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 随着可穿戴电子设备（如健康监测设备和人机交互设备）的快速发展，市场对柔性、安全且可持续的电源解决方案的需求日益迫切。传统的锂离子电池虽然广泛应用，但其刚性结构、安全隐患、环境污染问题以及对稀有矿物的依赖，使其难以满足这些新兴需求。纤维形状的电源因其优异的柔性与纺织品的兼容性，成为了一种极具潜力的替代方案。其中，基于聚合物的柔性水系储能系统因其固有的安全性、柔性以及使用可再生、可回收的有机电极材料和环保的水系电解质而备受关注。然而，这类系统仍面临电化学稳定性窗口有限、聚合物电极不稳定以及电极-电解质相互作用复杂等挑战。 为了解决这些问题，研究人员致力于开发新型的柔性电池技术，特别是全聚合物水系纤维电池。这类电池不仅能够满足可穿戴设备的柔性需求，还能通过使用环保材料降低对环境的影响，推...

新型可降解空气过滤材料：PLA熔喷非织造布与呼吸图案技术的结合 学术背景 随着空气污染问题的日益严重，尤其是细颗粒物（PM2.5）对人体健康的威胁，高效空气过滤材料的需求不断增加。传统的空气过滤材料大多依赖于石油基材料，如聚丙烯（PP），这些材料不仅不可降解，还会对环境造成长期污染。因此，开发可降解、高效且耐用的空气过滤材料成为了研究的热点。 聚乳酸（Polylactic Acid, PLA）作为一种生物基材料，具有良好的可降解性和加工性能，被认为是替代石油基材料的理想选择。然而，传统的PLA熔喷非织造布（Melt-Blown Nonwovens, MN）在过滤性能上存在不足，尤其是其过滤效率主要依赖于静电效应，而静电效应在长期储存和使用过程中会逐渐衰减，导致过滤性能下降。为此，研究人员希望...

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...

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...