We report on the coupling between ferroelectric and magnetic order parameters in a nanostructured BaTiO3-CoFe2O4 ferroelectromagnet. This facilitates the interconversion of energies stored in electric and magnetic fields and plays an important role in many devices, including transducers, field sensors, etc. Such nanostructures were deposited on single-crystal SrTiO3 (001) substrates by pulsed laser deposition from a single Ba-Ti-Co-Fe-oxide target. The films are epitaxial in-plane as well as out-of-plane with self-assembled hexagonal arrays of CoFe2O4 nanopillars embedded in a BaTiO3 matrix. The CoFe2O4 nanopillars have uniform size and average spacing of 20 to 30 nanometers. Temperature-dependent magnetic measurements illustrate the coupling between the two order parameters, which is manifested as a change in magnetization at the ferroelectric Curie temperature. Thermodynamic analyses show that the magnetoelectric coupling in such a nanostructure can be understood on the basis of the strong elastic interactions between the two phases.

A novel composite hydrogel was prepared via UV irradiation copolymerization of acrylic acid and maize bran (MB) in the presence of composite initiator (2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone and ammonium persulfate) and cross-linker (N,N′-methylenebis(acrylamide)). Under the optimized conditions, maize bran–poly(acrylic acid) was obtained (2507 g g–1 in distilled water and 658 g g–1 in 0.9 wt % NaCl solution). Effects of granularity, salt concentration, and various cations and anions on water absorbency were investigated. It was found that swelling was extremely sensitive to the ionic strength and cation and anion type. Swelling kinetics and water diffusion mechanism in distilled water were also discussed. Moreover, the product showed excellent water retention capability under the condition of high temperature or high pressure. The salt sensitivity, good water absorbency, and excellent water retention capability of the hydrogels give this intelligentized polymer wide potential applications.

Tuning carrier concentration via chemical doping is the most successful strategy to optimize the thermoelectric figure of merit. Nevertheless, how the dopants affect charge transport is not completely understood. Here we unravel the doping effects by explicitly including the scattering of charge carriers with dopants on thermoelectric properties of poly(3,4-ethylenedioxythiophene), PEDOT, which is a p-type thermoelectric material with the highest figure of merit reported. We corroborate that the PEDOT exhibits a distinct transition from the aromatic to quinoid-like structure of backbone, and a semiconductor-to-metal transition with an increase in the level of doping. We identify a close-to-unity charge transfer from PEDOT to the dopant, and find that the ionized impurity scattering dominates over the acoustic phonon scattering in the doped PEDOT. By incorporating both scattering mechanisms, the doped PEDOT exhibits mobility, Seebeck coefficient and power factors in very good agreement with the experimental data, and the lightly doped PEDOT exhibits thermoelectric properties superior to the heavily doped one. We reveal that the thermoelectric transport is highly anisotropic in ordered crystals, and suggest to utilize large power factors in the direction of polymer backbone and low lattice thermal conductivity in the stacking and lamellar directions, which is viable in chain-oriented amorphous nanofibers.

Background Branched gold and silver nanoparticles coated with polydopamine (Au-Ag-PDA) demonstrate high photothermal conversion efficiency. Utilizing umbilical cord mesenchymal stem cell membranes (MSCM) as an effective drug delivery system, our preliminary studies investigated the suppression of sebum secretion in sebaceous glands using MSCM-coated Au-Ag-PDA nano-particles (Au-Ag-PDA@MSCM) combined with 808 nm laser irradiation, showing potential for dermatological applications in acne treatment. Methods This study employs proteomic analysis, complemented by subsequent techniques such as Western blotting (WB), small interfering RNA (siRNA), and transmission electron microscopy, to further investigate the differential mechanisms by which Au-Ag-PDA and Au-Ag-PDA@MSCM-mediated photothermal therapy (PTT) suppress sebum secretion. Results Our proteomic analysis indicated mitochondrial respiratory chain damage in sebaceous gland tissues post-PTT, with further validation revealing ferroptosis in sebaceous cells and tissues. Acyl-CoA Synthetase Long-Chain Family Member 4 (Acsl4) has been identified as a critical target, with Au-Ag-PDA@MSCM demonstrating enhanced ferroptotic effects. Conclusion These findings significantly advance our understanding of how PTT mediated by Au-Ag-PDA@MSCM nanoparticles reduces sebum secretion and underscore the pivotal role of MSCM in inducing ferroptosis in sebaceous glands, thus providing a robust theoretical foundation for employing PTT via specific molecular pathways in acne treatment.