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對(duì)于所有的生物來(lái)講，水是最簡(jiǎn)單也是最重要的化合物，被譽(yù)為生命之源。當(dāng)溫度降低至冰點(diǎn)之后，液態(tài)及氣態(tài)水分子分別通過凝固和凝華作用變成冰。根據(jù)目前的研究結(jié)果，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了18種不同的冰晶結(jié)構(gòu)，圖1是不同冰晶的相圖，圖2是不同冰晶內(nèi)部氫鍵網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。     【雪花與六角相冰晶】 不過，這18種冰晶大部分都是在人為實(shí)驗(yàn)環(huán)境下通過調(diào)節(jié)壓力和溫度后得到的。目前只有六方相(hexagonal)冰(Ⅰh)和立方相(cubic)冰(Ⅰc)在自然界中可以自發(fā)形成和存在。其中，人們最早認(rèn)識(shí)和研究…

能夠在CNS（Cell+Nature+Science）等國(guó)際頂級(jí)期刊上發(fā)表論文，對(duì)于大多數(shù)科研人員來(lái)說(shuō)，可謂是孜孜以求，其實(shí)，早在138年前的清朝末期，中國(guó)人就在《Nature》上發(fā)表了第一篇論文《考證律呂說(shuō)》 Nature雜志由英國(guó)Nature Publishing Group創(chuàng)刊于1869年，是世界上最早的國(guó)際性、綜合性科學(xué)技術(shù)期刊 這篇《考證律呂說(shuō)》登載于《格致匯編》1878年第7卷，后由《格致匯編》的主編傅蘭雅（John Fryer,1839—1928）譯為英文在Nature發(fā)表，這也是…

1.背景介紹 熒光聚合物水凝膠（FPHs）是一種具有可調(diào)發(fā)光特性的三維交聯(lián)親水性聚合物網(wǎng)絡(luò)，是一種新興的發(fā)光材料，F(xiàn)PHs以高度水溶脹的準(zhǔn)固態(tài)存在，因此呈現(xiàn)出許多有前途的固體和溶液性質(zhì)，顯示出它們?cè)诒姸鄳?yīng)用中的巨大潛力，其交聯(lián)的三維親水網(wǎng)絡(luò)可顯著促進(jìn)物質(zhì)與周圍水環(huán)境的交換，從而產(chǎn)生顯著的熒光響應(yīng)，特別適用于發(fā)光傳感、顯示、信息加密等領(lǐng)域。FPHs的軟和濕特性通常會(huì)使與細(xì)胞的非特異性相互作用最小化，突出其潛在的生物相關(guān)應(yīng)用，如生物成像和診斷。如果交聯(lián)聚合物網(wǎng)絡(luò)具有功能基團(tuán)，能夠?qū)崿F(xiàn)刺激響應(yīng)的體積、…

1. 論文背景： 在生物系統(tǒng)中，將低頻和微弱的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能無(wú)時(shí)無(wú)刻地發(fā)生著，用于實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳導(dǎo)或?yàn)槠渌δ軉挝惶峁╇娔?，例如：神?jīng)細(xì)胞、骨組織，電信號(hào)尤其重要，這種耗能極小但又可以有效感知或傳遞能量的方式十分高效，激發(fā)了類似能量轉(zhuǎn)換材料的開發(fā)和研究。其相關(guān)的壓電-介電耦合能量轉(zhuǎn)換，在人造材料和器件中也經(jīng)常發(fā)生，但對(duì)其發(fā)電特性和機(jī)理缺少系統(tǒng)研究。 2. 成果簡(jiǎn)介： 最近，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）材料學(xué)院佟望舒副教授（第一兼通訊作者）、安琪教授（通訊作者）以及張以河教授（通訊作者）共同研發(fā)了具有壓電-…

如同計(jì)算機(jī)中成千上萬(wàn)相互作用的微小電子元器件，人體數(shù)以億計(jì)的神經(jīng)元，通過體內(nèi)電學(xué)微環(huán)境的作用，相互連通成為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，產(chǎn)生并傳導(dǎo)生物電信號(hào)，來(lái)控制人體的各種生理功能。 近年來(lái)，神經(jīng)組織工程領(lǐng)域一直致力開發(fā)基于導(dǎo)電材料的三維仿生支架，模擬體內(nèi)復(fù)雜的微環(huán)境，構(gòu)建并引導(dǎo)神經(jīng)干細(xì)胞和原代神經(jīng)元的層次性生長(zhǎng)。相關(guān)研究已表明，適宜的電刺激（ES）能夠有效地激活受損神經(jīng)元，引導(dǎo)神經(jīng)突的定向生長(zhǎng)和分化，從而促進(jìn)神經(jīng)再生。但是，在組織工程應(yīng)用中，電刺激的施加，必須依托于導(dǎo)電材料的優(yōu)良導(dǎo)電性。因此，構(gòu)建仿生三維支架的…

黑色素是重要的生物大分子色素材料，廣泛存在于人與動(dòng)物的皮膚和毛發(fā)中，在諸多生理活動(dòng)中都起到核心調(diào)節(jié)作用。 聚多巴胺是由貽貝蛋白啟發(fā)制備的仿生高分子材料，因其具有與天然黑色素相似的化學(xué)與物理性質(zhì)，被認(rèn)為是一類典型的人造黑色素材料。 不同于蛋白、核酸等生物大分子的制備往往依賴于序列可控的逐級(jí)合成反應(yīng)，無(wú)論是天然還是人造的黑色素材料的合成過程都要復(fù)雜很多，一方面包含了中間體分子（如5, 6-二羥基吲哚等）的無(wú)規(guī)聚合反應(yīng)，另一方面也涉及這些中間體分子的超分子堆積過程。 這樣復(fù)雜且不可控的合成路徑導(dǎo)致黑色…

隨著高功率、高集成度電子器件以及智能穿戴設(shè)備等的快速發(fā)展，越來(lái)越趨于小型化、輕量化、高效化，對(duì)電子器件的功率密度及高效熱管理系統(tǒng)的要求越來(lái)越高，在工作過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱，這些熱量如不及時(shí)排除，將會(huì)嚴(yán)重影響到電子器部件的工作穩(wěn)定性和安全可靠性。為滿足特定的技術(shù)要求，在很多應(yīng)用場(chǎng)合需要具備高度各向異性的高導(dǎo)熱和導(dǎo)電柔性材料，高導(dǎo)熱性作為散熱器件可以大幅度降低器件內(nèi)部或表面溫度，進(jìn)而高效、經(jīng)濟(jì)地利用熱量，同時(shí)各向異性導(dǎo)電性可消除特定方向上的靜電，為安全提供保障。目前，開發(fā)高各向異性的導(dǎo)熱和導(dǎo)電柔性聚…

近年來(lái)，柔性智能傳感器的發(fā)展迅猛，在可穿戴設(shè)備、智能器件和人工智能領(lǐng)域逐漸發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。與基于彈性體的智能傳感器不同，利用生物相容性極佳的水凝膠材料本身具有一定的潛在優(yōu)勢(shì)，但對(duì)于實(shí)際的應(yīng)用，諸如電子皮膚、健康監(jiān)測(cè)器和人機(jī)界面來(lái)說(shuō)仍具挑戰(zhàn)。具體來(lái)說(shuō)，高含水量的水凝膠，一方面，提供獨(dú)特和優(yōu)良的仿生和生物相容性；另一方面，也使得小尺度壓力引起的運(yùn)動(dòng)/變形無(wú)法快速、有效地轉(zhuǎn)換為可測(cè)量的電信號(hào)。在開發(fā)高靈敏度水凝膠應(yīng)變傳感器的過程中，我們通常需要考慮以下三點(diǎn)： 1）高拉伸性和優(yōu)異的導(dǎo)電性，使傳感…

孫光宇，西安交通大學(xué)錢學(xué)森學(xué)院院友，電氣學(xué)院應(yīng)屆碩士畢業(yè)生，被電氣學(xué)院建議破格授予博士學(xué)位。在攻讀碩士學(xué)位期間，以第一作者在Physical Review E, Applied Physics Letters, Plasma Source Science & Technology等期刊發(fā)表SCI論文8篇（均在學(xué)?！白罹哂绊懥ζ诳蹦夸洠?、EI會(huì)議論文4篇，另以其余作者身份發(fā)表SCI論文8篇、EI會(huì)議2篇。 獲得西安交通大學(xué)“優(yōu)秀研究生標(biāo)兵”、國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金2次、高電壓技術(shù)專業(yè)“嚴(yán)璋”獎(jiǎng)學(xué)金和…

在這個(gè)烈日當(dāng)空，令人汗流浹背的夏天，你看到一則運(yùn)動(dòng)T恤的廣告，聲稱它是由一種能立即讓你的皮膚感到?jīng)鏊牟牧现瞥傻摹６嗝戳钊伺d奮?。∪欢?，這真的可信嗎?如果行得通，它的原理又是如何呢? 各公司已經(jīng)將所謂的“涼爽觸感材料”（cool touch materials）應(yīng)用到各種產(chǎn)品中。如可以緩解潮熱的床單，可以緩解鼻子疼痛的面巾紙，或者可以讓你在一場(chǎng)艱難的面試中保持舒適的西裝——這些都是一些公司轉(zhuǎn)向涼爽觸感技術(shù)的方法。 俄勒岡大學(xué)的Susan L. Sokolowski教授的專注于體育產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，主要…

原子核質(zhì)量的精密測(cè)量一直以來(lái)是物理學(xué)和化學(xué)的重要課題之一。最輕的原子核的質(zhì)量和電子的質(zhì)量是相互聯(lián)系的，它們的值影響原子、分子和中微子物理以及計(jì)量學(xué)中的觀測(cè)值。 原子可以結(jié)合在一起形成分子，當(dāng)它們結(jié)合在一起時(shí)，它們的鍵就會(huì)像彈簧一樣振動(dòng)。分子振動(dòng)驅(qū)動(dòng)細(xì)胞中的生物過程并定義固體的性質(zhì)，而分子振動(dòng)的頻率最終取決于原子核的質(zhì)量。 有些原子核具有放射性，這意味著它們會(huì)衰變成一個(gè)較輕的原子核，同時(shí)產(chǎn)生一些輕的（高能的）基本粒子，比如電子和幽靈中微子。如果精確知道母核和子核之間的質(zhì)量差Δm，按照愛因斯坦著名的…

這里我們選取了5篇2020年發(fā)布在Nature上關(guān)于納米光電子學(xué)、運(yùn)用拓?fù)涓拍畹淖钚挛恼拢c大家共同學(xué)習(xí)。 Nature 2月12日 具有谷邊緣模式的電泵浦拓?fù)浼す馄?Electrically pumped topological laser with valley edge modes.?Nature?578,?246–250 (2020). 量子級(jí)聯(lián)激光器是緊湊的，電泵浦的光源，位于電磁光譜技術(shù)上重要的中紅外和太赫茲區(qū)域。最近，拓?fù)涞母拍钜褟哪蹜B(tài)物理擴(kuò)展到光子，從而產(chǎn)生了一種新型的激光，其…