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前沿热点
  • ACSNano:可穿戴皮肤不是梦,多孔离子凝胶帮你实现
    弹性离子导体的发展为制造关键的可穿戴离子部件提供了机会,例如能够感知机械变形的离子皮肤。然而,目前仍有很大的空间来克服灵敏度和可检测范围缺陷的问题。在这里,我们提出了用于高性能、功能性离子传感平台的多孔离子凝胶。多孔离子凝胶即使在小压力下也可以通过封闭孔而有效变形,并且凝胶和电极的接触面积会引起大的变化,导致双电层电容的显著差异。通过调整凝胶参数优化机械特性后,将多孔离子凝胶应用于离子皮肤。更有趣的是,多孔离子凝胶的功能被扩展到包括电化学发光(ECL),从而产生了发射性ECL离子皮肤。来自发射离子皮肤的ECL强度与施加的压力线性相关,甚至可以用肉眼推断。基于多孔离子凝胶的功能离子皮肤有望成为未来传感离子电子学的关键组成部分。
    发布时间: 2021-09-17阅读次数: 10
  • ACS Appl. Mater. Interfaces:原来水凝胶也可以各向异性!
    利用复合界面剪切(CIS)工艺,用于生产具有可控结构和形貌的单分散Janus乳液。该工艺引入周期性的力来分离材料,能够独立控制Janus乳液中的隔室特征。具有可受控数量的隔室聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)的Janus乳液通过CIS生产,并光聚合形成具有指定界面曲率的微水凝胶。聚乙二醇单丁醚微水凝胶可以通过含油分散相的含量进一步改性,以实现表面或内部特征的各向异性。本文中研究了MCF-7人乳腺癌细胞被包裹在微水凝胶中,用于细胞增殖,具有令人满意的生存能力。通过用RGDS共轭聚苯乙烯微球修饰PEGDA微水凝胶,我们证明了MCF-7细胞和人脐静脉内皮细胞在不同三维曲率的基底上的可控空间粘附。我们的试点研究提出了一种简单且潜在可扩展的方法来生产具有可控结构和地形特征的三维基底,用于三维导向细胞组织。
    发布时间: 2021-09-14阅读次数: 16
  • Advanced Materials:MOFs光子球-局部热探测和光热传感
    探测亚毫米尺度的局部温度是一个重要的挑战,其中涉及许多领域,如微电子学,光子学及生物学工程。目前,在宏观尺度上的热成像是由成熟的红外成像技术完成。但是空间分辨率本质上受红外波长的限制,进入微尺度成像就变得非常复杂。此外,目前使用的方法需要昂贵的仪器,其中一种直接的方法是使用热敏探针。基于温度依赖性荧光变化,发展的荧光探针被成功地用作微和纳米温度计,但它们的合成往往具有挑战性和多步骤。此外,它们可能存在稳定性问题,它们的使用仅限于非荧光支持或环境。由于这些原因,开发替代材料作为无标记热探针是热测量领域的挑战。
    发布时间: 2021-09-13阅读次数: 17
  • Chemical Engineering Journal:传说中的高性能纳米创可贴
    在日常生活中,由于创伤、手术和凝血功能障碍引起的不必要的出血会造成死亡。一般的止血材料包括多糖,硅酸盐,生物制品和纳米自组装肽。其中,硅酸盐止血剂,包括沸石、高岭土和蒙脱石(MMT),由于其高效、可操作、成本效益和最小的组织反应而受到欢迎。经过动物和临床试验表明,粘土类止血剂优于沸石类止血剂。虽然近年来,新型粘土止血材料的研制取得了很大进展,但是作为用于止血已有数千年的历史的埃洛石纳米管(一种传统的矿物中药),其凝血机制及其实际应用潜力尚未完全阐明。商用粘土止血器仍然存在挑战。
    发布时间: 2021-09-09阅读次数: 21
  • ACS Energy Letters:万物皆可盘,折纸灵感得来的柔性管状聚合物电解质膜燃料电池堆
    柔性能量装置对于未来的小型和柔性装置是必不可少的,并且制造可变形的能量装置存在许多挑战。在本研究中,我们采用吸管状的思路,设计开发了一种具有柔性3D结构的被动吸气式聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)堆,其轻质且柔软,比传统的PEMFC堆叠更轻。通过应用锥形设计,该装置很容易与串联连接的单元组装在一起。此外,首次将锥形反向桁架折纸设计应用于管状PEMFC,实现了3D运动并缩小了PEMFC的体积。柔性管状PEMFC预计将成为小型设备的能源,并可用于替换需要机械运动的设备中的电线或外部燃料管道。
    发布时间: 2021-09-07阅读次数: 24
  • ACS Appl. Nano Mate:“多才多艺”超亲水性纤维素纳米纤维基气凝胶
    基于纤维素纳米纤维(CNF)的气凝胶具有广泛的应用前景,但其耐水性差和水下机械韧性低阻碍了其应用。在这里,我们报道了通过硅烷缩合和随后的冷冻干燥来制造共价交联的基于CNF的各向异性气凝胶。所得气凝胶显示出沿轴向的层状结构、增强的亲水性、优异的耐水性(在水中浸泡12个月而不破裂)和突出的水下机械韧性(在500次压缩-释放循环后没有损坏)。此外,气凝胶表现出不同寻常的油下超亲水性,这使得气凝胶能够通过吸收分离表面活性剂稳定的油包水乳液,分离效率高达99.6%。同时,优异的抗油污能力赋予气凝胶高的循环稳定性和可重复使用性。利用由增强的亲水性和相互连接的径向排列的通道所施加的强大的反重力水传输(在2.5 cm的高度处传输速率为3.75 mm/s),气凝胶被用作太阳能蒸汽发生器的结构部件,其在一次太阳照射下显示出1.83kg m-2h-1的相对高的蒸发速率和95.9%的水蒸发效率。
    发布时间: 2021-09-05阅读次数: 34
  • Nature Communications:可媲美变色龙伪装的超级自适应变色材料
    人工伪装是对自然伪装的功能性模仿,可以在许多物种中观察到。特别是自19世纪以来,有很多关于军事用途的伪装技术的有趣研究,这些技术可以增加物体的生存能力,并将其识别为属于特定军事力量。随着对伪装技术和自然伪装的研究,人工伪装正成为近年来先进软机器人、特别是电子皮肤等技术发展的一个重要课题。 背景匹配和破坏性着色通常被认为是基本原理伪装,不仅需要简单的着色,还需要根据背景选择性地表达各种破坏性图案。自然界中发现的主动伪装主要依赖于肌肉细胞的机械动作,而人工伪装则与变色动物的实际解剖结构不相匹配,因此采用了更加多样化的策略,但在可见光波段,特别是RGB波段,实用人工伪装的主导技术尚未完全确立。
    发布时间: 2021-09-02阅读次数: 29
  • Advanced Materials:MOFs增强纳米流体膜实现超快速水传输
    具有分子/离子级超高选择性传输纳米通道的人工纳米流体膜在高效分离、催化、离子整流、生物传感器、能量存储和转换等领域具有广泛的应用前景。 目前,据报道的纳米流体膜通常为纳米多孔石墨烯、自组装2D纳米膜、单分子跨膜人工通道及水通道蛋白,纳米流体器件的制备涉及复杂的纳米化学过程,如费力的纳米蚀刻,低效的剥离和模板,此外,高能量消耗和有限的膜尺寸仍然是有待解决的挑战。聚合物材料虽易于合成、成膜性好,但是一般聚合物分子链间容易相互缠绕堆叠,到目前为止,具有高效选择性传输的聚合物纳米流体膜的开发依旧是一个巨大的挑战。
    发布时间: 2021-08-31阅读次数: 31
  • Advanced Materials: MXene 双功能ORR∕OER双原子催化剂助力金属-空气电池
    设计高活性双功能氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)催化剂引起了金属-空气电池领域人员的极大兴趣。在此,通过在表面引入非贵金属(如 Fe/Co/Ni),提出了一种有效的解决方案来寻找基于MXene的双功能催化剂。这些结果表明,Ni1/Ni2-和 Fe1/Ni2 改性的 MXene 基双原子催化剂(DAC)对双功能 ORR/OER 的超高活性优于众所周知的具有低过电位的单功能催化剂,如 Pt (111)ORR 和 IrO2(110) 用于OER。一种基于密度泛函理论和理论极化曲线的电化学模型来揭示潜在的机制,与实验结果一致。电子结构分析表明,基于 MXene的DAC的优异催化活性归因于电子-Fe/Co/Ni 吸附剂和 MXene 底物之间的捕获能力和协同相互作用。这些发现不仅揭示了基于 MXene 的双功能ORR/OER 催化剂的有希望的候选者,而且还为合理设计不含贵金属的双功能 DAC 提供了新的理论见解。
    发布时间: 2021-08-29阅读次数: 49
  • EcoMat:摩擦电纳米发电机也能一站式3D打印?
    摩擦电纳米发电机(TENG)因具有成本低、材料的多样化选择及高的转换效率,而成为分布式传感器网络节点的电势的电源解决方案和大规模可再生能量。传统的TENG制造工艺是先准备各种功能层、支撑层,然后组装它们。考虑到TENG的应用环境的复杂化和多样化,对TENG的要求也越来越高。开发可定制、标准化和可扩展的TENG制造技术具有重要的现实意义。而随着3D打印技术不断进步,3D打印技术已用于TENG的制造。但目前TENG的3D打印技术也只是在整个制备过程中准备一部分功能层,这些TENG没有进行封装,不适合未来的标准化、定制化和批量生产。
    发布时间: 2021-08-26阅读次数: 31
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