保湿抗冻型导电水凝胶在柔性电子方面的研究进展

摘要:近年来,柔性电子材料得到了快速发展,导电水凝胶因其突出的导电性、柔韧性、亲肤性等已被广泛的应用于该领域。然而,类似于传统的水凝胶,大多数导电水凝胶仍面临在极端环境下应用受限的瓶颈问题。因此,许多学者对水凝胶的保湿/抗冻行为进行了研究,并设计制备了一系列保湿抗冻型导电水凝胶。本文对近年来保湿抗冻导电水凝胶的制备策略进行了总结及归类,详细阐述了提升水凝胶温度适应性的潜在机制;重点对耐温型水凝胶在柔性电子领域的应用进行了综述,包括运动感知、健康监测、智能识别与人机交互等;并且对现阶段保湿抗冻型导电水凝胶面临的机遇和挑战进行了探讨和展望,旨在为新型耐温型导电水凝胶的构筑提供新的思路,可望开发出综合性能优异的导电水凝胶,进一步推动其在柔性电子领域中的实际应用。

半导体聚合物纳米点生物荧光成像探针进展

摘要:荧光成像技术因其非侵入性、高时空分辨率和高灵敏度,在生命科学研究领域中备受关注 .作为荧光成像技术的基础工具,发展高性能的荧光探针成为提高成像质量的关键途径之一 .随着纳米材料科学领域的迅速发展,荧光纳米颗粒探针因其克服了传统有机染料和荧光蛋白在荧光效率和光稳定性方面的不足,逐渐成为荧光成像领域的有力竞争者 .近年来,半导体聚合物纳米点 (Pdots)因其粒径小、亮度高、稳定性强等特性在荧光纳米探针领域中备受瞩目 .本文首先回顾了 Pdots的发展历程和制备策略,并总结了 Pdots作为荧光纳米探针在光物理特性上所具备的优势 .此外重点介绍了 Pdots作为一类性能优异的荧光纳米探针在荧光标记成像、超分辨荧光成像和活体生物成像中的最新应用进展 .最后,分析了当前 Pdots作为荧光探针存在的一些优点和局限性,并探讨了该类纳米探针在未来存在的主要发展方向和应用前景,为 Pdots在生命科学成像领域中的更广泛应用开辟新的可能性 .

氧化镓材料与功率器件的研究进展

摘要:氧化镓(Ga2O3)以其禁带宽度大、击穿场强高、抗辐射能力强等优势,有望成为未来半导体电力电子领域的主力军。相比于目前常见的宽禁带半导体SiC和GaN,Ga2O3的Baliga品质因数更大、预期生长成本更低,在高压、大功率、高效率、小体积电子器件方面更具潜力。对Ga2O外延材料、功率二极管和功率晶体管的国内外最新研究进行了概括总结,展望了Ga2O3在未来的应用与发展前景。

穿戴电子可拉伸材料的制备与应用

摘要:可拉伸材料的出现解决了智能设备的刚性问题,使得智能设备能够实现柔弹性。综述了超薄材料、织物以及生物可降解材料等可拉伸材料的最新研究进展与发展方向,包括超薄材料、织物材料、生物可降解材料等;介绍了可拉伸材料在可拉伸电极、储能设备及晶体管传感器等方面的应用;指出可拉伸材料存在材料导电性和拉伸性的平衡问题、可拉伸电极的不透气性和舒适度较差问题,探讨了其未来发展的机遇与面临的挑战。

混合颗粒吸热器的综合光学性能研究与优化

摘要:为降低高温吸热器太阳光反射和红外辐射散热损失,提高吸热温度和效率,设计并加工了一种石英玻璃切角拉西环颗粒。结合石英玻璃球和氮化硅球,通过分层堆叠,组建了R5B0、R4B1、R3B2、R2B3、R1B4、R0B5六种混合颗粒吸热器。采用颗粒尺度光线跟踪模型,结合实验测量验证,对混合颗粒吸热器的综合光学性能及其影响因素进行研究。结果表明,石英玻璃切角拉西环颗粒能显著降低聚集太阳光反射损失,而石英玻璃球能有效抑制红外辐射损失。R5B0的聚集太阳光反射损失较R0B5低10% 左右,而R0B5的红外发射率较R5B0低3.7%~9.7%(工作温度范围为800~2500 K)。在不同工作温度下,最高热效率对应的吸热器类型不同。在低温工作段,R5B0热效率最高,而在高温工作段(>2175 K),R0B5热效率最高。由于石英玻璃对太阳辐射吸收低,石英玻璃颗粒吸收的太阳能份额仅占3.0%~6.5%,对降低石英玻璃颗粒的工作温度、维持光学性能具有重要的现实意义。

应用于高密度多层光存储的聚合物基存储介质

摘要:飞秒微爆多层光存储是一种新型光存储技术,它通过在介质内部记录多层数据,成倍地扩充了光盘容量极限,有望解决传统光盘容量过低的问题。但由于飞秒微爆多层光存储信息记录过程受到多种材料因素的共同影响,导致长期缺乏介质材料选择的理论依据。文中选择误码率作为光存储性能的关键指标,测试对比了不同光学树脂的光存储性能。采用相关系数量化了材料的力学性质、热性质、光学性质、介电常数和高分子链结构与光存储性能之间的依赖关系,从而揭示出光学树脂的高分子链结构才是影响光存储性能的决定性影响因素。基于此发现,在聚甲基丙烯酸甲酯材料中实现了60层高密度多层光存储信息读写测试,容量密度达到1600 Gbits/cm3。

生物基导电水凝胶及其在柔性电子器件的应用

摘要:生物基导电水凝胶是将生物质材料和导电介质引入水凝胶中制备而成的导电材料,因其具有良好的生物相容性和亲肤性等优势,被广泛应用在柔性电子器件领域。本综述按照生物基体类别,分别介绍蛋白质基、多糖基、核酸基3 类常见的生物基导电水凝胶,分析了不同生物基材料的导电机制以及各自特有的功能,并介绍了生物基导电水凝胶在柔性传感器、柔性电化学储能器件、摩擦纳米发电机、仿生柔性电子设备等柔性电子器件中的应用,最后对生物基导电水凝胶的发展趋势进行了总结与展望。

铋烯材料生长控制及光电子器件应用研究进展

摘要:石墨烯和其他二维材料凭借其自身独特的物理和化学性能,引起了科学和工程领域的广泛关注。探索新型二维材料体系并扩展其应用范围是研究人员的热点研究内容。其中,第五主族单元素二维烯(二维磷烯、二维砷烯、二维锑烯、二维铋烯) 具有较窄的且可调节的能带宽度、高的载流子迁移率、良好的透光性和优异的光电子学性能,成为二维材料及其在光电子应用领域的新的研究对象。鉴于此方面,从基本物理结构、材料的制备方法和在光电子方面的应用深入分析二维铋烯的相关理论以及实验研究的工作进展。在材料的可控制备方面,重点围绕二维铋烯的电化学剥离法展开相应论述。最后讨论了二维铋烯在光电子学应用领域的现状,包括在超快光电子学器件的应用,并且对二维铋烯未来的发展进行了展望。

金刚石半导体及功率肖特基二极管研究进展和挑战

摘要:金刚石作为一种超宽禁带半导体,是下一代功率电子器件和光电子器件最有潜力的材料之一。其产业化仍需解决几个关键技术问题:大尺寸单晶外延生长、高质量晶圆制备技术、高效可控的掺杂技术及先进终端结构。首先,介绍了拼接生长以及异质外延获得大尺寸单晶衬底的研究进展。进而,综述了大尺寸单晶金刚石位错、缺陷调控技术及其加工技术的研究进展。最后,从功率器件设计及制备角度总结了金刚石掺杂及终端结构设计面临的挑战并提出了潜在的解决方案。

纳米二氧化铈的制备及其在光催化领域研究进展

摘要:综述了近年来纳米CeO2常规合成方法基础上改进的制备方法,重点介绍了近年来纳米CeO2在光催化领域的最新研究进展,认为采用控制形貌掺杂改性等方法,可有效提高纳米CeO2光催化的高效性和稳定性。纳米CeO2作为光催化剂,具有极好的光催化潜能,并对其未来的发展进行了展望。有助于进一步揭示纳米CeO2研究中所面临的主要科学技术问题以及今后的改进措施。