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 在航空航天工程中，薄层复合材料结构（如机翼）在高速气流作用下容易发生振动，这种振动可能导致颤振（flutter）或发散（divergence）等不稳定现象，从而影响飞行器的安全性和性能。特别是当复合材料结构中存在分层（delamination）（即层间粘接失效）时，其力学响应会显著改变，进一步加剧振动问题的复杂性。因此，研究分层复合材料板在超音速气流中的非线性振动行为具有重要的工程意义。 然而，现有的研究多集中于完整结构的振动分析，对于分层缺陷的影响尚未得到充分研究。此外，传统的数值模拟方法在处理流体-固体耦合问题时，往往计算成本高昂，且缺乏针对分层结构的专用有限元模型。为此，本文旨在开发一种新的有限元方法，用于分析分层复合材料板在超音速气流中的非线性振动行为，并通过稳定性分析和非...

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...

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...

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...