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  • 高灵敏度离子电子学三模态触觉传感器的研发:实现接近-压力-温度同步感知的创新突破

    这项研究犹如给机器人装上了"仿生指尖"——通过创新的层状离子凝胶(ionogel)与叉指电极结构,打造出能同时捕捉接近、压力和温度信号的柔性三模态传感器。电容信号化身"空间侦探",精准探测0-50毫米内的物体接近,并以5.03 kPa−1的线性灵敏度感知0-163 kPa压力;电阻变化则扮演"温度哨兵",在20-70°C范围内分段响应(20-45°C时-2.196%°C−1,45-70°C时-0.822%°C−1)。更妙的是,压力与温度信号的交叉干扰被控制在1.15%以下,就像三个默契的乐手各司其职又和谐共奏。当3×3传感器阵列登上机械臂舞台,成功完成拧瓶盖的"杂技表演"时,这套系统展现出在复

    来源:Advanced Materials Technologies

    时间:2025-07-07

  • 单片集成GaN微发光二极管与p-MOSFET的高性能研究:推动有源矩阵微LED显示技术发展

    这项突破性研究展示了如何将蓝色氮化镓(GaN)微发光二极管(Micro-LED)与p型金属氧化物半导体场效应晶体管(p-MOSFET)像乐高积木般精准拼接在同一芯片上。科研团队巧妙利用市售GaN外延片,构建出仅5微米大小的微型发光单元,其亮度调控完全交由"电子守门员"p-MOSFET来掌控——只需调节栅极电压这个"遥控器",就能像调节水龙头般精确控制电子注入量。当施加-25V栅源电压(Vgs)时,这个微型光电联合体爆发出惊人能量:每平方厘米喷射出163瓦强光(LOP),每100个电子就有近15个转化为光子(EQE 14.9%),亮度高达320万尼特,几乎媲美独行侠Micro-LED的表现。这项

    来源:Advanced Materials Technologies

    时间:2025-07-07

  • 摩擦-热电协同纳米发电机设计策略:一种用于输电线路振动检测的自供能传感方法

    随着电网规模扩大及运行环境复杂化,输电线路长期稳定运行面临严峻挑战。其中风致振动作为最常见且具破坏性的问题,亟需实时监测手段。这项研究巧妙融合微型热电发电机(MTEG)与摩擦纳米发电机(TENG)技术,开发出新型自供能振动测量方法。科研团队不仅建立了输电线路振动检测理论模型,更研制出自供能振动监测原型机(SP-MVTL)。实验数据显示,当系统处于353.15 K热源与285.15 K冷源构成的温差场时,SP-MVTL可稳定输出3.6 V电压和0.82 A电流,能量收集功率密度高达289.4 W·m−2。在模拟典型输电线路振动工况的测试中,该装置展现出与商用传感器MPU 6050相当的频率检测精

    来源:Advanced Materials Technologies

    时间:2025-07-07

  • 综述:超材料电磁波吸收研究进展:理论背景、技术挑战与前沿应用

    Abstract随着物联网(IoT)时代电磁干扰问题日益突出,具备天然材料所不及特性的超材料(如负折射率、电磁隐身)成为研究热点。本文从理论起源到技术应用全景式解析了超材料吸波体的发展脉络:基于传输线理论(Transmission Line Theory)和阻抗匹配原理,通过亚波长结构设计可实现近完美吸波,但其窄带谐振特性仍是主要挑战。核心机理超材料吸波体通过周期性人工结构调控介电常数(ε)与磁导率(μ),实现与自由空间的阻抗匹配。典型设计包括金属谐振环(Split-Ring Resonators, SRRs)和开口环结构,其吸收率(A(ω))可表述为A(ω)=1-R(ω)-T(ω),其中R(

    来源:Advanced Materials Technologies

    时间:2025-07-07

  • 极性溶剂中纤维素乙酸酯环境稳定分离半导体碳纳米管的技术突破及其能源应用

    在极性溶剂体系中,纤维素乙酸酯(CA)展现出卓越的环境耐受性,成为半导体碳纳米管(semiconducting CNTs)提纯领域的新锐"分子剪刀"。研究团队巧妙利用乙基乳酸-四氢呋喃(ethyl lactate-THF)混合溶剂调控CA溶解度,构建出能区分半导体型与金属型CNTs胶体稳定性的智能筛选系统。令人振奋的是,该体系在含1%体积水(v/v%)的极性有机溶剂中仍保持90%以上的半导体CNTs提取效率,颠覆了传统导电聚合物提取法必须使用绝对无水溶剂的限制。103倍的电流开关比,其热电功率因子(thermoelectric power factor)更是突破200 μW m-1 K-2,为

    来源:Advanced Materials Technologies

    时间:2025-07-07

  • 酶促发电自灭菌口罩:基于生物燃料电池的可持续抗菌技术研究

    引言新冠疫情凸显了口罩在阻断病原体传播中的重要性,但大量废弃口罩带来环境负担。可重复使用口罩因缺乏快速灭菌手段难以推广。研究团队创新性地将生物燃料电池(BFC)与导电织物结合,开发出能自主产生灭菌电流的"电动口罩"。该技术利用乙醇脱氢酶(ADH)催化呼吸中的乙醇氧化,胆红素氧化酶(BOD)介导氧还原反应,通过聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)修饰的导电区域传递电流,实现20 µA级微电流持续灭菌。电动口罩设计与工作机制口罩结构包含三个关键组件:生物阳极:亚甲基绿(MG)修饰的酸处理多壁碳纳米管(A-CNT)纤维,负载ADH酶催化乙醇氧化,反应中伴随NAD+/NADH

    来源:Advanced Materials Technologies

    时间:2025-07-07

  • 高固含量液态金属墨水在柔性印刷电路中的应用:配方优化、稳定性调控及多层集成技术

    这项研究开创性地将液态金属(LM)与乙二醇(EG)共混,通过超声震荡制备出亚微米级镓颗粒悬浮液。纤维素纳米纤维(CNF)的加入犹如给金属颗粒穿上"防护衣",形成zeta电位达-60 mV的超稳定胶体,其黄金配比(LM:CNF=10:0.75)让墨水兼具印刷适性和超高电导率(105 S m−1)。更妙的是,这种墨水能像"智能拼图"般在室温下自烧结成电路,无需传统机械烧结。制成的柔性电路堪称"电子橡皮筋",经历千次弯折拉伸仍面不改色。研究人员还玩转"立体拼装",通过叠层压合和通孔填充技术,成功构建多层电路架构,为未来可穿戴设备打造出轻量化、高集成的电子骨架。

    来源:Advanced Materials Technologies

    时间:2025-07-07

  • 营养膜技术(NFT)鱼菜共生系统提升尼罗罗非鱼与非洲鲶鱼及叶菜产量的实证研究

    营养膜技术(NFT)鱼菜共生系统的创新实践研究背景与意义全球约24亿人面临中度至重度粮食不安全,撒哈拉以南非洲受影响最严重。肯尼亚25%人口存在粮食短缺问题,传统水产养殖系统水资源利用率低且产量有限。营养膜技术(NFT)作为整合水产养殖与无土栽培的创新系统,通过闭环水循环实现"一滴水多重产出",为解决上述问题提供了新思路。材料与方法试验在肯尼亚马斯诺大学渔场开展,采用随机完全区组设计。设置两组平行NFT系统,分别养殖单性尼罗罗非鱼和非洲鲶鱼,初始体长10cm,体重50g,密度60尾/m3。对照组为传统土塘养殖系统。配套种植生菜、菠菜和罗勒,移植时选择具有3片以上真叶的幼苗。水质参数每日监测,包

    来源:Aquaculture, Fish and Fisheries

    时间:2025-07-07

  • 基于激光诱导击穿光谱(LIBS)的土壤容重与碳储量快速评估技术:推动规模化土壤碳监测

    测量土壤容重(BD)和碳含量是精准计算土壤碳储量的关键。随着农田土壤固碳作为温室气体减排策略的热度攀升,大规模田间监测的重要性日益凸显。传统BD检测方法——如环刀法和土块法——需采集原状土样,存在样本处理复杂、人力成本高昂等瓶颈。为突破这些限制,研究者开发出基于激光诱导击穿光谱(LIBS)的创新检测技术,无需原状土样即可实现高效低成本BD估算。团队采用880份巴西多样化土壤样本构建模型,70%用于训练、30%用于测试。通过离散小波变换(DWT)特征提取、F检验回归特征筛选结合岭回归的LIBS模型,在测试集上实现BD预测R2=0.72,均方根误差(RMSE)仅0.12 g cm−3。更令人振奋的

    来源:European Journal of Soil Science

    时间:2025-07-07

  • 霍霍巴油甲醇解优化与顺式-13-二十二烯醇的免疫调节潜力:基于循环生物精炼视角的创新研究

    摘要研究通过钙氧化物(CaO)催化霍霍巴油甲醇解,优化制备高附加值脂肪醇工艺。关键产物顺式-13-二十二烯醇(C13D)在先天免疫细胞(单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞)中展现出剂量依赖性免疫调节作用,低剂量可诱导促炎细胞因子TNF-α、IL-6和IL-1β分泌,其水平与脂多糖(LPS)刺激相当。引言全球对生物基化学品的需求推动非食用油脂开发。霍霍巴作为耐旱植物,其油酯结构独特(无甘油骨架),通过甲醇解可生成11-二十烯醇、C13D和15-二十四烯醇。既往研究多关注其燃料转化,而本研究首次系统探索其免疫应用潜力。材料与方法工艺优化:采用废弃贻贝壳制备CaO催化剂,通过RSM分析摩尔比(MR)、温

    来源:Biofuels, Bioproducts and Biorefining

    时间:2025-07-07

  • 基于转录因子YpItcR定向进化构建高灵敏度氨基酸生物传感器的创新策略

    在氨基酸(AA)工业化生产的浪潮中,传统代谢工程方法已难以满足高产菌株的性能提升需求。尽管基于生物传感器的高通量筛选技术展现出巨大潜力,但现有AA生物传感器普遍存在"交叉识别"的致命缺陷——经过改造的转录因子往往难以摆脱对原始AA的识别,严重干扰检测结果。这一困境背后,是AA分子结构高度相似的天然特性,使得特异性改造如同"大海捞针"。安徽某高校研究团队独辟蹊径,将目光投向一种特殊物质——衣康酸(ITA)。这种结构与AA相似但不存在于常规代谢途径的C5有机酸,其对应的转录因子YpItcR来自假结核耶尔森菌(Yersinia pseudotuberculosis)。研究人员巧妙利用该系统的"空白背

    来源:Microchemical Journal

    时间:2025-07-07

  • 基于场效应调制的P3HT有机薄膜晶体管柔性压力传感器结构优化:实现高灵敏度与快速响应的创新策略

    在仿生电子皮肤和智能可穿戴设备快速发展的今天,柔性压力传感器如何突破灵敏度与响应速度的极限,成为制约其实际应用的关键难题。传统传感器往往面临两难选择:提高灵敏度会导致响应延迟,而追求快速响应又可能牺牲检测精度。更棘手的是,现有有机薄膜晶体管(OTFT)传感器缺乏对传感机制的定量解析,使得性能优化犹如"盲人摸象"。这一困境激发了山西科研团队的创新灵感——能否像搭建乐高积木那样,通过精确调控器件结构实现性能突破?山西的研究人员独辟蹊径,将金字塔微结构的几何优势与OTFT的场效应放大特性巧妙融合。他们选择聚(3-己基噻吩)(P3HT)作为半导体层材料,这种材料不仅具有溶液加工优势,其自组装特性还能形

    来源:Microchemical Journal

    时间:2025-07-07

  • 高灵敏度扩散序时域核磁共振技术揭示天然橡胶乳液的线性聚异戊二烯核心与pH响应性脂质-蛋白质冠层结构

    ABSTRACT现代分析技术对天然橡胶乳液(NRL)的百年认知提出了全新挑战。传统理论认为NRL具有支化/网络化聚异戊二烯结构,其弹性、硫化动力学和成膜特性归因于共价连接的磷脂和蛋白质。然而这项研究通过多模态核磁共振技术揭示,天然胶乳实际上由线性cis-1,4-聚异戊二烯核心和pH响应性脂质-蛋白质冠层构成。材料与方法研究采用三种NRL样本:氨稳定化(pH≈10)、无氨(pH≈3.5)和脱蛋白/皂化后再碱化样品。通过600MHz Bruker Avance I和500MHz Nyx-NEO核磁共振仪,结合zg30、hsqcedetgpsisp2p.3等脉冲序列,进行1H/13C化学位移分析、3

    来源:Polymer Engineering & Science

    时间:2025-07-07

  • 综述:柔性聚合物泡沫在热管理技术中的最新进展与应用

    ABSTRACT柔性聚合物泡沫凭借其独特的结构可设计性,正成为热管理技术领域的革命性材料。传统刚性绝缘体或金属散热器难以满足现代电子设备(如5G芯片、高能量密度锂离子电池)对轻量化、柔性化和多功能集成的需求。通过调控泡孔结构(如开孔/闭孔比例)和化学组成(如添加碳纳米管CNTs或石墨烯),这类材料可实现0.1-5 W/m·K范围的导热系数调控,其中各向异性导热泡沫在垂直方向导热系数可提升至平行方向的20倍,特别适用于堆叠式集成电路的定向散热。材料创新与功能拓展最新研究通过原位聚合技术将相变微胶囊(MicroPCMs)嵌入聚氨酯(PU)泡沫基体,使材料在25-80°C区间具备高达180 J/g的

    来源:Polymer Engineering & Science

    时间:2025-07-07

  • 仿生六边形层级管状结构的3D打印面外抗压行为比较及COPRAS方法优选

    提升能量吸收结构的耐撞性(crashworthiness)而不牺牲其刚度与强度,始终是轻量化工程领域的核心挑战。这项研究另辟蹊径,从自然界汲取灵感,设计出具有生物仿生特性的六边形层级管状结构(bio-inspired hexagonal hierarchical tubular structures)。通过熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling, FDM)这一3D打印技术,研究人员成功制备出不同质量与构型的管状结构样本。在准静态轴向加载(quasi-static axial loading)实验中,这些仿生结构的耐撞性能得到系统评估。令人振奋的是,受万圣节蜘蛛网(Ha

    来源:Polymer Composites

    时间:2025-07-07

  • 电网耦合型太阳能光伏与风力涡轮机-电动汽车混合系统的能量管理与功率预测创新研究

    随着可再生能源(太阳能光伏PV、风力涡轮机)和电动汽车(EVs)大规模接入电网,传统能源管理体系在应对其不确定性和动态负载特性方面面临严峻挑战。这项突破性研究构建了双向通信架构,实现光伏阵列、风力机组、储能装置、EVs与工业负载间的实时电价协调。创新性开发的核基非参数能量模式优化器(Kernel-based Nonparametric Energy Mode Optimizer),通过历史能源数据和气象模式训练,将功率预测精度提升至新高度。实验数据生动展示:正午时分光伏系统爆发17 kW峰值发电量,逆变器稳定输出16 kW;双微电网电压(MG1:0.94–1.06 V,MG2:0.90–1.0

    来源:Energy Technology

    时间:2025-07-07

  • 单结构域双活性位点融合蛋白:肽催化与酶催化的协同创新策略

    1 引言传统生物催化体系通常在每个结构域中仅含单一活性位点。本研究突破性地提出将三肽催化剂H-lPro-lPro-lGlu(PPE)与醇脱氢酶(ADH)融合,构建单结构域双活性位点催化剂。选择醇氧化/C─C键形成的级联反应作为模型体系,其中ADH催化醇氧化生成醛,PPE通过烯胺中间体介导醛与硝基烯烃的立体选择性加成。AlphaFold模型显示PPE三肽成功整合于嗜热脂肪地芽孢杆菌(G. stearothermophilus)四聚体ADH的N端。2 结果与讨论通过蛋白质工程构建的PPE-ADH杂合体在单独测试中显示:ADH活性比野生型提高30%,而C─C键形成活性与游离PPE相当(产率51% v

    来源:ChemCatChem

    时间:2025-07-07

  • 硅氧烷修饰酶促有机相均相生物催化:溶解稳定双功能创新策略

    1 引言酶作为生物催化剂在代谢中起核心作用,但其工业应用受限于水相环境需求。传统策略如固定化酶存在活性位点遮挡(图1)和传质限制。硅氧烷(PDMS)因其生物相容性和有机溶剂亲和性,成为新型修饰材料。本研究首次系统探索硅氧烷共价修饰对蛋白质构象和催化活性的影响,以人血清白蛋白(HSA)为模型蛋白,胰蛋白酶(Trypsin)为生物催化剂。2 结果与讨论2.1 功能化硅氧烷聚合物合成通过D3阴离子开环聚合制备分子量500-6000 g/mol的单氢封端PDMS(Ð=1.07-1.15),经烯丙醇氢硅烷化及DSCa/NDA活化(图2),获得可靶向蛋白质表面氨基/羟基的 electrophilic 硅氧

    来源:ChemCatChem

    时间:2025-07-07

  • 增强现实全息显示中的遮挡处理技术:提升三维虚拟图像真实感的关键突破

    系统架构与工作原理研究团队创新性地利用硬边缘遮挡光学与傅里叶滤波光学的结构相似性,设计出折叠式4f系统。该系统核心包含两个关键组件:作为全息显示的FLCoS(刷新率4500Hz)和兼具遮挡掩模与主动滤波功能的DMD(刷新率9800Hz)。当系统处于图像子帧(ISF)时,DMD作为主动滤波器选择性透射全息内容并抑制共轭噪声;在掩模子帧(MSF)则转换为实景遮挡器,通过精确匹配虚拟图像空间位置实现像素级光线阻断。实验证明,这种时空复用机制可将传统半透明全息图像转换为感知不透明的三维影像,同时将视场角(FoV)扩大至静态滤波系统的两倍。基于主动滤波的二值化全息图合成算法针对AR场景中稀疏虚拟内容的特

    来源:Laser & Photonics Reviews

    时间:2025-07-07

  • 综述:下一代生物光子学技术在胃癌临床检测中的全面综述

    Abstract胃癌(GC)作为全球第五大高发恶性肿瘤,其早期检测技术的革新迫在眉睫。传统内镜工具与蛋白质组学分析方法存在灵敏度不足、操作复杂等局限,而生物光子学技术通过光与组织的相互作用机制,为GC筛查开辟了新途径。技术全景图窄带成像(NBI)利用特定波长增强黏膜血管对比度,对早期GC检出率达78.3%,但依赖操作者经验;共聚焦激光显微内镜(CLE)可实现1000倍放大下的实时组织学观察,灵敏度高达89%,但设备成本限制了普及。拉曼光谱(RS)通过分子振动指纹识别癌变组织,联合表面增强拉曼光谱(SERS)技术后,检测限提升至10-12 mol/L。傅里叶变换红外光谱(FTIR)能同步分析蛋白

    来源:Laser & Photonics Reviews

    时间:2025-07-07


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