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2018年第12期(发布时间: Jul 17, 2019 发布者:杨雨寒)  下载: 2018年第12期.doc       全选  导出
1   2019-05-08 16:20:51.187 自供电可穿戴技术 (点击量:6)

对于新兴的可穿戴技术而言,它需要改进的电源。现在密歇根州立大学的研究人员通过皱巴巴的碳纳米管森林或CNT森林提供了潜在的解决方案。

MSU软机和电子实验室主任曹长永带领一支科学家团队创建了高度可拉伸的超级电容器,为可穿戴电子设备提供动力。新开发的超级电容器具有坚固的性能和稳定性,即使在数千次拉伸/松弛循环中拉伸至其原始尺寸的800%时也是如此。

该团队的成果发表在Advanced Energy Materials杂志上,可能会刺激新的可拉伸能量电子系统,植入式生物医学设备以及智能包装系统的发展。

“成功的关键是对垂直排列的CNT阵列或CNT森林进行压皱的创新方法,”MSU包装学院助理教授曹说。 “我们的设计不是在制造过程中严格限制扁平薄膜,而是使三维互连的CNT森林保持良好的导电性,使其更加高效,可靠和坚固。”

大多数人都知道可穿戴技术的基本形式是与智能手机通信的iWatches。在这个例子中,这是需要电池的两项技术。现在想象一下烧伤受害者的智能皮肤补丁,可以监控治疗,同时为自己供电 - 这是Cao的发明可以创造的未来。

在医疗领域,正在开发可伸缩/可穿戴电子设备,其能够产生极端扭曲并且能够符合复杂的不平坦表面。将来,这些创新可以整合到生物组织和器官中,以检测疾病,监测改善,甚至与医生沟通。

然而,令人烦恼的问题是一种可互补的可穿戴电源 - 一种持久耐用的电源。为什么要开发出很酷的新贴片,如果他们不得不使用笨重的电池组来加热并需要充电? (这是极端的,但你明白了。)

Cao的发现是第一个使用皱折的常规CNT用于可伸展的能量存储应用,它们像树木一样生长,它们的檐篷缠绕在晶圆上。然而,这片森林只有10-30微米高。转移和揉皱后,CNT森林形成令人印象深刻的可拉伸图案,如毯子。 3D互连的CNT森林具有更大的表面积,并且可以使用纳米颗粒轻松修改或适应其他设计。

“它更加强大;它确实是一项设计突破,”Cao说,他也是机械工程和电气和计算机工程的助理教授。 “即使它沿着每个方向伸展到300%,它仍然可以有效地传导。其他设计会失去效率,通常只能在一个方向上伸展,或者当它们以更低的水平拉伸时完全失灵。”

就其收集和储存能量的能力而言,Cao的皱巴巴的纳米森林胜过大多数已知存在的基于CNT的超级电容器。尽管表现最佳的技术可以承受数千次拉伸/放松循环,但仍有改进的余地。

金属氧化物纳米颗粒可以容易地浸渍到皱折的CNT中,从而本发明的效率进一步提高。 Cao补充说,新发明的方法应该推动自供电可拉伸电子系统的发展。

——文章发布于2019年5月2日

2   2019-03-20 14:40:38.35 湿度持续可穿戴袋‐用于从人类活动中获取机械能的摩擦电动纳米发电机 (点击量:2)

摩擦电纳米发电机(TENGs)由于其结构简单、成本低廉,近年来引起了广泛的研究兴趣。然而,相对湿度(在潮湿的大气中)对输出性能的影响仍然需要解决。在此,我们提出了一种袋‐型滕,以显著降低相对湿度对其电气输出的影响,并在潮湿环境中获得稳定的性能。在这方面,首先采用纳米结构聚二甲基硅氧烷(NA‐PDMS)和多壁碳纳米管/尼龙复合层作为摩擦电材料,开发了介电材料和基于介电材料的TENG (DD‐TENG)。NA‐PDMS和尼龙复合层在增加介电/摩擦电材料之间的表面接触面积和表面电荷密度以及DD‐TENG的输出性能方面发挥着关键作用。然而,DD‐TENG器件具有稳定的高输出性能,有效输出功率密度≈25.35 W m−2。此外,即使相对湿度从35增加到81%,袋‐型DD‐TENG器件的性能几乎没有受到影响,而非袋‐型器件的性能则显著下降。最后,使用袋‐型DD‐TENG作为可穿戴设备,有效地从日常人类活动中获取机械能。

——文章发布于2019年2月28日

3   2019-03-12 15:45:03.653 超组装生物催化多孔骨架微马达,具有可逆、灵敏的pH‐在超低生理H2O2浓度下的速度调节 (点击量:2)

合成纳米/微马达是一种新兴的材料,具有广阔的应用前景,从环境修复到纳米医学。这些发动机的动力通常由可获得燃料的浓度控制,因此,工程速度调节机制,特别是使用生物触发器,仍然是一个持续的挑战。在这里,通过一个可逆的、生物相关的pH响应调节机制来控制超组装多孔框架微马达的运动。Succinylatedβ乳球蛋白和过氧化氢酶在多孔框架superassembled粒子,β乳球蛋白应承担的是渗透在中性ph渗透性允许燃料(过氧化氢)来访问过氧化氢酶,导致纳米马达的自治运动。然而,在温和的酸性pH值,succinylatedβ乳球蛋白应承担的经历一个可逆的凝胶化过程,防止燃料访问到过氧化氢酶所在纳米马达。据我们所知,这项研究是第一个具有快速、可逆pH响应运动的化学驱动电机的例子。此外,多孔骨架显著提高了过氧化氢酶的生物催化活性,允许在生理条件下开发超低浓度的H2O2。人们设想,同时开发这种纳米系统的pH值和化学势,可能会有潜在的应用,作为刺激反应性药物递送载体,受益于复杂的生物环境。

——文章发布于2019年3月11日

4   2019-02-25 12:30:29.167 利用纳米孔传感技术,物理学家可以检测单个粒子的细微变化 (点击量:1)

电阻脉冲纳米孔传感的原理是,电流通过纳米孔(绿色,左边)时的微小变化可以用来了解纳米孔内的分子。研究人员能够用不同的保护剂(配体)捕获纳米级的金簇,这些配体会在金核周围移动,从而产生复杂的当前步骤。

来源:联邦

弗吉尼亚联邦大学物理系的研究人员发现,一种被称为纳米孔传感的技术可以用来探测微簇变化,即比分子大但比固体小的物质块。

人文科学学院实验生物物理学和纳米科学副教授Joseph Reiner博士说:“纳米孔的作用就像极其微小的传感器,每边只有几个纳米。”“这种大小尺度让我们能够观察到当一个配体分子改变簇的大小时。实时检测这些变化的能力——当它们发生的时候——是一种新的和令人兴奋的东西。

赖纳和物理学教授马西莫·f·贝尔蒂诺博士,以及VCU的学生鲍比·考克斯、彼得·威尔克森和帕特里克·伍德沃斯在《美国化学学会杂志》上发表了一篇论文,描述了这一发现。

赖纳说:“这是一个新发现,因为在单个粒子上实时检测这些变化的方法实在不多。”“这打开了观察纳米表面各种有趣现象的大门,这是许多化学家在应用和纯研究领域都非常感兴趣的一个领域。”

这一研究为簇簇的活性提供了新的线索,簇簇是一种反应性极强的物质,被认为是催化或催化剂加速化学反应的有趣对象。

“了解分子在纳米团簇上的行为有助于我们了解它们的催化特性,”Bertino说。“到目前为止,人们认为分子在簇表面是静止的。我们的实验表明,相反,分子以非常快的速度改变它们的构型和位置。这为这些物质的化学性质打开了新的视角。

贝尔蒂诺说,研究小组的发现可能会带来令人兴奋的新发现。

“现在有几条可能的小巷正在开放。一个是集群增长。没有人能很好地理解这些东西是如何产生的。另一个是帮助调整他们的资产,”他说。“到目前为止,人们种植这些东西并使它们具有反应性,但并不总是清楚这是如何发生的。”从本质上说,飞镖是用来解决这个问题的,人们希望其中一个飞镖能粘住。这项工作允许我们查看一个定义良好的集群大小,并通过一次更改一个参数来处理它。

通过更好地观察这些簇及其行为,研究人员希望能够更好地了解催化剂如何改进,从而更有效地发现和合成药物。

故事来源:

材料由弗吉尼亚联邦大学提供。注:内容可根据风格和长度进行编辑。

期刊引用:

鲍比·考克斯,帕特里克·h·伍德沃斯,彼得·d·威尔克森,马西莫·f·贝尔蒂诺,约瑟夫·e·雷纳。利用电阻脉冲纳米孔传感技术观察了硫代酸盐包裹的金纳米团簇在配体诱导下的结构变化。美国化学学会杂志,2019年;DOI: 10.1021 / jacs.8b12535

——文章发布于2019年2月21日

5   2018-12-21 13:02:38.69 超快全光开关泵推探针:以纳米石墨烯分子为例 (点击量:1)

在过去的二十年中,三束泵浦探针(PPP)技术已经成为研究分子多维构型空间的一种成熟工具,因为它允许披露关于被激发分子的多种且通常是复杂的失活途径的宝贵信息。从光谱的角度来看,这种工具显示详细信息的效率两代和构象在π共轭分子和大分子应承担的放松。此外,利用共轭材料中受激发射和电荷吸收之间的光谱重叠,PPP可以有效地调制共轭材料中的增益信号。然而,共轭聚合物在强光激发下的相对较低的稳定性是其在塑料光纤(POFs)和信号控制应用中的一个关键限制。实现超快,购买力平价的角色都应承担的光学开关π共轭系统突出显示。此外,还报道了一种新合成的纳米烯分子dibenzo[hi,st]ovalene (DBOV)的光开关实验新数据。DBOV和石墨烯纳米结构具有优越的环境和光稳定性,在POFs和信息通信技术中具有良好的应用前景。

——文章发布于2018年12月19日

6   2018-12-11 16:45:58.74 一种可拉伸的离子二极管,由共聚电解质水凝胶与甲基丙烯酸化多糖组成 (点击量:1)

随着对软性和柔性器件需求的稳步增长,凝胶材料演示的离子应用受到了人们的关注。本文介绍了由聚电解质水凝胶制成的可拉伸可穿戴式离子二极管(SIDs)。采用甲基丙烯酸酯化多糖对聚电解质水凝胶进行了机械改性,同时保留了聚(磺丙基丙烯酸酯)钾盐(PSPA)和聚([丙烯酰胺丙基]氯化三甲铵(PDMAPAA‐Q)的离子选择性,形成了离子共聚物。然后将聚电解质共聚物水凝胶组成的小岛屿发展中国家在VHB基板上制作成可拉伸的透明绝缘层,用激光刻蚀而成。sid在水凝胶与弹性体基体之间的良好粘附作用下,在拉伸超过3倍的范围内表现出整流行为,并在数百个周期内保持整流状态。可穿戴式离子电路在手指运动过程中对离子电流进行整流,并在正向偏压下点亮LED灯,从而实现SID的操作可视化。

——文章发布于2018年12月06日

7   2018-11-30 12:39:17.337 从纳米纤维到纳米棒:由多肽‐PEG衍生物调控的肽-药物偶联物的纳米结构,增强了抗肿瘤作用 修改翻译结果 (点击量:1)

肽-药物偶联物(PDCs)是一种自组装的前体药物,由于其良好的生物相容性、高的载药量和永久的可控释放,具有良好的药物传递潜力。然而,大多数PDCs倾向于在水中和生理条件下自组装成丝状纳米结构,由于长纤维的缠结和血栓的风险,它们不适合作为静脉制剂。注射的PDCs也面临着克服复杂的生理环境到达靶点的挑战。为了扩大其临床应用,必须控制PDC的性能,包括自组装结构和生理性能,以避免上述问题。摘要在研究聚偏二氯乙烯组装机理的基础上,提出了一种通过控制组装过程中分子间相互作用来调节聚偏二氯乙烯形貌的新方法。这种方法可以改变PDCs从纳米纤维到纳米棒的最终形态,引入的大分子赋予了PDC新的特性,使其能够稳定高效地进入目标位点。

——文章发布于2018年11月20日