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前沿热点
  • ACS NANO:用于高效收集水滴能量的疏水性自修复纺织品
    随着人机交互、健康监测、人工智能的快速发展,可穿戴技术得以蓬勃发展,目前已经可以应用到虚拟现实、电刺激、可穿戴数字医疗等领域,引起业界和学术界越来越多的关注。在这些技术的基础上,各种多功能的可穿戴设备被创造出来,服务于人类,极大地丰富了我们的生活。目前,通过收集可穿戴设备周围分布的机械能,已经发明了摩擦电纳米发电机(TENG)。但TENG常用于水滴能量收集的聚合物薄膜具有透气性差、亲肤性差和不可修复的疏水性等缺点,从而极大地阻碍了其可穿戴应用。因此寻找合适的材料为可穿戴电子产品的可持续供电具有重要意义。
    发布时间: 2021-10-25阅读次数: 7
  • Nature Chemistry:当光照遇到凝胶,开启了神奇般的旅途
    自然界所掌握的分子可在细胞内沿超分子途径进行微米级运动,这是一个非凡的系统。需要在适当的刺激作用下,各组分之间会出现强烈而可逆的相互作用,显示出令人印象深刻的相对分子运动。越来越精密和优雅的完全人工分子机器已被证明可以在纳米尺度上工作。当提供适当的刺激时,这些系统还可以在比材料本身尺寸大得多的距离上激发材料的分层运动。然而,在不可抗拒的力量下沿着自组装的纤维移动的可移动物体的位置尚未确定。
    发布时间: 2021-10-21阅读次数: 13
  • Advanced Functional Materials:解决恶劣环境泄漏容器的福音:超级粘合剂
    有机溶剂、酸性液体、碱性液体和低温对从工业制造、建筑、运输、海洋工程到日常生活的实际应用至关重要。但在运输的时候常常会出现泄漏的情况,这些液体的泄漏不仅会造成环境污染、资源浪费,甚至会引起火灾或爆炸等重大事故,造成人员伤亡。胶粘剂在各种恶劣环境下实现长期高强度的粘接是很重要的产品。尽管近几十年来胶粘剂领域取得了快速发展,但在恶劣环境下仍远未达到理想的性能。因此,制备一种超级黏合剂可以实现泄漏容器的快速封堵是至关重要。
    发布时间: 2021-10-20阅读次数: 15
  • Ecomat:太阳能驱动的盐水淡化和通过控制盐排泄浓缩
    在人口增长、工业化和气候变化的多重推动下,水资源短缺问题已成为21世纪可持续发展面临的最严峻的全球挑战之一。为此,人们对海水淡化技术进行深入研究,但是大多数技术(反渗透)会产生大量废盐水。在实际中,这些卤水大部分直接排入海中或深井中,这可能对水生生态系统和陆地植被造成不利影响。因此,零液体排放 (ZLD) 被广泛接受为海水淡化过程的最终目标。为实现这一目标,盐水需要在进入结晶过程之前浓缩至接近饱和。然而,由于缺乏进一步浓缩卤水的节能且具有成本效益的技术,这阻碍了ZLD的大规模实施。虽然界面太阳能蒸汽发电技术由于其能量转换效率高和对高浓度盐水的适用性而在盐水处理中受到越来越多的关注。但是由于盐污染问题,保持高性能仍具有挑战性。
    发布时间: 2021-10-18阅读次数: 20
  • ACS Applied Materials & Interfaces:pH响应型双发射纤维素基荧光膜
    颜色在信息储存、着色和伪装中起着重要的作用。自然界中的变色龙、青蛙、孔雀、蝴蝶等在受到外界刺激时,能够发出不同颜色的荧光,以进行信息交换、伪装和防御天敌等。受自然变色生物的启发,研究人员在光、电、温度、湿度、压力和化学试剂的刺激下,开发出了多种变色材料,而变色材料在自适应伪装、安全防伪、智能面料、实时传感、智能显色等领域的广泛发展。 纤维素是一种具有优良机械强度和生物降解性的绿色生物质材料。通过物理掺杂或化学键合赋予纤维素具有优异的机械强度和生物降解性,(双发射能力可扩大发射波长的范围,提高发光材料的灵敏度和可见性)。然而,受颜色调控方法和原理的限制,纤维素基双发射荧光膜依赖于pH刺激来展现出显色转换的报道也较少,这严重阻碍了其应用的扩展。
    发布时间: 2021-10-14阅读次数: 13
  • Ecomat:神奇的土壤表层取淡水材料
    淡水短缺是威胁人类发展的全球性问题。全世界每年约有10亿人面临严重的水资源短缺,寻找可利用的水源对农业灌溉和居民生活用水至关重要。虽然一些地区已经可以从大气水中获取淡水,但捕水材料的结构设计复杂和淡水的低效再生限制在干旱或沙漠地区的大规模推广。除大气水外,表层土壤水分(SSM)也是一种很有前景的水源。SSM的水资源有效的开发利用是解决干旱荒漠地区水资源短缺问题的一种有效方案。经过研究证明水凝胶在许多淡水生产方面是有效的。以水凝胶为基础的太阳能生产水系统已广泛用于从海水、湖水、工业废水和大气水中生产淡水。但是,纯PNIPAM水凝胶通常吸水能力有限,还不足以从SSM中提取水。因此,设计有效的SSM捕获水凝胶和生成淡水的合适系统是很有挑战的工作。
    发布时间: 2021-10-12阅读次数: 18
  • Advanced Materials:首次提出大面积独立支撑超薄高结晶度石墨烯纳米膜
    石墨烯材料自被发现起,就一直是一个热点的话题。尤其是石墨烯基宏观材料(纤维、薄膜和气凝胶)的应用范围也在慢慢进入大众的视线。一般情况下石墨烯纳米膜可以用石墨烯氧化物(GO)片制备,氧化石墨烯很容易被加工成微米大小或更大的三维物体。但是这些方法制备的材料(即使高温石墨化)也很难拥有理想的热电性能。虽然通过化学气相沉积(CVD)可以生长的高质量厘米级单层石墨烯(SLG)薄膜,但石墨烯纳米膜在转移过程经常会引入刻蚀剂和聚合物,造成样品造成污染。
    发布时间: 2021-10-10阅读次数: 22
  • Advanced Functional Materials:通过运动就能实现发电和减肥的神奇衣服
    服装作为人类的第二层皮肤,被广泛用于保暖和传递某些信息。在过去的三十年里,服装被赋予了多样性,通过附加或内置技术实现电子功能,使人类能够感知周围环境相对于薄膜型柔性器件。服装电子产品的功能性意味着不可避免的能源消耗。当自供电概念被提出后,服装的更广阔的应用前景被显示出来。一般来说,人类的日常行为提供了大量的机械能资源,但是这些资源通常是被浪费的。一旦可以通过服装获得无限的机械能,就可以解决服装电子持续动力的挑战,有利于服装电子未来的发展。
    发布时间: 2021-10-08阅读次数: 32
  • Advanced Functional Materials:首次光固化3D定制打印的高韧性和自愈合水凝胶
    水凝胶是由聚合物的物理或化学交联而形成的具有独特三维网络结构的软材料。由于其高度可设计的结构和功能,水凝胶已被广泛应用于仿生材料、柔性可穿戴设备、软机器人和生物医学组织。近年来,随着先进3D打印技术的发展,快速高效制备功能性、高分辨率、定制化水凝胶备已经可以实现。但是目前,大多数定制水凝胶只能通过基于挤出的3D打印技术进行加工,这就受到打印效率和分辨率的限制。所以在很多应用领域的发展受限,尤其是柔性可穿戴传感器。
    发布时间: 2021-09-29阅读次数: 29
  • Advanced Materials:超灵敏健康监测利器-仿生多功能光电智能皮肤
    近年来,智能皮肤作为人工智能(AI)、软机器人、健康监测的媒介受到广泛关注。随着这些关键领域的迅猛发展,开发智能、交互式、多功能的电子产品至关重要。一般来说,智能皮肤应该是超敏感的,自供电,并希望赋予皮肤视觉刺激的能力。虽然,基于Ti3C2Tx (MXene)应变/压力传感器的智能皮肤已经被开发出来,但这些传感能力与MXene在器件中的氧化现象在一定程度上限制了应用。智能皮肤的颜色、亮度等视觉信号识别技术对人工智能和健康领域的发展具有重要意义。通过机械信号的可视化,在精密紧急医疗或安全相关行业具有很大的应用潜力。此外,在实际应用中,可靠和可持续的电源供应是智能皮肤必不可少的。将优良的传感能力、可调谐的光学特性和可靠的电源的性能集成到一体的智能皮肤,仍然是一个巨大的挑战。
    发布时间: 2021-09-26阅读次数: 26
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