磁趋磁细菌（Magnetotactic Bacteria, MTB）是一类能够生物矿化磁小体（magnetosomes）的微生物。磁小体是由膜包裹的磁性纳米晶体，主要由磁铁矿（Fe₃O₄）或硫铁矿（Fe₃S₄）组成。这些磁小体在细菌细胞内排列成链状或特定方向，赋予细菌磁偶极矩，使其能够沿着地球磁场线进行定向运动，这一现象称为磁趋性（magnetotaxis）。磁趋性帮助细菌在垂直化学浓度梯度（通常是氧气梯度）中定位和维持其最佳位置。 磁小体的磁性特性由其大小、形状、晶体取向和空间排列决定，这些特性使其成为研究纳米颗粒磁性的理想模型。然而，不同菌株的磁小体具有不同的晶体形态和取向，尤其是子弹形（bullet-shaped）磁小体，其晶体形态与磁铁矿的平衡形态存在显著偏差，且其形态伸长轴不一定与...

铁（Fe）是地球上最丰富的元素之一，广泛存在于土壤和沉积物中，并参与全球碳、氮和氧的循环。铁的氧化还原反应在生物地球化学循环中起着至关重要的作用，特别是在铁氧化和铁还原过程中。铁矿物，尤其是混合价态的铁矿物（如磁铁矿），由于其高表面积和氧化还原活性，能够影响环境中营养物质和污染物的迁移和转化。近年来，研究发现磁铁矿纳米颗粒（MNPs）可以作为微生物的电子供体和受体，充当“生物地球电池”，在微生物驱动的氧化还原循环中储存和释放电子。然而，磁铁矿纳米颗粒在连续氧化还原循环中的稳定性及其对矿物完整性和性质的影响尚不清楚。 本研究旨在探讨磁铁矿纳米颗粒在连续氧化还原循环中作为生物地球电池的可行性，并研究其矿物性质的变化及其对环境中污染物和营养物质的影响。通过微生物驱动的氧化还原循环实验，作者揭示了磁...

背景介绍 柔性电容式压力传感器因其高灵敏度、快速响应和良好的机械柔韧性，在智能机器人、医疗监测和人机交互等领域具有广泛的应用前景。然而，传统的介电弹性体（dielectric elastomers）通常具有较低的介电常数，限制了其电容信号的变化范围。为了提高电容传感器的性能，研究人员通常通过在弹性体中添加高介电常数的无机陶瓷或导电材料来增强其介电性能。然而，这些填料通常是刚性的，容易导致弹性体硬化，降低其柔韧性，并且在高压下容易发生渗流现象（percolation），导致材料从介电性转变为导电性，从而失去电容传感的功能。 液态金属（Liquid Metal, LM）由于其固有的流动性和高介电常数，被认为是解决这一问题的理想材料。然而，如何在保持高液态金属填充率的同时避免渗流现象，仍然是当前研...

学术背景 随着物联网和可穿戴电子设备的快速发展，智能传感器在生理监测、智能服装和人机交互等领域的需求日益增长。特别是柔性多功能传感器，因其在皮肤湿度检测、生理活动监测等方面的潜在应用而备受关注。然而，现有的可视化多功能湿度-应变传感器在集成后仍面临诸多挑战，如传感性能不佳、耐久性差、温度干扰明显以及大规模生产困难等问题。为了解决这些问题，研究人员开始探索新型材料和结构设计，以提升传感器的性能和稳定性。 钙钛矿材料因其优异的光学性能、低成本和易于制备等特点，近年来在智能可穿戴电子设备中得到了广泛应用。然而，钙钛矿材料在湿度和机械应变环境下的稳定性问题仍然是一个技术瓶颈。为此，本研究提出了一种基于超稳定钙钛矿发光纤维的柔性、可视化多功能湿度-应变传感器，旨在通过创新的材料和结构设计，解决现有传感...

学术背景 随着便携式电子设备和电动汽车的快速发展，高性能储能技术的需求日益增长。锂离子电池（LIBs）作为当前主流的储能技术，其能量密度和安全性仍面临挑战。特别是在使用液态有机电解质时，锂枝晶的生长和电解质的易燃性带来了严重的安全隐患。为了解决这些问题，固态电池（SSBs）应运而生。固态电池使用固态电解质（SSEs）替代液态电解质，具有更高的安全性和潜在的能量密度提升。然而，传统的固态电解质在离子导电性和机械性能方面存在不足，限制了其实际应用。 复合固态电解质（CSEs）通过将填料和盐分散在聚合物基体中，结合了聚合物和无机电解质的优点，成为固态电池领域的研究热点。然而，传统的CSEs仍然面临填料分布不均匀和团聚现象的问题，这可能会阻碍离子传输。纳米纤维（nanofibers, NFs）因其长...

学术背景 随着全球气候变化的加剧，建筑能源消耗，尤其是空调系统的能耗，持续增加。据统计，建筑空调系统占全球年电力消耗的约10%，这一数字随着碳排放的增加而不断攀升，进一步加剧了全球变暖的恶性循环。被动辐射热管理技术，特别是通过选择性光谱调制的辐射冷却技术，被认为是解决这一问题的潜在方案。这种技术通过散射太阳光（0.3-2.5 μm）并通过大气窗口（8-14 μm）将热量辐射到外太空（约3 K），从而实现无需额外能源输入或环境污染的自动温度调节。 然而，现有的辐射冷却材料，如玻璃、块体、薄膜和涂层，通常存在柔韧性和透气性不足的问题，限制了其在特定物体表面的应用。纤维基材料由于其优异的柔韧性和可塑性，被广泛应用于各种场景。然而，现有的纤维材料在机械强度和耐久性方面存在显著缺陷，尤其是在户外冷却应...

学术背景 随着可穿戴电子设备的快速发展，对高性能、柔性、耐久性材料的需求日益增加。石墨烯（graphene）作为一种具有优异导电性、机械强度和柔性的二维材料，近年来在可穿戴电子设备中的应用备受关注。然而，如何将石墨烯转化为适用于可穿戴设备的功能性纤维材料，仍然是一个亟待解决的挑战。石墨烯纤维（graphene fiber, GF）作为一种新型纤维材料，不仅继承了石墨烯的优异性能，还具备纺织品的柔性和可编织性，使其在可穿戴传感、柔性储能设备及智能纺织品中展现出巨大的应用潜力。本文综述了石墨烯纤维的制备技术及其在可穿戴电子设备中的应用，旨在为未来研究提供方向，并推动石墨烯纤维的商业化进程。 论文来源 这篇综述论文由Heng Zhai、Jing Liu、Zekun Liu和Yi Li共同撰写，他们...

纳米纤维阴极在铝离子电池中的研究进展 学术背景 随着全球对可持续能源解决方案的需求日益增长，储能系统的发展成为了研究的焦点。锂离子电池（LIBs）因其高能量密度和循环稳定性在市场上占据主导地位，但其高成本、资源有限性、安全问题和环境影响等问题促使研究者探索替代的金属离子电池（MIBs）技术。铝离子电池（AIBs）因其更高的理论体积容量、低成本和环境友好性而被视为一种有前景的替代方案。然而，AIBs的性能尚未达到商业化标准，主要原因包括电极材料的体积变化、电解质与电极的副反应以及循环稳定性差等问题。为了解决这些挑战，研究人员开始探索一维（1D）纳米结构，特别是纳米纤维（NFs）作为阴极材料的潜力。纳米纤维具有高比表面积、灵活性和量子效应等优势，能够有效改善电池的性能。 论文来源 本综述论文由B...

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...