The present work targets a high-order SPH scheme for simulating incompressible flows. To achieve this, typical spatial reconstructions, piecewise constant approximation, MUSCL, WENO and TENO techniques are employed in the Riemann-SPH formulation. These reconstructions are based on primitive variables rather than numerical fluxes, and the advection term is not altered. Therefore, the polynomial coefficients and the optimal weights in the W/TENO reconstruction are corrected to adapt this system. The accuracy of SPH is improved by W/TENO reconstruction up to 4th and 5th order in the Eulerian framework, respectively. The performances in the Lagrangian, ALE and Eulerian frameworks, and of different reconstructions are also compared. TENO-SPH can obtain comparable results with half (or even lower) of the particle resolution as compared to previous SPH versions. Moreover, the constraint of mass change related to the volume conservation and pressure instabilities is investigated in the Eulerian framework.

Core-shell structured SiC/SiO2 nanowires (SiC/SiO2 NWs) were synthesized by a simple thermal evaporation method without a catalyst. The influence of the growth temperature and holding time on the microstructure and composition of the nanowires were investigated. The results indicate that within the temperature range of 1150 to 1550 °C, the color of SiC/SiO2 nanowires gradually transitions from pure white to off-white with increasing temperature. During this process, the average diameter of SiC/SiO2 increases from ~74 nm to ~291 nm, while the surface SiO2 layer thickness decreases from ~17 nm to ~5 nm, with nanowires can reach lengths of hundreds of micrometres. Variations in supersaturation of SiO and CO at different temperatures lead to discrepancies in nanowire diameter and SiO2 shell thickness. At 1350 °C, prolonged holding time enhances silicon powder reaction, resulting in increased structural disorder of the obtained SiC/SiO2 nanowires. The nanowire growth follows a vapor-solid (VS) mechanism. Additionally, the study demonstrates that the photoluminescence (PL) characteristics of the nanowires exhibit a blue shift attributable to their nanoscale dimensions, while variations in emission spectra correlate with stacking faults, SiC diameter, and SiO2 thickness. This work may be provide a theoretical basis for preparing SiC/SiO2 nanowires with different diameters and SiO2 shell thicknesses, which is crucial for advancing the development and application of SiC/SiO2 nanoceramics.

The cytochrome cd1-containing nitrite reductase, nirS, plays an important role in biological denitrification. Investigating the presence and abundance of nirS is a commonly used approach to understand the distribution and potential activity of denitrifying bacteria, in addition to denitrifier communities. Herein, a new molecular biology technique termed loop-mediated isothermal amplification (LAMP) was developed to rapidly detect nirS gene using those of Pseudomonas aeruginosa to optimize the assay. The LAMP assay relied on a set of four primers that were designed to recognize six target sequence sites, resulting in high target specificity. The specificity of the assay was confirmed by the lack of amplification when using DNA from 15 other bacterial species lacking nirS gene. The limit of detection for the LAMP assay under optimized conditions was 1.87 pg/reaction of genomic DNA, which was an order of magnitude lower than that required by conventional PCR assays. Moreover, a cell-template based LAMP assay was also developed for detecting nirS gene that directly used bacterial cells as template rather than genomic DNA. Only 1 h was needed from the addition of bacterial cells to the reaction to the verification of amplification success, and bulky and sophisticated equipment were not needed. Further, the nirS gene of P. aeruginosa in spiked seawater samples could be detected with both the DNA-template based LAMP assay and the cell-template based LAMP assay, thereby demonstrating the practicality of in-field use of them. In summary, the LAMP assays described here represent a rapid, user-friendly and cost-effective alternative to conventional PCR.

Comprehensive Summary Development of heterogeneous molecular photocatalysts for promising light‐driven hydrogen evolution reaction (HER) is highly demanding but still challenging. Here, we report the blue‐greenish emitting dinuclear metal–organic halides as photocatalyst by incorporating site‐specific single copper(I) atoms that exhibit an efficient carbon‐negative H 2 production. Interestingly, the electronic properties, including the spin and charge density of central Cu(I) active site, can be triggered by substituent modulation in metal–organic halides, which greatly affect the exciton dissociation kinetics and thus the HER reactivity. The optimized spin density in these heterogeneous photocatalysts drastically boosts the hydrogen production rate from 1250 to 3130 μmol·g –1 ·h –1 . Our molecular strategy provides a platform that rationally facilitates electronic modulation of copper(I) atoms, tunes the macroscopic optoelectronic properties of photocatalysts and boosts carbon‐negative HER activity, extending the boundaries of conventional molecular‐based photocatalysts.