A single-layer graphene–CdS quantum dot nanocomposite is synthesized by a one-step reaction from graphene oxide, and thus avoids the low-yield production and the aggregation of single-layer graphene sheets. This new graphene-based material shows promising optoelectronic properties. Picosecond ultrafast electron transfer from the CdS quantum dots to the graphene sheets has been observed by time-resolved fluorescence spectroscopy.

Abstract Protein is the key composition of all tissues, which has also been widely used in tissue engineering due to its superior biocompatibility and low immunogenicity. However, natural protein usually lacks active functions such as vascularization, osteo‐induction, and neural differentiation, which limits its further applications as a functional biomaterial. Here, based on the mimetic extracellular matrix feature of bovine serum albumin, injectable polypeptide‐protein hydrogels with vascularization and antibacterial abilities are constructed successfully via coordinative cross‐linking of sulfydryl groups with silver ions (Ag+) for the regeneration of infected wound. In this protein hydrogel system, (Ag+), acting as crosslinkers, can not only provide a sterile microenvironment and a strong and robust antibacterial ability but also introduce K 2 (SL) 6 K 2 (KK) polypeptide, which endows the hydrogel with vascularization behavior. Furthermore, the in vivo data show that the polypeptide‐protein hydrogel has a considerable collagen deposition and vascularization abilities in the early stage of wound healing, resulting in rapid new tissue regeneration featured with newly appeared hair follicles. Altogether, this newly developed multifunctional 3D polypeptide‐protein hydrogel with vascularization, antibacterial properties, and hair follicle promotion can be a promising approach in biomedical fields such as infected wound healing.

Metal ions are important trace elements in the human body, which directly affect the human metabolism and the regeneration of damaged tissues. For instance, the advanced combination of magnesium ions (Mg2+) and bone repair materials make the composite materials have the function of promoting vascular repair and enhancing the adhesion of osteoblasts. Herein, inspired by magnets to attract metals, we utilized the coordination reaction of metal ion ligand to construct a bisphosphonate-functionalized injectable hydrogel microsphere (GelMA-BP-Mg) which could promote cancellous bone reconstruction of osteoporotic bone defect via capturing Mg2+. By grafting bisphosphonate (BP) on GelMA microspheres, GelMA-BP microspheres could produce powerful Mg2+ capture ability and sustained release performance through coordination reaction, while sustained release BP has bone-targeting properties. In the injectable GelMA-BP-Mg microsphere system, the atomic percentage of captured Mg2+ was 0.6%, and the captured Mg2+ could be effectively released for 18 days. These proved that the composite microspheres could effectively capture Mg2+ and provided the basis for the composite microspheres to activate osteoblasts and endothelial cells and inhibit osteoclasts. Both in vivo and in vitro experimental results revealed that the magnet-inspired Mg2+-capturing composite microspheres are beneficial to osteogenesis and angiogenesis by stimulating osteoblasts and endothelial cells while restraining osteoclasts, and ultimately effectively promote cancellous bone regeneration. This study could provide some meaningful conceptions for the treatment of osteoporotic bone defects on the basis of metal ions.

Abstract Microfluidic hydrogel microspheres have been broadly studied across a wide range of industries and applications, and their use in the medical field, including control cells and drug delivery, is increasing. The usual design of these materials is intended to enable the efficient and smart encapsulation of cells and/or drugs in microspheres in which the functionalities and features are effectively controlled, lending itself some unique properties. These characteristics promote exchanges and cooperation in multiple disciplines and boost the development of precision medicine, new manufacturing technologies, and applied materials. This review begins with a discussion of microfluidic hydrogel microspheres and then introduces the preparation equipment, main principles, and related characteristics of the microspheres. Furthermore, the medical applications of microfluidic hydrogel microspheres for delivering cells and drugs are emphasized. Finally, this review discusses perspectives and future directions for accelerating the development and application of microfluidic hydrogel microspheres for controlled delivery.

Distributed coastal/offshore seawater splitting plants can facilitate H2-based economy's global deployment. Increasingly, studies emerge mostly focusing on inhibiting anodic oxidation of halide ions. Equally tricky cathodic precipitation in natural seawater reduction (NSR) is neglected due to the use of alkaline seawater in most studies. Herein, we explore possible strategies (introducing a proton sponge to change cathodic microenvironments, breaking local OH− gradients, employing self-cleaning cathodes) to alleviate surface precipitation. We introduce a famous H2 evolution-active metal, Pt, onto a self-cleaning carbon support with H2 gas evacuation capability. Our proposed binder-free Pt/carbon cathode is more robust than many previous Pt/C cathodes for NSR. Moreover, we highlight possibilities of co-electrosynthesizing nano-sized Mg hydroxides and H2 from natural seawater. This work suggests that designs of local environments, pH gradient disruption, and/or cathode architecture-based gas/liquid flows may suppress surface precipitation. We demonstrate in detail the various issues in NSR and possible solutions.

This experiment investigated the effects of dietary supplementation with nano-composites of copper and carbon (NCCC) on antioxidants, immune functions, and the cecum microbiota of weaned Ira white rabbits. A total of 240 weaned 35-day-old Ira white rabbits were randomly allocated to five dietary treatments (n = 6 per treatment, each replicate consisted of eight rabbits) that included the control group (CON) with a basal diet, the SAL group with 60 mg/kg salinomycin (SAL) in addition to the basal diet, and the NCCC I, II, III groups, which were supplemented with 50, 100, and 200 mg/kg NCCC, respectively, in addition to the basal diet. The test lasted for 28 d. The results showed that dietary NCCC supplementation increased the liver Cu/Zn-SOD content and up-regulated the gene expression of Cu/Zn-SOD (p < 0.05), while also reducing the content of MDA in the liver and enhancing the antioxidant capacity of Ira white rabbits. Moreover, the NCCC diet supplementation reduced the content of IL-6 and down-regulated the relative expression of IL-6 and IL-1β genes in the jejunum of Ira white rabbits (p < 0.05). In addition, the metagenomic analysis of 16 S rRNA showed significant differences in the cecal microbial structure of weaned Ira white rabbits in the NCCC III group compared with the CON, NCCC I, and NCCC II groups (p < 0.05). Firmicutes and Bacteroidetes were the dominant phyla of cecal microorganisms in weaned Ira rabbits in the NCCC diet groups. The dominant genera included unidentified Eubacteriaceae, unclassified Lachnospiraceae, Christensenellaceae, and Ruminococcus. Furthermore, the relative abundance of Ruminococcus in the NCCC I and II groups was lower than that in the CON group in the cecum of Ira white rabbits (p < 0.05). In summary, our results showed that diet supplementation with NCCC could enhance the antioxidant capacity in the liver, alleviate intestinal inflammation, and regulate the structure of intestinal flora, improving the health of Ira white rabbits.

Developing efficient and stable electrocatalysts for the hydrogen evolution reaction (HER) is crucial to achieve effective electrolytic hydrogen production from seawater. Hydrogen spillover enhances catalytic performance by facilitating the migration of hydrogen species between different sites, improving reaction efficiency and kinetics in the HER. Herein, we report the hydrothermal-phosphatization-immersion synthesis of Pd-decorated CoP nanoneedle arrays on nickel foam (Pd@CoP/NF) as a highly active HER electrocatalyst toward alkaline seawater reduction. In situ electrochemical impedance spectroscopy and kinetic isotope effects reveal Pd@CoP/NF's extensive hydrogen adsorption and enhanced hydrogen transfer rates. In alkaline seawater, such Pd@CoP/NF exhibits outstanding performance with a low overpotential of 249 mV at a current density of 1000 mA cm–2 and long-term stability for 500 h.