We describe the development, current features, and some directions for future development of the Amber package of computer programs. This package evolved from a program that was constructed in the late 1970s to do Assisted Model Building with Energy Refinement, and now contains a group of programs embodying a number of powerful tools of modern computational chemistry, focused on molecular dynamics and free energy calculations of proteins, nucleic acids, and carbohydrates. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. J Comput Chem 26: 1668–1688, 2005

Polymethyl methacrylate (PMMA) based biomaterials have been widely utilized in clinics. However, currently, PMMA catalyzed by benzoyl peroxide (BPO) exhibits disquieting disadvantages including an exothermic polymerization reaction and a lack of bioactivity. Here, we first designed three industrial-scale synthesis methods for high-purity butoxydibutylborane (BODBB), achieving purity levels greater than 95% (maximum: 97.6%) and ensuring excellent fire safety. By utilizing BODBB as a catalyst, the highest polymerization temperature of PMMA bone cement (PMMA-BODBB) reached only 36.05 °C, ensuring that no thermal damage occurred after implantation. Compared to PMMA catalyzed by BPO and partially oxidized tributylborane (TBBO, catalyst of Super Bond C&B), PMMA-BODBB exhibited superior cell adhesion, proliferation, and osteogenesis, attributed to the reduced release of free radicals and toxic monomer, and moderate bioactive boron release. After injection into a 5 mm defect in the rat cranial bone, PMMA-BODBB demonstrated the highest level of osteointegration. This work not only presents an industrial-scale synthesis of high-purity BODBB, but also offers an innovative PMMA biomaterial system with intrinsic biocompatibility and osseointegration, paving the way for the next generation of PMMA-based biomaterials with broader applications.

Abstract While improving the thermal conductivity of composites, single‐size carbon nanotubes (CNT) often degrade their mechanical properties due to the agglomerates. To overcome this limitation, this study reported thermoplastic resin matrix composites synergistically reinforced with small, medium, and large‐size carbon nanotubes (S‐CNT, M‐CNT, and L‐CNT). Using the thermal conductivity ( λ ) and mechanical properties (flexural strength [ F ], compressive strength [ C ] and tensile strength [ T ]) as the response values, we conducted 21 sets of mixing design experiments and developed the associated quadratic term models. Further multi‐objective optimization was carried out for the above response values. Optimized multiscale CNT synergistically modified composites (S‐CNT, M‐CNT, and L‐CNT contents of 1.25, 7.02, and 2.56 wt%) exhibited a λ value of 1.168 W/mK, which was 121% higher than that of pure composite and also superior to the same content of S‐CNT‐ (1.031 W/mK), M‐CNT‐ (1.016 W/mK), and L‐CNT‐modified composites (0.983 W/mK). Additionally, the optimized composite demonstrated excellent mechanical properties ( F = 1482 MPa, C = 848 MPa, and T = 1759 MPa), which were 13%, 11%, and 13% higher than those of the pure composites, respectively, and also surpassed those of the S‐CNT‐, M‐CNT‐and L‐CNT‐modified composites. Highlights Using three different scales of carbon nanotubes modified CF/PPBESK composites. Polynomial modeling of composite's thermal conductivity and mechanical properties. Synergistic interactions between carbon nanotubes to improve the composite's thermal conductivity and mechanical properties.

Abstract Magneto‐mechano‐electric (MME) energy harvesters (EHs) have emerged as a promising solution for powering Internet of Things (IoT) sensor networks by capturing ambient stray magnetic fields in urban circumstance. Despite significant advancements, achieving milliwatt‐level power generation from extremely weak (<1 Oe) and randomly oriented magnetic fields remains challenging. Drawing inspiration from the configuration of cross‐shaped spider legs, this study introduces an innovative X‐shaped MME‐EH featuring fourfold symmetric architecture with symmetrically distributed magnets at each end, enabling near‐isotropic in‐plane omnidirectional energy harvesting. Under extremely weak magnetic fields 0.75 and 0.3 Oe at 60 Hz, the device achieves a record‐high output power of 7.31 and 1.67 mW RMS , respectively, representing a 362% improvement in normalized power over the state‐of‐the‐art results. The theoretical model attributes these gains to the synergistic enhancement effect of the second bending mode and the dual‐mode structure, collectively improving both magnetomechanical and electromechanical coupling by augmenting the magnetic moments and suppressing the clamp loss. The device further demonstrates robust real‐world applications, efficiently powering a wireless IoT sensor system by harvesting multidirectional magnetic field energy from household appliances. This work opens new avenues for developing efficient multimodal MME‐EHs capable of harnessing omnidirectional, weak magnetic fields for widespread IoT applications.

Ceramic temperature sensors are promising for automobile and jet engine monitoring but lack suitable materials and manufacturing methods. Herein, we designed and synthesized a novel vinyl-bridged graphene oxide/polycarbosilane (v-GO/PCS) hybrid precursor that could be easily shaped and pyrolyzed into reduced graphene oxide/silicon carbide (rGO/SiC) film as a stable and sensitive temperature sensor under harsh environments. As a result, 1%-rGO/SiC ceramic film exhibited a fast response in the temperature range of 100 oC to 1000 oC. The rGO acted as a bridge linking the surrounding SiC grains, which significantly reduced the amount of thermal energy required for the directional transfer of electrons, leading to an increase in both the detection range and sensitivity of the sensor. The introduction of dry air, water vapor and acid (or alkali) atmosphere in the high-temperature conditions further verified its excellent stability. This work provides a simple and practicable strategy for highly stable temperature detection under harsh environments.

Background: How to ingeniously design multi-effect photosensitizers (PSs), including multimodal imaging and multi-channel therapy, is of great significance for highly spatiotemporal controllable precise phototherapy of malignant tumors. Methods: Herein, a novel multifunctional zinc(II) phthalocyanine-based planar micromolecule amphiphile ( ZnPc 1 ) was successfully designed and synthesized, in which N atom with photoinduced electron transfer effect was introduced to enhance the near-infrared absorbance and nonradiative heat generation. After simple self-assembling into nanoparticles (NPs), ZnPc 1 NPs would exhibit enhanced multimodal imaging properties including fluorescence (FL) imaging (FLI) /photoacoustic (PA) imaging (PAI) /infrared (IR) thermal imaging, which was further used to guide the combined photodynamic therapy (PDT) and photothermal therapy (PTT). Results: It was that under the self-guidance of the multimodal imaging, ZnPc 1 NPs could precisely pinpoint the tumor from the vertical and horizontal boundaries achieving highly efficient and accurate treatment of cancer. Conclusion: Accordingly, the integration of FL/PA/IR multimodal imaging and PDT/PTT synergistic therapy pathway into one ZnPc 1 could provide a blueprint for the next generation of phototherapy, which offered a new paradigm for the integration of diagnosis and treatment in tumor and a promising prospect for precise cancer therapy. Keywords: multimodality imaging guided synergistic cancer phototherapy, FL/PA/IR multimodal imaging, PDT/PTT dual synergistic therapy pathway, Zn phthalocyanine derivant

An abstract is not available for this content. As you have access to this content, full HTML content is provided on this page. A PDF of this content is also available in through the 'Save PDF' action button.