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二氧化氮（NO2）等氣體污染已成為現(xiàn)今環(huán)境與健康領(lǐng)域亟待解決的問題，開發(fā)可準(zhǔn)確、快速、高靈敏檢測低濃度氣體的氣體傳感器具有重要意義。還原氧化石墨烯（RGO）在制備高性能、低成本氣體傳感器方面具有潛力，但有三個問題限制了它的實(shí)際應(yīng)用：1）石墨烯氣體傳感器對多種氣體均有響應(yīng)，選擇性不佳；2）石墨烯片層容易產(chǎn)生堆疊、團(tuán)聚，導(dǎo)致氣體分子在石墨烯表面的吸附位點(diǎn)減少；3）將GO還原為RGO時，常用的還原劑（如氫醌、肼等）具有一定的毒性，帶來環(huán)境污染和操作安全性的問題。 基于此，中山大學(xué)吳進(jìn)副教授團(tuán)隊利用簡便…

近年來，快速發(fā)展的多功能電子皮膚因在柔性襯底上集成多種傳感器件受到了大家的廣泛關(guān)注。在所有的傳感功能中，運(yùn)動作為人機(jī)交互最簡單有效的方式，因此運(yùn)動感知是人工智能最重要的功能之一。目前大多數(shù)運(yùn)動感知研究都是基于獨(dú)立的壓力傳感單元，然后再將其集成到數(shù)字陣列中。但是在這樣的設(shè)計中為了提高感知分辨率，通常需要較多的傳感單元，導(dǎo)致電極數(shù)量會急劇增多且需要持續(xù)的能源供應(yīng)。如何解決這類器件的能源供應(yīng)與電極數(shù)量是多功能電子皮膚推向?qū)嶋H應(yīng)用的一個關(guān)鍵。 【研究成果】 最近，北京大學(xué)信科學(xué)院張海霞教授課題組利用柔性…

近年來，對有機(jī)生命體復(fù)雜的響應(yīng)、運(yùn)動機(jī)制的探索促進(jìn)了軟體機(jī)器人的研究和發(fā)展。相比于傳統(tǒng)的硬機(jī)器人，由柔性材料、軟物質(zhì)材料組成的軟體機(jī)器人展現(xiàn)出了連續(xù)的身體變形以及復(fù)雜的運(yùn)動模式，同時也為人機(jī)交互提供了多樣化的、安全的操作界面。然而，目前的研究主要集中在驅(qū)動變形、運(yùn)動模式的操控，所開發(fā)的機(jī)器人只有有限的或者沒有對自身和環(huán)境的感知能力，這阻礙了其進(jìn)一步面向精細(xì)人工智能機(jī)器人的發(fā)展。要賦予小尺寸軟體機(jī)器人以知覺，其中最大的挑戰(zhàn)在于實(shí)現(xiàn)一個高度集成的傳感、驅(qū)動機(jī)制。 基于以上研究背景，新加坡國立大學(xué)的G…

皮膚和肌肉在受到損傷時會自動自我修復(fù)，而這一能力一直是科學(xué)家夢寐以求想賦予材料的一種特殊性能。然而，目前的可修復(fù)材料的大多數(shù)設(shè)計都需要外部能量才能愈合或者這些材料的機(jī)械強(qiáng)度較弱。動態(tài)超分子材料可以在一定程度上解決以上問題，它在室溫下無需外部條件便可以發(fā)生自我修復(fù)。但是，具有自修復(fù)性能的動態(tài)超分子材料往往不能適用于極端條件，原因在于： （i）當(dāng)可修復(fù)材料在水下受傷或破裂時，水分子會干擾動態(tài)鍵的重新連接，導(dǎo)致材料無法修復(fù)。 （ii）在凍結(jié)條件下，可修復(fù)材料中鍵的動態(tài)特性遇到很大的障礙，從而極大地限制…

碳纖維(CFs)是一種高性能無機(jī)纖維，與聚合物、陶瓷或金屬材料復(fù)合后，制備得到的高強(qiáng)度、高剛性、低密度、耐腐蝕和耐疲勞的復(fù)合材料在航天航空、汽車、軍事、體育等諸多領(lǐng)域有重要的用途，因此在實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)生產(chǎn)中，碳纖維材料均是重點(diǎn)研究對象。作為另一種明星碳材料，石墨烯自從誕生以來就備受關(guān)注。其中，大量的高強(qiáng)度聚合物基復(fù)合材料的研究工作表明：具有獨(dú)特理化性質(zhì)的石墨烯可以在很低的添加量條件下使材料的機(jī)械強(qiáng)度得到大幅度提升。那么微觀二維結(jié)構(gòu)的石墨烯是否可以提升宏觀一維結(jié)構(gòu)的碳纖維的機(jī)械強(qiáng)度呢？ 【研究成果】…

最近，學(xué)院小范圍弄了一次畢業(yè)班座談，召集了一些應(yīng)用化學(xué)和材料物理專業(yè)的畢業(yè)生，傾聽學(xué)生意見建議。回首四年往昔，抒發(fā)心中塊壘。座談會上，有一個學(xué)材料物理的學(xué)生，抒發(fā)了一段見解：生化環(huán)材是“四大天坑”，咱們化學(xué)與材料學(xué)院占了兩個，他建議學(xué)院也要跳坑，少招或不招化學(xué)、材料專業(yè)的學(xué)生。 生：生物類專業(yè)； 化：化學(xué)類專業(yè)； 環(huán)：環(huán)境科學(xué)、環(huán)境工程類專業(yè)； 材：材料類專業(yè)。   意識是人腦對客觀物質(zhì)世界的反映，不能說學(xué)生說的一定是荒謬的，他有這樣的想法，一定是某個客觀事實(shí)對他造成了影響。作為老師，…

冷卻建筑物，車輛和數(shù)據(jù)中心等地面物體是我們今天面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。冷卻通常需要大量能源，因?yàn)榛趬嚎s器的冷卻器會消耗大量電能。使用太陽光反射和熱輻射表面是一種在陽光下冷卻物體的可持續(xù)方式。但是，這些白色或銀色的表面不能滿足人們對顏色的需求。為了解決這個問題，人們對彩色輻射冷卻器（CRC）進(jìn)行研究。CRC可以選擇性吸收可見光譜的一部分以顯示所需的顏色，而其他太陽波長，特別是近至短波長紅外被反射。但現(xiàn)有CRC的性能或使用范圍都受到限制。因此，以高度可擴(kuò)展的方式同時實(shí)現(xiàn)彩色和輻射冷卻性能仍然是一個挑戰(zhàn)。 …

美國西北大學(xué)（Northwestern University）的一個研究小組已經(jīng)設(shè)計并合成了具有超高孔隙率和表面積的新材料，用于存儲燃料電池動力車輛常用的氫氣和甲烷氣體。 氫氣、甲烷這些氣體是替代二氧化碳的清潔能源替代品，此前為了尋找最優(yōu)化的存儲與運(yùn)輸方法，科學(xué)家們已經(jīng)開展過大量研究。 而如果要更生動形象地描述一下這種MOF材料在其中發(fā)揮的神奇之處，那么——得益于其納米級的孔隙，一克這種材料的樣本（體積約為6顆M＆M巧克力豆），其表面積攤開可以足足覆蓋1.3個足球場！ 這項(xiàng)研究的負(fù)責(zé)人、西北大學(xué)…

可拉伸功能性高分子對于可拉伸器件制備有著重要意義。迄今，可拉伸功能高分子的合成方法主要是將功能高分子組分和柔性高分子組分利用物理粘附結(jié)合在一起，然而由于較弱的物理作用力往往使其通常會導(dǎo)致使用中的諸多問題，諸如功能基團(tuán)和可拉伸基體的分離導(dǎo)致材料失效。另外，相對于傳統(tǒng)高分子電解質(zhì)具有同時可移動的正負(fù)離子而言，單子高分子電解質(zhì)（鋰離子和鈉離子傳導(dǎo)系數(shù)接近1）有著獨(dú)特的優(yōu)勢，例如較高正離子傳導(dǎo)系數(shù)可以減輕的電極極化，抑制鋰枝晶生長等。 日前，美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室研究員曹鵬飛和美國田納西大學(xué)的聯(lián)合研究團(tuán)隊…

鋰硫電池采用硫作為電極材料，相比現(xiàn)有的基于石墨的鋰離子電池，其較高的理論比容量和能量密度而備受關(guān)注。在放電過程中， S8分子逐步獲得電子與Li+結(jié)合，經(jīng)歷多個多硫化物中間產(chǎn)物（Li2Sx, x=2, 4, 6, 8）之后，最終轉(zhuǎn)化為Li2S，完成放電過程。 遺憾的是，如圖1所示，長鏈的多硫化物中間產(chǎn)物（Li2Sx, x= 4, 6, 8）會溶解于電解液當(dāng)中，從正極材料中脫落下來，穿過多孔的隔膜，到達(dá)電池負(fù)極，造成活性材料的流失、電極結(jié)構(gòu)坍塌。這一過程被稱為“多硫化物穿梭效應(yīng)”，是限制鋰硫電池發(fā)展…

當(dāng)下，新冠肺炎疫情在全世界蔓延?。在美國，疾控中心已建議普通民眾在公共場合佩戴口罩。但是，美國的N95和外科口罩儲量嚴(yán)重不足，尚無法滿足一線醫(yī)護(hù)人員的需求，遑論民眾。因此，民眾已開始自發(fā)制作口罩。 然而，利用身邊常用的材料制作的口罩靠譜么？ 為解答這個問題，美國芝加哥大學(xué)Supratik Guha教授團(tuán)隊檢測了常見紡織物制備的口罩阻隔氣溶膠顆粒的性能，相關(guān)研究成果已發(fā)表在ACS?Nano上。呼吸道飛沫是新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）傳播的主要途徑之一。呼吸道飛沫尺寸分布寬，下至100 nm…

1、對納米藥物輸送機(jī)制的質(zhì)疑 由于腫瘤生長速度明顯高于正常組織，腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞之間存在缺陷，排列不緊密，具有滲透性，且腫瘤內(nèi)部淋巴引流不足，血液流速較低，納米粒子一旦進(jìn)入，便會被滯留在腫瘤部位，這種現(xiàn)象稱為EPR（enhanced permeability and retention）效應(yīng)。EPR效應(yīng)自上世紀(jì)80年代末報道以來，被公認(rèn)為是納米粒子在腫瘤部位富集的主要因素。但近期，多倫多大學(xué)的Warren C. W. Chan團(tuán)隊探討了納米顆粒的腫瘤滲透現(xiàn)象，并對納米粒子進(jìn)入實(shí)體腫瘤的機(jī)制提出了…