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有机电化学晶体管材料、器件及功能

有机电化学晶体管材料、器件及功能

摘要：有机电化学晶体管具有实现高灵敏度的传感及突破“冯·诺依曼瓶颈”实现低功耗的神经形态计算的潜力. 目前有限的活性层材料及低的器件性能严重制约着其进一步集成与应用, 器件性能的进一步提升亟需关键活性层材料的原始创新. 本文综述了本课题组近五年在有机电化学晶体管材料和器件方面的研究进展. 我们从材料源头创新出发, 致力于材料制备方法、材料结构、聚集态结构、离子电子耦合传输对材料光电性质的影响以及相关的基本规律和物理过程, 打破传统设计思路, 发展非金属聚合/偶联方法, 使用有效的多功能分子设计与结构调控策略制备新概念共轭高分子/寡聚物/小分子混合离子电子导体的有机电化学晶体管活性层材料; 开发有机电化学晶体管的关键技术, 实现若干集高性能、高稳定性、柔性于一体的有机电化学晶体管, 构筑面向柔性、可穿戴器件的传感及低功耗的有机突触晶体管, 对柔性生物电子学的发展具有积极的促进意义.
有机 2025年01月16日
类液体表面的特性、构建与应用

类液体表面的特性、构建与应用

摘要：类液体表面是一种由极度柔性分子链修饰的表面. 室温下, 修饰的柔性分子链能够自由旋转运动, 赋予表面类似液体的超润滑特性. 几乎所有的极性和非极性液体在类液体表面上都不易黏附, 可滑动脱落且无残留. 区别于传统的超疏水/油表面, 类液体表面的构建不依赖于基底表面的粗糙微结构, 具有更加稳定的动态去润湿性. 通过简单的共价接枝或者与常见聚合物基涂层结合的策略, 可以直接在各种平坦基材表面构筑类液体涂层. 近年来, 类液体表面日益受到关注, 在微观无损输运、抗污防垢、抗冰、油水分离和微流控等不同领域崭露头角. 本文阐述了类液体表面的基本原理和构建方法, 介绍了类液体表面最新的应用研究进展, 并展望了未来潜在的研究方向.
新材料 2025年01月16日
骨组织模型3D打印建模中CT图像序列选择的策略分析

骨组织模型3D打印建模中CT图像序列选择的策略分析

摘要：骨组织模型的精确3D打印对骨科手术前进行手术方案规划、术中定位和术后评估手术效果均有不可替代的作用。然而，打印等比例的、与患者完全匹配的、精确的骨组织模型涉及术前CT影像扫描、3D建模、3D打印及打印后处理一系列流程。其中，对于3D打印前的重建，CT扫描图像序列的选择直接影响打印模型的质量。通过比较骨窗序列和标准序列 CT图像的建模及打印结果可知，后者的模型质量优于前者，表明骨组织模型并非一定要采用骨窗序列。该研究为骨组织模型的精确3D打印和建模在CT图像序列选择阶段的决策提供了科学依据。
医疗 2025年01月16日
多级中空纳米纤维二次电池电极材料

多级中空纳米纤维二次电池电极材料

摘要：多级中空纳米纤维材料具有结构可控、成分可调的优点, 在二次电池电极材料领域应用广泛. 在结构方面:多级中空结构可以有效缓冲电极材料在电化学反应离子嵌/脱过程中的体积变化, 阻止电极材料粉碎、脱落, 增加电解液和电极材料的有效接触面积, 缩短离子/电子传输路径; 在成分方面: 可以实现不同特性材料的合理耦合, 提升电极材料电导率, 加速氧化还原反应动力学. 多级中空纳米纤维结构和成分的协同增强作用在提升二次电池容量、倍率、循环性能方面效果显著. 本文归纳了现阶段制备多级中空结构纳米纤维的几类方法, 包括单针头静电纺丝、多流体静电纺丝和其他合成方法(模板法、水热法、自组装法等). 随后, 总结了不同结构、成分的纤维在二次电池(如锂、钠、钾离子电池, 锂/钠-硫电池, 锂金属-空气电池, 超级电容器等)中的应用进展. 最后, 探讨了多级中空结构纳米纤维材料在电化学储能领域的应用潜力.
新能源 2025年01月16日
柔性触觉传感电子皮肤研究进展

柔性触觉传感电子皮肤研究进展

摘要：柔性触觉传感电子皮肤是一种模拟天然皮肤触觉功能的设备, 可以附着在人体皮肤或机器人等表面, 感知各种刺激如压力和温度等, 在智能假肢、机器人、健康医疗等领域有着重要的应用, 具有巨大的潜在市场价值, 是科研界和产业界共同关注的研究热点之一. 柔性触觉传感电子皮肤主要可分为柔性压力触觉传感电子皮肤、柔性温度触觉传感电子皮肤和柔性解耦多模触觉传感电子皮肤等三大类. 本文主要综述了近年来柔性触觉传感电子皮肤的研究进展, 重点归纳总结了上述三类柔性触觉传感电子皮肤的传感机制和工作特点, 从材料组成和器件结构等层面介绍了柔性触觉传感电子皮肤性能改进的不同方法. 除此之外, 本文还阐述了目前柔性触觉传感电子皮肤所面临的主要挑战、解决途径以及未来发展前景.
光电 2025年01月15日
铜带复合对超导倾斜堆叠结构的电磁特性优化研究

铜带复合对超导倾斜堆叠结构的电磁特性优化研究

摘要：REBCO堆叠结构是超导体应用实现的关键中间载体。然而随着REBCO堆叠结构中带材数量的增加，将产生较大的应力限制堆叠带材的数量。倾斜堆叠结构（CSS）在一定程度上可以平衡堆叠弯曲半径和堆叠数量。允许堆叠的数量增加后，可加入金属带材复合来实现CSS的结构优化。由于CSS电流的分布有着不均匀的特性，固定根数的铜带复合在CSS不同位置对临界电流的影响可能不同。首先，本文基于实验方法和仿真方法，对铜带复合在CSS不同部分的电磁特性展开研究。随后，基于响应面分析法量化了不同复合结构的具体效果。最后通过分析复CSS和普通堆叠的临界电流差异和交流损耗差异，来验证铜带复合CSS的电磁性能优势。
复合 2025年01月15日
完全非稠合结构有机光伏受体材料

完全非稠合结构有机光伏受体材料

摘要：得益于刚性稠合非富勒烯受体的发展, 有机光伏(organic photovoltaic, OPV)电池的能量转换效率(powerconversion efficiency, PCE)已经超过了20%. 然而, 大多数稠合受体的合成过程复杂, 导致OPV电池制备成本高昂,严重限制了OPV技术的产业化发展. 因此, 开发低成本的非稠合受体成为OPV领域的一个重要课题. 最近, 电子给体单元完全由单芳香环通过C−C单键连接的全非稠合受体的研究取得了巨大进展, 相应电池的PCE已经达到了17%, 有希望达到与采用刚性稠合非富勒烯受体制备的OPV电池相当的效率. 本综述从材料设计的角度出发, 通过给体单元芳香环的数量进行分类, 对目前报道的全非稠合受体材料的研究进展进行了总结. 最后从效率、成本和稳定性方面对材料的发展和挑战进行了评论.
有机 2025年01月15日
高强金属丝材的力学行为与变形机理

高强金属丝材的力学行为与变形机理

摘要：金属丝材作为一类独特的结构及功能材料, 具有悠久的发展历史, 并在诸多领域发挥着不可替代的作用. 目前, 人们已经发展了多种成熟的丝材加工工艺, 并制备出多种高强韧金属丝材. 其中, 传统珠光体钢丝保持着金属丝材最高抗拉强度的世界纪录, 而新型高熵合金丝材成功克服了传统丝材强度与塑性之间的矛盾关系和低温脆性的问题, 显示出在复杂服役环境下的巨大应用潜力. 由于金属丝材各异的微观结构和物理化学特性, 其表现出各自独特的力学行为和复杂迥异的强塑性变形机理. 多晶合金丝材的高强度主要源于界面强化和位错强化等多种强化机制的共同作用, 其塑性变形涉及位错运动和变形孪生等多种复杂的塑性变形机理; 非晶合金丝材的高强度源于其本征的原子无序结构, 其塑性变形则主要与流动缺陷的激活与聚集有关. 为了进一步实现金属丝材强韧化, 研究者提出了微观组织细化和不均匀结构设计等有效途径. 随着金属丝直径的减小, 变形尺寸效应显现, 考虑尺寸效应的应变梯度塑性理论相继发展并有效应用于金属丝材力学行为描述. 本文对金属丝材的发展历史、制备工艺和典型高强金属丝材的力学行为、强塑性变形机理以及本构模型进行了回顾与综述, 并对未来研究值得关注的方向提出了几点展望.
新材料 2025年01月15日
医用含铜抗菌金属——从研究走上应用

医用含铜抗菌金属——从研究走上应用

摘要：我国在医用抗菌金属的研究方面走在国际前列，其应用有望有效地降低与医疗器械或植入物相关的细菌感染发生率，具有重要的临床价值。该文简要介绍了我国在医用含铜抗菌金属方面的创新研究及其在医学领域中的初步应用，并对未来面临的机遇与挑战进行了分析。
医疗 2025年01月15日
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