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...

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 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 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...