学术背景 全球范围内的水资源和能源短缺问题在干旱和偏远地区尤为严重，尤其是在气候变化加剧的背景下，这一问题变得更加紧迫。传统的水资源和能源获取方式，如海水淡化或大规模电力输送，不仅成本高昂，技术复杂，且难以在资源匮乏的地区实施。因此，开发一种可持续的技术，能够从大气中直接获取水分并将其转化为清洁水和能源，成为了当前研究的重点。大气水分收集（Atmospheric Water Harvesting, AWH）技术通过利用自然界的露水和雾气，提供了一种分散式的解决方案，能够在干旱和偏远地区提供清洁水资源，同时减少对传统集中式系统的依赖。然而，如何将AWH技术与能源生成相结合，特别是通过电催化水分解产生氢气和氧气，仍然是一个具有挑战性的课题。 论文来源 该研究由Yi Lu、Zongze Li、Gu...

学术背景 随着电子设备的普及，电磁污染（Electromagnetic Interference, EMI）对人类健康和设备寿命的负面影响日益显著。传统金属基电磁屏蔽材料虽然具有较高的导电性，但其刚性和加工性能差，难以满足可穿戴设备的需求。因此，开发柔性、耐用且可定制的电磁屏蔽材料成为研究热点。导电聚合物如聚吡咯（Polypyrrole, PPy）因其良好的导电性、热稳定性和低毒性，被认为是理想的电磁屏蔽材料。然而，现有的电磁屏蔽材料在耐用性和大规模生产方面存在瓶颈，阻碍了其工业化应用。本文旨在通过一种新型的粒子流纺丝技术，制备一种可大规模生产的Fe3O4/PPy复合纺织材料，兼具电磁屏蔽和焦耳加热功能，以解决上述问题。 论文来源 该论文由Jiaxin Liu、Shuo Qi、Hongsha...

学术背景 伤口感染是全球范围内患者和医疗专业人员面临的重要问题，尤其是在处理严重伤口时，不合适的敷料可能会增加感染风险，延长愈合时间，甚至导致更高的死亡率和经济负担。传统的伤口敷料，如纱布和创可贴，虽然广泛使用，但存在诸多局限性。例如，纱布可能导致过多的血液流失，且限制了手部等部位的活动，而创可贴则缺乏透气性，容易在出汗后导致伤口区域潮湿，增加感染风险。因此，开发一种既能有效防止感染，又具备良好透气性、延展性和防水性的新型伤口敷料成为了当前研究的重点。 近年来，纳米纤维和微纤维膜因其柔软性和优异的变形能力，被认为在伤口修复中具有巨大潜力。然而，传统的静电纺丝技术虽然能够生产纤维敷料，但其复杂的工艺和高电压电场可能会损害生物活性分子的活性。因此，研究人员开始探索其他纤维制备技术，以克服这些限制...

学术背景 随着智能可穿戴设备的快速发展，压力传感器作为核心组件，在健康监测、人机交互和人工智能等领域受到广泛关注。压力传感器根据其传感原理主要分为电容式、压电式、摩擦电式和压阻式等类型。其中，压阻式压力传感器因其结构简单、灵敏度高和制造成本低而成为研究热点。然而，如何在实现高灵敏度的同时扩大检测范围，仍然是压阻式传感器在实际应用中的一大挑战。 石墨烯因其优异的导电性、高比表面积和出色的机械强度，在传感器领域表现出色。然而，石墨烯在实际应用中的机械和电气性能往往难以达到理想水平，影响其耐久性和性能一致性。石墨烯纤维作为石墨烯的宏观组装体，继承了石墨烯的优异性能，并因其纤维形态具有良好的可编织性和耐磨性。然而，在制备石墨烯纤维时，如何平衡应力、应变和电气性能仍是一个难题。通过优化纺丝工艺和后处理...

学术背景 随着全球对绿色能源需求的不断增长，燃料电池和金属空气电池因其高能量密度而被认为是能源转换和存储的潜在解决方案。然而，这些技术的商业化进程受到阴极氧还原反应（Oxygen Reduction Reaction, ORR）动力学的限制。目前，铂（Pt）及其合金因其高效的四电子过程和优异的催化性能，被视为最有效的ORR电催化剂。然而，铂的稀缺性和高昂成本促使科研人员寻找非贵金属甚至无金属的电催化剂，以替代铂基材料。 碳基材料因其高导电性、低成本和耐腐蚀性，被认为是潜在的替代材料。然而，与铂基催化剂相比，碳基材料通常需要更高的负载量才能达到相似的性能。高负载量会导致质量传输阻力增加，进而影响设备的整体性能。因此，开发能够在高负载条件下保持高效反应物传输的碳材料，成为当前研究的重要方向。 论...

学术背景 随着全球温室气体排放的持续增加，环境温度不断上升，人类面临着极端气候带来的健康和生产力的潜在威胁。尤其是在夏季，空调和电扇等制冷设备的广泛使用导致能源消耗急剧增加，进一步加剧了温室气体的排放。据统计，夏季制冷设备目前占全球二氧化碳排放的40%，预计到205年将上升至50%。此外，寒冷环境也对人类生命构成威胁，例如在2021年甘肃白银马拉松事件中，极端天气导致多人死亡。因此，开发一种可持续、零能耗、零排放的智能纺织品，能够在无需外部能源输入的情况下调节人体热湿平衡，成为了当前研究的重点。 智能热湿管理纺织品能够有效调节环境与皮肤之间的热湿舒适度，大幅减少能源消耗，符合可持续发展的目标。然而，现有的热湿管理纺织品在智能响应性和实时调节能力上仍有不足，特别是基于形状记忆聚合物（SMP）的...

基于多梯度MgO/MgCO₃/PCL纳米纤维膜的周围神经再生研究 学术背景 周围神经缺损是临床中常见的复杂骨科问题，现有的治疗手段效果有限。神经支架内施万细胞（Schwann cells）的增殖不足和功能障碍是影响神经修复效果的关键因素。镁离子（Mg²⁺）在周围神经再生中具有重要作用，但传统的镁基生物材料存在镁离子释放过快的问题，难以在神经再生的中后期持续发挥作用。此外，镁基神经支架调节周围神经再生的分子机制尚不明确。因此，开发一种能够持续释放镁离子的神经支架材料，并阐明其作用机制，对于提高周围神经修复效果具有重要意义。 论文来源 本论文由Zhi Yao、Ziyu Chen、Xuan He等多位作者共同完成，作者分别来自北京大学深圳医院、香港中文大学等多家机构。论文于2024年11月8日在线...

学术背景 在信息时代，电磁波（EMW）的广泛应用带来了通信、医疗、导航等多个领域的突破性进展。然而，随着电子设备的普及，电磁波干扰（EMI）问题日益严重，不仅影响精密设备的正常运行，还可能对人体健康造成潜在威胁。因此，开发高效的电磁波吸收材料成为当前研究的热点之一。传统的电磁波吸收材料往往存在吸收带宽窄、反射损耗高等问题，难以满足现代通信设备对高效电磁隐身和信号传输的需求。 为了解决这一问题，研究人员开始从多组分复合材料和微结构工程的角度出发，设计新型电磁波吸收材料。其中，核壳结构（core-shell structure）因其能够巧妙结合不同材料的优势，显著增加材料接触面积，成为研究的热点。通过合理选择组分和优化微结构，研究人员希望能够实现阻抗匹配和衰减能力的协同效应，从而开发出高性能的电...

超弹性苯丙氨酸二肽晶体纤维在可穿戴和植入式生物电子中的应用 背景介绍 随着柔性生物电子学的快速发展，开发具有高弹性、透气性并能实现与人体共形变形的压电材料和器件已成为一个重要的研究课题。传统的无机压电陶瓷（如氧化锌、钛酸钡和锆钛酸铅）虽然具有高压电系数，但其与人体组织的机械性能不匹配，限制了其在实际应用中的使用。有机压电聚合物（如聚偏氟乙烯和聚乳酸）虽然具有良好的生物相容性，但其压电效应较弱且拉伸性有限。因此，寻找一种既能保持高压电性能又具有良好弹性、透气性和生物相容性的材料成为当前研究的重点。 苯丙氨酸二肽（Phenylalanine Dipeptide, FF）因其优异的压电性能和机械特性，被认为是制备可穿戴和植入式设备的理想材料。然而，FF晶体固有的刚性、脆性和单分散性限制了其在柔性器...

聚酰亚胺纤维表面修饰促进韧带-骨愈合的研究 学术背景 前交叉韧带（Anterior Cruciate Ligament, ACL）损伤是全球范围内常见的运动损伤之一，每年约有1/1250的人需要进行ACL重建手术。目前，ACL重建的主要方法包括自体移植和异体移植，但这些方法存在免疫排斥和供体部位并发症等问题。人工韧带，尤其是不可降解的聚合物材料，因其优异的机械强度和术后恢复快等优点，逐渐成为临床上的重要选择。然而，现有的人工韧带材料如聚对苯二甲酸乙二醇酯（Polyethylene Terephthalate, PET）在骨再生方面的生物活性不足，导致纤维包裹形成，阻碍了韧带-骨愈合，增加了手术失败的风险。 聚酰亚胺（Polyimide, PI）是一种具有优异机械性能、热稳定性和生物相容性的聚...