研究背景 近年来，多铁性纳米复合材料因其在传感器、储能系统、换能器和执行器等领域的广泛应用而备受关注。这类材料结合了聚合物和陶瓷基质的优点，如轻质、易加工、耐腐蚀、高机械强度以及压电和磁电行为。聚偏氟乙烯（Polyvinylidene fluoride, PVDF）作为一种重要的聚合物，因其优异的介电常数、低反应性、高热塑性、柔韧性及透明性等特点，成为制备多铁性纳米复合材料的理想选择。 然而，PVDF具有多种晶相（α、β、γ 和 δ），其中α相是非极性的，而β相则因高度有序排列的负氟原子和正氢离子分别位于聚合物链两侧，表现出显著的压电、铁电和热电性能。因此，优化PVDF中β相的浓度对于提升其性能至关重要。此外，磁性纳米颗粒（如镍铁氧体和锰铁氧体）因其独特的磁性和介电特性也引起了广泛关注。将这...

可编程形状优化与形变问题的研究：Morpho环境的开发与应用 学术背景 软材料（soft materials）在科学和工程领域中扮演着至关重要的角色，特别是在软体机器人、结构流体、生物材料与颗粒介质等领域。这些材料在机械、电磁或化学刺激下会发生显著的形状变化。理解并预测这些材料的形状变化，对于优化设计及其背后的物理机理具有重要意义。然而，形状优化问题通常非常复杂，现有的模拟工具要么功能有限，要么不够通用，导致研究人员在处理这类问题时面临诸多挑战。 为了解决这一难题，研究人员开发了一个开源的、可编程的优化环境——Morpho，旨在为形状优化问题提供一个通用且易于使用的工具。Morpho能够处理多种软材料物理问题，如膨胀水凝胶（swelling hydrogels）、复杂流体中的非球形液滴、肥皂...

利用仿生海洋粘附蛋白涂层进行皮肤光老化防治的研究成果 皮肤光老化是当前全球面临的重大健康问题之一，尤其对于长期暴露在户外紫外线（UV）辐射下的人群而言，其表现包括胶原蛋白的减少、皱纹增加、皮肤弹性丧失、结构性减弱等。这些生理变化不但影响个体的外貌，还增加了相关并发症的风险。然而，尽管日常生活中已应用防晒品、局部药物（如维甲酸）和抗氧化剂等治疗方案，但目前仍无一种真正高效且持久的皮肤光老化防治策略可供应用。 针对上述挑战，本文的研究聚焦于一种新型仿生海洋粘附蛋白涂层，并探讨其在皮肤光老化防治领域的潜力。这项研究由Bo Xue带领的研究团队完成，作者来自中国海洋大学（Ocean University of China）的College of Marine Life Science。本文发表于20...

多功能水凝胶促进感染性伤口愈合的全新研究 在当前临床环境中，感染性伤口尤其是抗生素耐药性病原体感染的伤口，已经成为一种重大挑战。这些慢性性或难以愈合的伤口常常由于炎症过度、细菌生物膜的形成以及抗生素疗效下降而延误愈合进程。然而，现有的治疗手段，如抗生素治疗和传统伤口敷料，难以同时解决感染、抗生素耐药及其他组织再生相关问题。基于此背景，多功能性水凝胶因为其类细胞外基质的三维结构，成为一种具有潜力的先进伤口敷料。然而，如何实现在简单、低成本制备的条件下，赋予水凝胶抗菌、抗炎、抗氧化、自愈合性以及体内生物相容性，仍然是一个未解决的科学问题。 最近，来自Fuzhou University和Fujian Medical University等研究机构的多位科学家，包括Minglang Zou和Da H...

新型牙周功能材料研究综述：抗菌、抗炎与组织再生策略的综合探索 学术背景与研究意义 随着全球人口老龄化趋势的加剧，口腔健康问题的关注度逐渐提升。牙周炎（periodontitis）作为一种普遍的细菌感染性疾病，其高发病率不仅威胁人类牙周组织的健康，还对全身系统性疾病的发生关联显著。传统牙周治疗方法如根面平整（scaling and root planing, SRP）和药物治疗，尽管在一定程度上控制了病情，但由于复杂的牙周解剖结构和生物膜的顽固性，这些方法在消除病原菌及再生组织方面均存在不足。此外，频繁的机械刮治可能导致牙齿敏感、牙面划痕和菌斑重新聚集的问题。因此，整合新型功能性生物材料以形成综合治疗策略，成为牙周炎治疗领域的重要研究方向。 同时，近年来越来越多的研究揭示了牙周炎与系统性疾病（...

研究揭示硅橡胶电气跟踪降解机制的前沿科学新闻 背景介绍：研究动机及问题 随着电力传输和配电系统的快速发展，高分子复合绝缘子已逐渐取代传统玻璃和陶瓷绝缘子，成为户外高压输电领域中的首选材料。这其中，基于硅橡胶的复合绝缘子因其重量轻、耐热性高、化学稳定性佳及疏水性能（hydrophobicity）的优秀表现，备受工程界的青睐。它们不仅在生产安装过程中具有较高的性价比，同时也能在长期运行中表现出优越的抗老化特性。然而，这些绝缘材料在实际的运行条件下会因受电气和环境应力（例如高电压、多变的天气因素、盐雾腐蚀等）的影响而逐渐退化，最终可能导致设备的失效甚至电网故障。因此，深入了解硅橡胶材料的退化机制，研究其材料结构随退化发生的重要变化，具有重要的科学意义和应用价值。 为了应对这一问题，本文研究基于实际...

抗菌凝胶结合电纺聚乙烯醇纤维用于酶控活性氧释放的研究 学术背景 皮肤是人体抵御感染的第一道防线，而伤口的出现会破坏这一屏障，增加感染风险。随着抗生素耐药性的增加，开发新型抗菌疗法变得尤为重要。传统的抗生素疗法不仅可能导致耐药性，还可能引发副作用，如细胞和器官毒性、过敏反应以及对肠道微生物组的负面影响。因此，局部抗菌治疗成为了一种更优的选择，尤其是将抗菌剂整合到伤口敷料中，以提高其有效性并减少毒性。 近年来，活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS）如过氧化氢（H2O2）因其抗菌特性而受到关注。ROS不仅能够杀死病原体，还在伤口愈合的各个阶段发挥重要作用。然而，如何实现ROS的持续释放并确保其在伤口局部的有效浓度，仍然是一个挑战。为此，研究人员开发了一种名为RO-101...

电纺纤维在调节异物反应中的应用 背景介绍 在生物医学领域，植入式医疗器械（如皮下植入物）的应用日益广泛。然而，这些设备在植入后常常会引发宿主的免疫反应，称为异物反应（Foreign Body Response, FBR）。FBR 是一种复杂的免疫反应，通常会导致植入物被纤维化组织包裹，从而影响其功能。为了改善植入式医疗器械的长期性能，研究人员一直在寻找能够调节 FBR 的方法。近年来，电纺纤维（electrospun fibers）因其高孔隙率和仿生特性，被认为是一种潜在的解决方案。电纺纤维能够模拟天然细胞外基质（Extracellular Matrix, ECM），促进组织再生，并减少纤维化反应。 本文旨在探讨电纺纤维在调节 FBR 中的应用，详细分析了纤维直径、聚合物选择、纤维取向等参数...

全聚合物电致变色显示器的研究进展：基于N掺杂透明导电聚合物的创新应用 背景与研究意义 显示技术在现代社会中无处不在，从消费电子到医疗设备，再到可穿戴技术，显示器的应用范围不断扩大。然而，传统发光型显示器（如OLED和LCD）尽管具有鲜艳的色彩和高分辨率，但也存在高能耗和长期使用引发的视疲劳等问题。随着环保需求的增加和可穿戴设备的普及，非发光型穿透式显示技术（如电致变色显示器，Electrochromic Displays，简称ECDs）逐渐成为焦点。这些显示器通过调节自然光实现显色，而非发射光，因此能耗低、对眼睛的刺激小，且在户外应用中具备良好的可读性。然而，现有电致变色显示器的制造复杂度较高，涉及多层组件（如透明导体、离子储存材料、电解质和电致变色层）的集成。 针对上述问题，Purdue ...

基于粒子吞噬打印的软电子器件研究 学术背景 随着可穿戴设备、健康监测、医疗设备和人机交互等领域的快速发展，软电子器件（soft electronics）因其能够与生物系统无缝集成而备受关注。传统的刚性电子器件与生物组织之间存在机械性能不匹配的问题，这限制了其在生物医学领域的应用。为了解决这一问题，研究人员提出了多种策略，例如通过微结构设计（如蛇形图案和剪纸结构）赋予刚性器件宏观可拉伸性。然而，这些方法通常以牺牲电子性能为代价来换取可拉伸性。 近年来，基于聚合物电子材料的本征可拉伸器件因其高组件密度和优异的机械延展性而成为研究热点。然而，现有的材料通常需要在电子性能和可拉伸性之间进行权衡。为了克服这一挑战，研究人员尝试将功能性粒子与软聚合物结合，以创建具有类组织特性的高性能电子器件。然而，现有...