2 on photodetector (PD) performance. The results reveal that compared to layered MoS2 (MoS2 NLs), MoS2 nanotubes (MoS2 NTs) impart a cavity enhancement effect through multiple light reflections. This structural feature significantly enhances the photodetection performance of the MoS2-based PDs. We further employ the heterojunction strategy to construct Y-TiOPc NPs:MoS2 NTs, utilizing Y-TiOPc NPs (Y-type titanylphthalocyanine) as the vis–NIR photosensitizer and MoS2 NTs as the photon absorption enhancer. This approach not only addresses the weak absorption of MoS2 NTs in the near-infrared region but also enhances carrier generation, separation, and transport efficiency. Additionally, the band bending phenomenon induced by trapped-electrons at the interface between ITO and the photoactive layer significantly enhances the hole tunneling injection capability from the external circuit. By leveraging the synergistic effects of the aforementioned strategies, the PD based on Y-TiOPc NPs:MoS2 NTs (Y:MT-PD) exhibits superior photodetection performance in the wavelength range of 365–940 nm compared to MoS2 NLs-based PD and MoS2 NTs-based PD. Particularly noteworthy are the peak values of key metrics for Y:MT-PD, such as EQE, R, and D* that are 4947.6%, 20588 mA/W, and 1.94 × 1012 Jones, respectively. The multiperiod time-resolved photocurrent response curves of Y:MT-PD also surpass those of the other two PDs, displaying rapid, stable, and reproducible responses across all wavelengths. This study provides valuable insights for the further development of photoactive materials with a high photon utilization efficiency.

This paper presents the design of a novel multi-beam Luneburg lens antenna with specific dielectric structure and proposes a new solution for downsizing planar lens antennas. The quasi-conformal transformation optics (QCTO) principle is applied to achieve an equivalent transformation relation between the spatial coordinate and the electromagnetic properties of material, effectively preserving the behavior of electromagnetic waves while achieving a significant reduction in antenna size. The antenna comprises a deformed Luneburg lens with a radius equivalent to  $3.75\lambda $  , metal plates flanking the lens, and a linear array of seven microstrip antennas operating at 10 GHz. By selectively activating antenna elements within the array, the antenna can generate seven distinct beams, enabling a scanning range of ±30° in the azimuth plane. Each beam achieves a gain exceeding 15 dBi. In comparison to traditional planar lens antennas, this antenna boasts a reduction in size of more than 30% and has the flexibility of being fed using a linear array.

To reduce the risk of atherosclerotic disease, it is necessary to not only diagnose the presence of atherosclerotic plaques but also assess the vulnerability risk of plaques. Accurate detection of the reactive oxygen species (ROS) level at plaque sites represents a reliable way to assess the plaque vulnerability. Herein, through a simple one-pot reaction, two near-infrared (NIR) fluorescent dyes, one is ROS responsive and the other is inert to ROS, are coassembled in an amphiphilic amino acid-assembled nanoparticle. In the prepared NIR fluorescent amino acid nanoparticle (named FANP), the fluorescent properties and ROS-responsive behaviors of the two fluorescent dyes are well maintained. Surface camouflage through red blood cell membrane (RBCM) encapsulation endows the finally obtained FANP@RBCM nanoprobe with not only further reduced cytotoxicity and improved biocompatibility but also increased immune escape capability, prolonged blood circulation time, and thus enhanced accumulation at atherosclerotic plaque sites. In vitro and in vivo experiments demonstrate that FANP@RBCM not only works well in probing the occurrence of atherosclerotic plaques but also enables plaque vulnerability assessment through the accurate detection of the ROS level at plaque sites in a reliable ratiometric mode, thereby holding great promise as a versatile tool for the diagnosis and risk assessment of atherosclerotic disease.

In this paper, we proposed a fully floating memristor emulator with long-term memory characteristics. The circuit comprises operational amplifiers and an analog switch. Switching between incremental and decremental modes is easily achieved by changing the polarity of the input signal. The key feature of the emulator is its long-term memory, made possible by the switch and voltage follower. The correctness of the derived formula is verified using Matlab, and the emulator's pinched hysteresis loop and non-volatility are assessed using LTspice. Additionally, an experimental platform was constructed for physical testing, with the physical results showing consistency with the simulations. Finally, the proposed emulator was applied to a simple read-write circuit, demonstrating its practical applicability.

Abstract In order to solve the problems of voltage exceeding limits, local use, and reverse power flow due to the high proportion of distributed photovoltaic grid connections, a distributed photovoltaic uptake method considering demand-side resources and energy storage is proposed. Firstly, based on the equivalent thermal parameter (ETP) method, a load scheduling model for temperature-controlled loads is established. Secondly, with the objective function of minimizing the comprehensive operating cost of the distribution system, combined with the regulating effect of energy storage, stability and safety constraints for the distribution network, as well as the adjustable characteristics of thermal storage electric heating, air conditioning load, and electric vehicles, a demand side optimization model for the distribution network is established, which takes into account voltage safety and distributed photovoltaic uptake. Finally, based on historical data in Fengning County, Chengde City, and a certain park in Tangshan City, simulation analysis was conducted to obtain scheduling schemes and various scheduling indicators for the joint participation of demand-side resources and energy storage in the distributed photovoltaic local use of the distribution network under different permeability. The effectiveness and rationality of the proposed distributed photovoltaic consumption model were verified.

Virtual synchronous generator (VSG) technology has improved the intermittence and oscillation of wind power to a certain extent. But the traditional VSG control strategy has some problems, such as long transient adjustment time and poor oscillation. Therefore, a damping inertial adaptive control strategy based on improved particle swarm optimization (PSO) algorithm is proposed in this paper. The improved PSO algorithm is used to select the initial value of the control strategy, and the selection principle and specific value range of the key parameters are given. Finally, the proposed control strategy is verified by the electromagnetic transient simulation platform, and the results show that the proposed control strategy can support the system and suppress the oscillation problem.

With the gradual increase of new energy power generation, the operation of the power system is becoming more and more complex, and extreme weather and other factors are easy to cause grid failures and lead to major power outages. It is very important to ensure the normal operation and continuous uninterrupted power supply of the power system, so black start technology should be studied to deal with sudden failures. In this paper, the offshore wind power is taken as the black start power source, the mathematical model of the grid-forming PMSG is established, the grid -forming PMSG control strategy based on virtual synchronous generator is analyzed, a grid type PMSG black start strategy is designed, and finally the wind storage AC microgrid model is built to verify the proposed black start strategy.