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?目前，世界人口的五分之一生活在缺水地區(qū)。對于這些地區(qū)的人們來說，尤其是在缺少穩(wěn)定電力的地區(qū)，獲得干凈的飲用水通常是一項艱巨的任務。因此，迫切需要一種高效，低成本，可持續(xù)和簡單易得的技術(shù)和設(shè)備來產(chǎn)生清潔的飲用水。太陽能是地球上最豐富和廣泛的資源之一。太陽能凈水技術(shù)簡單有效，可從不可飲用的水源（如湖水，污水或海水）中獲得干凈的飲用水。 近日，中國科學技術(shù)大學俞書宏院士團隊開發(fā)了一種基于細菌纖維素納米復合材料的高效且可持續(xù)的仿生多層級太陽能蒸汽發(fā)生器（HSSG）。該HSSG是通過一步氣溶膠輔助生物合…

隨著科技的進步和智能終端的快速發(fā)展，高度集成化和智能化的柔性透明電子產(chǎn)品迫切需要開發(fā)出與其高度兼容且具有高儲能性質(zhì)的柔性透明儲能器件。超級電容器因具有高功率密度、大電流快速充放電、長使用壽命等優(yōu)點成為國際研究熱點。但是，在快速充放電過程中，由于柔性透明電極缺乏低擴散電阻和豐富的活性位點，保持高倍率性能仍是目前研究中面臨的重要挑戰(zhàn)。為了解決這一問題，開發(fā)具有高導電性和高表面積的多孔活性材料具有重要意義。 近日，南京郵電大學黃維院士、趙強教授研究團隊在利用導電Ni3(HITP)2?MOFs薄膜電極實…

隨著生活水平的不斷提高、飲食結(jié)構(gòu)的改變、越來越緊張的生活節(jié)奏以及少動多坐的生活方式等諸多因素，全球糖尿病發(fā)病率增長非常迅速，糖尿病已經(jīng)成為繼腫瘤、心血管病變之后的第三大嚴重威脅人類健康的慢性疾病。2019年中國糖尿病患病人數(shù)達到1.2億，成為世界之最。對于糖尿病患者來說，良好的血糖控制 可以延緩和阻止并發(fā)癥的發(fā)生，胰島素對于糖尿病患者血糖的控制至關(guān)重要。然而一些糖尿病患者對傳統(tǒng)有針胰島素注射方式存在懼怕心理，會因此延遲了規(guī)范注射胰島素的時間，甚至漏打胰島素，從而增加并發(fā)癥發(fā)生的幾率。并且長期有針…

想必大家在學習高中化學的時候經(jīng)常做關(guān)于化學鍵相關(guān)的試題，而化學反應的實質(zhì)就是化學鍵的形成和斷裂。學術(shù)界一直對化學鍵的美妙形成過程頗感興趣，但是如何能實時“看見”這一過程就顯得尤為困難。 事實上，學者們一直在通過各種手段對化學鍵合過程進行監(jiān)測，例如通過理論計算等對化學鍵合進行預測，然而理論計算僅僅是在理想情況下對化學反應過程進行模擬預測，與實際反應過程存在一定差異。因此，我們怎樣才能實時觀測到化學鍵合這一精妙的過程呢？ 近日，來自韓國先進科學技術(shù)院的Ihee教授團隊和他們的國際合作者利用飛秒X射線…

水凝膠是一類通過化學或物理交聯(lián)的三維網(wǎng)絡高分子材料，高分子網(wǎng)絡與水分子之間的氫鍵作用將溶劑束縛在網(wǎng)絡內(nèi)部。作為一種準固態(tài)物質(zhì)，水凝膠能夠在多種外界刺激下改變形狀或體積，因此在軟體機器人、傳感器和柔性電子皮膚等領(lǐng)域具有廣泛的應用前景。溫敏水凝膠是一種對溫度具有響應性的水凝膠，傳統(tǒng)的溫敏塊狀水凝膠(Thermoresponsive bulk hydrogel)對溫度刺激響應速率慢、機械性能(強度、韌性和自恢復等)較差，且不具備多層次、多尺度的仿生微結(jié)構(gòu)，從而限制其在各領(lǐng)域的應用。在自然界的生物軟組織…

木材是能夠次級生長的植物，如喬木和灌木，所形成的木質(zhì)化組織。樹木已經(jīng)在地球上有了上億年的歷史，比人類更早的登上了地球這個舞臺。然而目前木材的應用還局限在一個較低的水平，大多應用于建筑，家具，燃料等領(lǐng)域，僅僅是對木材進行了物理加工，很少有對其進行深加工，賦予其功能化。馬里蘭大學的胡良兵教授就對木材的功能化，進行了深入的研究，并取得了一些研究成果，實現(xiàn)了超強木頭（Nature, 2018, 554, 224）；會呼吸的木頭（Adv. Energy Mater.?2017, 1701203）；納米隔熱…

最近，3D打印技術(shù)發(fā)展迅速，在生物醫(yī)學、微流體和微電子等領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注。直接墨水書寫(DIW)作為一種基于擠出的3D打印(3DP)技術(shù)，可以不斷堆疊墨水，從而快速、自由地制造物體。結(jié)合不同的DIW墨水選擇，可以制造出許多具有獨特特征的物體，例如4D打印、機電特性、生物過程強化、多孔材料、聚合物泡沫和形狀記憶。然而，因為費時的后處理，純熱固化墨水限制了DIW實現(xiàn)復雜三維幾何和功能結(jié)構(gòu)的嘗試。此外，由于不良的機械性能，未固化DIW打印物體的尺寸也受到限制。因此，迫切需要改變墨水和加工設(shè)計來提高3…

導電高分子作為柔性熱電材料在智能可穿戴領(lǐng)域有著廣泛的應用前景。將不同的導電高分子共混，可設(shè)計出具有本征柔性的熱電材料。然而，對于共混導電高分子如何獲得高熱電性能，其性能提升的機理尚不清晰，仍處于初級探索階段。明晰共混導電高分子內(nèi)的載流子輸運機理，對開發(fā)高熱電性能的共混高分子材料有著重要意義。 近期，東華大學張坤研究員課題組發(fā)現(xiàn)在聚乙撐二氧噻吩（PEDOT）基質(zhì)中加入FeCl3處理過的聚吡咯（PPy）納米線能有效提高有機薄膜的熱電性能。并結(jié)合各類表征手段和第一性原理模擬，論證了界面處能量相關(guān)的載流…

養(yǎng)蠶繅絲在我國歷史悠久。作為一種古老的天然動物纖維，蠶絲包含纖維狀蛋白質(zhì)絲纖蛋白、無機物等成分，以其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、質(zhì)量輕、質(zhì)感柔、易翻新等特點，被廣泛應用于家紡、醫(yī)療、美容等諸多領(lǐng)域。如今，科研人員嘗試將常見的蠶絲制作成生物AI芯片植入人體內(nèi)，讓人工智能與大健康相結(jié)合。日前，發(fā)表在國際著名學術(shù)期刊《先進功能材料》上的一項成果，讓這一夢想更近了一步。 這項成果來自國家特聘教授劉向陽的廈門大學團隊。該團隊首次在國際上制備出具有革命性的絲素蛋白介觀雜化材料，構(gòu)建出高性能、高穩(wěn)定性、低能耗的可實用的蠶絲雜化…

每每寒冬將至，各大服裝品牌都在挖空心思研發(fā)保暖性能好的面料，以便在冬季服裝市場上占得先機。一種超薄的新型材料，只要幾豪米厚度就能抵擋“冰”與“火”，乍一聽還以為是科幻小說中的場景，而現(xiàn)在，一種新型氣凝膠材料將其變成了現(xiàn)實。把新鮮的花朵放在隔著氣凝膠材料的幾百度火焰上炙烤，花朵依然絲毫無損。 氣凝膠最早是由美國科學工作者Kistler在1931年制得的一種低密度、高孔隙率的納米多孔材料，早在1993年美國宇航局NASA就將其應用到航空航天領(lǐng)域。氣凝膠中80%以上都是空氣，因此具有很好的隔熱效果，一…

極端環(huán)境下的防護設(shè)施的設(shè)計需要考慮到多種外界潛在的威脅。例如，為了應對太空垃圾和太陽能輻射等問題，阿波羅時代的宇航服設(shè)計就運用了Kevlar（聚對苯二甲酰對苯二胺）和Nomex（聚間二苯甲酰間苯二胺）兩種高分子材料。其中，Kelvar的強機械韌性源于其剛性的對位芳香聚酰胺骨架由有序的液晶溶液在纖維紡絲的應力作用下自發(fā)排列并結(jié)晶。Nomex的隔熱性能源于其間位方向聚酰胺骨架，扭結(jié)的聚合物主鏈會抑制高分子堆積，從而熱量在無序的高分子鏈上緩慢傳遞。眾所周知，多層結(jié)構(gòu)常用于多功能材料的設(shè)計，但是實際上，…

蜘蛛是地球上的一種古老生物，體長從0.05毫米到60毫米不等，截至2010年底，全球已知的蜘蛛共100科5420屬42055種，我國有67科約3800種。 作為知名的“紡織小能手”，蜘蛛通過紡器紡出的蜘蛛絲性能絕對優(yōu)異，完全“碾壓”人類合成的各種纖維。研究發(fā)現(xiàn)蜘蛛絲的拉伸強度高達717.5~1490 mN/m2，彈性模量2175~3725 mN/m2，斷裂功93.3~298 MJ/cm2。蜘蛛絲的強度大約是同等質(zhì)量鋼絲的5倍，鉛筆芯粗細的蜘蛛絲足以拉動一艘萬噸級的遠洋貨輪，韌性是鋼的10倍。難怪…