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一种可用于可靠情绪识别的40纳米厚的导电聚合物薄膜

随着社会的快速发展，个人健康管理日益受到重视，情绪管理更是其中不可或缺的一环。情绪，作为人类对外界刺激的直接反应，对日常生活产生深远影响。为了准确识别情绪，人们已经探索了多种技术，其中电生理信号分析以其准确性、敏感性和抗伪装性而脱颖而出。然而，采集微弱和高保真的电生理信号具有挑战性，这主要源于电子设备和生物界面之间的机械失配，以及导电材料在复杂应变下的机械失效。这些问题会严重削弱信号的传输，进而影响测量精度。例如，面部肌电图（fEMG）在情绪识别中至关重要，但其准确获取受制于生物电子器件与动态面部肌肉之间的匹配度。此外，理解心理学在现代社会中扮演重要角色，它有助于预测人类行为并提供相应的反馈。特别是在监测微弱的心理和情绪变化时，生物电子设备必须展现出可伸缩性和顺应性，以确保在不被察觉的情况下捕获高保真度的信号。导电聚合物薄膜被认为是实现这一目标的理想界面。然而，同时平衡机械稳健性和光电特性是一项巨大的挑战。

发布时间： 2024-09-13阅读次数： 55
旋转堆积缺陷引起的层状氧化物阴极的电化学力学失效

电化学反应与机械响应之间复杂的交互作用，对锂离子电池电极的性能和寿命具有深远影响，因此全面理解这一机制至关重要。在基于嵌入的电极中，重复的离子（脱）嵌入过程易引发累积疲劳与机械应力，通常会导致电极材料的失效（称为电化学-机械降解）。在传统的多晶电极颗粒中，这些失效模式主要表现为两种方式：晶间裂纹（发生在晶粒之间的裂纹）和晶内裂纹（单个晶粒内的裂纹）。尽管晶间裂纹扩展长期被视为影响多晶阴极循环寿命的关键，但最新研究揭示，即使在无晶界的单晶阴极中，不同循环条件下也会出现一致的电化学机械容量退化，这表明应仔细重新考虑晶内裂纹的影响。层状结构中的晶内裂纹呈现出特定特征，它们通常在平面内形成，沿晶体学的a-b平面扩展，并主要在重复循环的高压操作期间产生。此时，层状氧化物进入高度脱锂状态，层状平面可能沿（00l）平面相互滑动。这种滑动通常由不同对称堆叠的层状结构（如O3和O1型）之间的相变引起，取决于母相组成。可以推测，大规模滑动将导致沿平面的机械退化，从而归因于晶内裂纹。尽管理论上，从一个稳定相到另一稳定相的滑动是可逆的，但在层状材料中经常可以看到沿平面的晶内裂纹，而没有任何预期的滑动转变。这提出了一个基本问题：层状结构中的应力如何沿平面分布，并最终导致机械失效，如平面晶内裂纹的形成？它还引起了人们对层状材料可能存在的固有缺陷及其在滑动过程中产生的各向异性应力场中的作用的关注。

发布时间： 2024-09-12阅读次数： 52
无贵金属-高熵合金

利用太阳能活化CO2作为一种创新途径，对减少碳排放、推动全球碳循环的可持续发展具有重要意义。高熵合金（HEAs）是一种独特的合金材料，由五种或五种以上元素以接近等摩尔比组成。由于熵（ΔSmix）的显著增加，HEAs展现出较低的吉布斯自由能，从而产生卓越的稳定性。此外，元素间原子大小的变化导致了明显的晶格畸变，这不仅增加了原子扩散的能垒，还有助于HEA纳米颗粒的形成与稳定。更重要的是，其电子结构的局部可变性和可调谐性，使得HEAs在表面活化方面展现出独特的优势。因此，制备微小的HEA纳米颗粒（NP）是实现高效稳定的光催化CO2还原的一种很有前途的方法。贵金属如Au、Pd和Pt，由于具有大的功函数、强的载流子捕获能力和局域表面等离子体共振特性，成为了有效的助催化剂。然而，它们的稀缺性和高成本极大地限制了其在太阳能到燃料转换中的大规模工业应用。因此，研究者们对由地球储量丰富的金属组成的助催化剂越来越感兴趣。

发布时间： 2024-09-07阅读次数： 58
军工领域中的先进陶瓷材料

说到先进陶瓷目前的市场形势，除了各材料行业都在极力靠拢的新能源领域外，军工领域也是先进陶瓷的一个非常火爆的市场。提高国防能力在任何时代下都是一个国家的首要重点任务之一，而提高国防能力首先就要从装备的升级开始。因此，作为军工装备的关键材料之一，先进陶瓷材料的发展也得到了强有力的驱动。

发布时间： 2024-08-31阅读次数： 379
碳纳米管储能，登上Nature Nanotechnology

自1993年发现以来，单壁碳纳米管（SWCNTs）在太阳能电池、电池及超级电容器等能源转换与存储设备上的应用展现了新的可能性，并解决了许多技术难题。随着对碳中和和日益增长的能源需求的追求，选择环保且高效的能源存储策略变得十分关键。当前的能量存储机制涵盖了电化学、重力势能和机械能等，但市场主流的锂离子电池虽能量密度高却安全风险大。特定应用，如微型传感器和医疗植入设备，需要能适应宽温度范围的储能解决方案，扭曲的SWCNT绳凭借其高效的纳米机械能存储和良好的温度稳定性显示出独特适用性。

发布时间： 2024-08-30阅读次数： 62
彭慧胜院士Nature：走通柔性纤维电池研发的“最后一公里”

用聚合物凝胶电解质取代液态电解质被认为是解决可穿戴电池安全问题和实现高灵活性的一种普遍而有效的方法。然而，由于润湿不足，聚合物凝胶电解质与电极之间的界面不佳，导致电化学性能大大降低，尤其是在电池变形过程中。

发布时间： 2024-08-27阅读次数： 69
鲍哲南院士最新《Matter》：高能量密度形状记忆聚合物，实现厘米级穿刺的快速愈合

形状记忆聚合物（SMP）在受到外部刺激时可以轻松地恢复到原始形状，在可穿戴电子产品、智能生物医学设备和软机器人等新兴领域展现出了广阔的应用前景。此外，形状记忆聚合物具备生产成本低、重量轻、易于加工且形状恢复率高等优势，有望取代形状记忆合金等替代品。然而，当前报道的形状记忆聚合物面临着包括（驱动）能量密度低、拉伸性有限和恢复应力不足等挑战。

发布时间： 2024-08-24阅读次数： 74
中国科学院兰州化物所张俊平团队Angew：仿神经元结构的有机硅纳米线@蒙脱石超疏水纳米填料助力锂离子在固态电解质中的快速

聚环氧乙烷(PEO)具有较高的介电常数和较强的锂盐解离能力，被视为最有希望实现产业化应用的固态电解质。PEO基固态电解质在室温下离子电导率较低，目前，研究人员普遍采用添加无机纳米材料的手段提高其室温离子电导率。然而，无机纳米材料在PEO中非常容易团聚，不能形成长程连续的锂离子快速传递通道。因此，开发新型的纳米填料对PEO基固态电解质的发展意义重大。

发布时间： 2024-08-20阅读次数： 78
一种加速糖尿病伤口愈合的粘性生物流体自泵油水凝胶敷料

伤口分泌的流动性差的粘性生物流体给传统“吸水性”伤口敷料带来了挑战，通常会引起长时间的严重，阻碍了血管生成，延迟伤口愈合。在本文中，我们通过三维模板化浸润诱导转移（3D-WET）聚合方法制备了一种具有对齐水化水凝胶通道的自泵油水凝胶敷料（SPD），该敷料可以有效地排出粘性流体从而加速糖尿病伤口愈合。敷料疏水/亲水的不对称浸润性和其对齐的水化水凝胶通道共同实现了伤口粘性流体的单向导出，从而防止伤口过度水化和炎症刺激。此外，油凝胶层可以粘附在伤口周围干燥的皮肤上，但在湿润的伤口区域则能轻松剥离，从而避免对伤口新形成的组织造成二次创伤。以糖尿病大鼠模型为例，与商业敷料（3M，TegadermTM水胶体敷料）相比，SPD可显著下调约70.8%的炎症反应，真皮重塑增强约14.3%，伤口愈合时间缩短约33.3%。这项研究促进了涉及粘性生物液体的慢性伤口的下一代功能性敷料的发展。

发布时间： 2024-08-17阅读次数： 511
水凝胶治疗创伤后骨髓炎，有效抑制炎症反应

因超级细菌、炎症微环境和生物膜的出现，开发创伤后骨髓炎（PTO）的非抗生素治疗策略尤为重要。越来越多的证据表明，群体感应（QS）是细菌细胞之间的化学通信信号，可以在进化压力下加速耐药性。

发布时间： 2024-08-16阅读次数： 66