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原创 微流体隐形眼镜如何实现监测?

不同的微流体网络设计不断涌现,如 Agaoglu 等人报道的沿隐形眼镜周边放置的圆形微通道,其因眼压变化导致的圆形微通道伸长而产生的体积变化,使填充的浸油通道位移达到每 mmHg 108μm。2020 年,Xing 等人首次报道使用 3D 打印模具制造 MCLs,他们制造的微流体网络包含三个相同的传感单元,用于不同成分的检测,该网络由甲基丙烯酸酯聚(十二烷二醇柠檬酸)制成,复制自 DLP 3D 打印的弯曲模具。其中,中间的水液层含有电解质和蛋白质,较厚的水液层能够润滑眼球表面。本文只做阅读笔记分享。

2025-06-12 11:30:22 539

原创 三种工程塑料的温度耐受大揭秘

剪切强度(τ)同样随温度升高而降低,PC 的剪切强度在研究温度范围内最高。本研究针对脂族聚酮(APK)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚碳酸酯(PC)三种材料,探究不同环境温度对其划痕和磨损性能的影响,并结合动态力学性能展开分析,目标是拓展这些材料在温差应用中的适用范围,提升它们的耐用性和使用寿命。采用 249 线性划痕测试仪,使用 1mm 球形(ISO)和 1mm 不对称(CLE)两种压头,在 30N 和 40N 恒定载荷、22mm/s 速度下进行测试,测试温度为 0°C、23°C 和 80°C。

2025-06-11 11:18:46 266

原创 微针如何成为个性化医疗的“贴身哨兵“

DNA 适配体:基于电化学适配体的(E-AB)传感器成为分子靶标连续监测的强大工具,适配体通过 SELEX 筛选,特异性结合目标分子产生电输出,目标物存在时可逆构象变化实现实时连续测量,对环境变化抵抗力强,受生物污染影响小,可在复杂基质中工作,适配体可针对多种靶标,具广泛应用潜力。实现无痛插入是微针几何设计的关键。而间质液(ISF)作为皮肤下毛细血管与淋巴血管间的细胞外介质,与血液成分关联更直接,滞后时间短,含血液中没有的蛋白质,分析物谱更全面,且成分在个体间相对均匀,受环境因素影响小,可连续采样。

2025-06-10 15:48:25 686

原创 光纤怕热?超低膨胀玻璃来拯救!空芯光纤实现室温下的终极稳定

无论如何,热稳定性比当今可用的最不敏感光纤低 100 倍以上,这里展示的 ULE 空芯光纤已经具有所需的性能,能够实现引言中讨论的许多应用,包括即使在超过 1000 秒的时间尺度上也能生成具有卓越稳定性的紧凑和便携式超纯射频和光信号,或用于未来应用(如航天器光推进)的数千个高功率激光器的实际相干组合。在这些材料中,我们选择 ULE玻璃来制造温度不敏感的空芯光纤,因为它是一种玻璃(掺杂二氧化钛的二氧化硅玻璃),而不是玻璃陶瓷,更适合光纤拉制。TCD 受相位热灵敏度和色散的影响,在使用的短光纤长度上难以测量。

2025-06-09 11:07:42 431

原创 一片落叶的逆袭!吸湿性铁水凝胶让叶子变身“充电宝”

叶片表面的纳米 - 微米细胞结构具有疏水自清洁特性,叶脉在运输物质的同时赋予叶片机械强度,且叶片的生物降解性使其适合作为可持续产品的原料。铁水凝胶通过六水合氯化铁(FeCl₃・6H₂O)与乙醇胺(EA)的配位反应合成,该反应也属于酸碱反应,FeCl₃・6H₂O 作为路易斯酸接收电子,EA 作为路易斯碱提供电子。当铁水凝胶吸收水分时,涂覆与未涂覆区域间形成水梯度,这种梯度因凝胶结构和叶脉对水分的保留与扩散限制而维持,进而在叶片表面形成双电层,呈现类似电容的充放电行为。在外电路中,电子转移至外部电器实现发电。

2025-06-08 10:39:01 722

原创 比色传感器灵敏度低/角度受限?三招教你突破技术瓶颈!

本研究通过功能染料、PhCs、SPR 等机制的创新设计,显著提升了比色传感器的灵敏度(如 ppm 至 ppb 级检测)和角度独立性,并实现力记录功能。将光致变色染料(如 SP)掺入电纺聚己内酯(PCL)微纤维,利用纳米 / 微纤维的高比表面积,实现低至 2 μW/cm² 的紫外强度检测,较传统薄膜灵敏度提升 4.5 倍。Ge 等人开发的薄膜在拉伸时,准非晶二氧化硅纳米粒子阵列与 PDMS 基质的力学不匹配导致褶皱和空隙形成,反射率增加 200 倍,产生角度独立的结构色,透明度从 90% 降至不透明。

2025-06-05 10:46:30 661

原创 纳米级“机械别扭“玩明白,弹性存储+纳米计算

对内部力的分析进一步表明,可适应模式的力分布更广泛,而不可适应状态的力则集中在单个边缘,证实了应变的局部化。综上所述,这项研究成功利用 DNA 折纸技术在纳米尺度实现了机械挫折,通过选择性驱动可重构支柱,使结构在挫折和非挫折状态之间转换,每种状态都具有独特的自由能分布。这项工作将可编程 DNA 自组装与机械设计原理相结合,克服了宏观尺度上的工程限制,为设计具有潜在应用前景的动态、可变形纳米结构铺平了道路,这些应用包括弹性能量存储、纳米机械计算以及 DNA 基纳米机器中的变构机制等。

2025-06-04 10:53:04 311

原创 传感器总被乙醇坑?试试这招!HZSM-5 涂层让甲醛检测又准又快

此外,基于 23HZSM-5 的传感器阵列,包括 23HZSM-5/In₂O₃、23HZSM-5/Ti-NiO 和 23HZSM-5/Pd-SnO₂等,通过主成分分析(PCA)能够清晰区分甲醛、苯、甲苯和对二甲苯等室内空气污染物与乙醇,为室内空气监测电子鼻的开发提供了有力支持。在实际混合气体环境中,当1 ppm 甲醛与 1-5 ppm 乙醇混合时,涂覆 23HZSM-5 的传感器表现出更稳定的甲醛响应,相对标准偏差较未涂覆传感器降低 50% 以上,展现出在复杂环境中的适用性。

2025-06-03 10:08:42 601

原创 告别传统酶促合成!可见光居然能在水里“拼”出天然脂质?

以肉豆蔻酸衍生的 N - 羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)酯与烯基修饰的溶血磷脂为例,在绿光(525nm)照射下,加入 5mol% 的伊红 Y 作为光催化剂,并使用三当量的 1 - 苄基 - 1,4 - 二氢烟酰胺(BNAH)作为还原剂,30 分钟内即可通过高效液相色谱 - 质谱(HPLC-MS)检测到天然磷脂 1 - 油酰 - 2 - 棕榈酰 - sn - 甘油 - 3 - 磷酸胆碱(OPPC),且分离产物产率可达 95%。此外,还能合成鞘脂,如鞘磷脂和神经酰胺,以及二酰甘油等关键脂质代谢中间产物。

2025-06-02 21:01:04 609

原创 适配子如何精准定位?水凝胶里藏着3D图案密码,最小才2微米!

一种可能的方法是竞争性荧光测定,即与适配子杂交的荧光标记互补 DNA(cDNA)链在小分子结合时被置换,但设计这样的测定存在挑战,包括确保置换的 cDNA 从水凝胶中有效扩散,以及最小化凝胶内的非特异性相互作用。而先进的基于光的图案化方法,如使用光掩模的紫外光图案化、数字光处理(DLP)和双光子聚合(2PP),为克服这些限制提供了潜在的解决方案。结果表明,适配子图案化可以高保真地实现,产生不同的暗点和条纹,暗区对应于被光掩模遮挡的区域,亮绿色区域代表暴露于紫外光的区域,其中适配子已偶联到凝胶。

2025-06-01 10:07:49 860

原创 这纳米手套能「传触感」,98% 准度+无线震动反馈

LIG 应变传感器经参数优化(激光频率 180kHz,扫描速度 75mm/s)后,应变系数(GF)达 121,可捕捉 150° 以内的手指弯曲动作。其中,200nm 厚的金膜温度传感器表现尤为突出,在 - 3 至 100°C 范围内线性度 R² 达 0.999,远超传统可穿戴设备。该系统通过金纳米膜、LIG 等材料创新与集成设计,实现了 98% 压力检测精度和全温域覆盖,为 TSCI 患儿提供了舒适的无创康复方案。在握持热水杯等场景中,振动反馈随温度升高而增强,压力传感器同步监测握持力,有效降低烫伤风险。

2025-05-31 09:37:33 1110

原创 戴在眼睛上的“健康侦探”!这款折纸灵感隐形眼镜能无线监测氧湿度温度

在传感器设备的表征中,为测试溶解氧传感能力,将设备浸入三颈瓶中的人工泪液中,通过注入不同比例的氧气和氮气混合气体来改变人工泪液的溶解氧浓度,商业溶解氧探头也浸入人工泪液中测量实际溶解氧浓度,结果显示溶解氧传感单元的相对电流变化与溶解氧浓度呈线性关系,灵敏度为 0.224%/(mg・L⁻¹),相关系数为 0.9838,表明其能有效检测溶解氧浓度变化。在湿度和温度传感测试中,湿度传感单元表现出出色的检测灵敏度和线性度,温度传感单元的相对电阻变化与温度呈线性关系,灵敏度和相关系数都很高。

2025-05-30 10:36:27 700

原创 传统墨水一用就垮?物理交联配方大升级,37℃环境也能支棱住!

Gel-X 生物墨水通过物理交联实现了打印性、机械强度与降解可控的平衡,且制备成本低、无化学毒性,适用于多模式生物打印。挤压打印构建支架,喷射打印精准铺展细胞,成功制备金字塔、网格等复杂结构,14 天后机械模量从 2.95 kPa 提升至 11.03 kPa,归因于 Laponite 老化与离子交联。将 6%-12% 明胶、0.25% 结冷胶、1.0%-2.0% Laponite XLG 与 0.28M 蔗糖混合,60℃搅拌 1 小时,无需化学修饰。

2025-05-29 22:16:21 503

原创 零下 196℃不冻僵!这种胶水学蜘蛛织网,竟能扛起 60 公斤重物

它的秘密武器有俩:一是含二硫键的聚合物(TA),就像可弯曲的 “分子弹簧”,S-S 键比 C-C 键更容易旋转,低温下也能灵活变形;而蜘蛛丝就不一样了,它既有钢铁般的强度,又有橡皮筋的弹性,秘密就藏在蛛丝蛋白的 β- 折叠和 α- 螺旋结构里,这就像给分子链装了 “万向节”,怎么折腾都不断!想象一下,在零下 196℃的液氮环境里,胶水不仅不结冰、不脆裂,还能牢牢粘住 60 公斤的重物 —— 这不是科幻,而是最新的仿生科技!还能像打针一样注入 “Y” 型、“爱心” 型的细管里,修复精密仪器的微裂缝。

2025-05-27 17:01:03 570

原创 科学家抄角蜥作业,热天自动开 “空调“ 雨天变 “发电机“

而且,通过调整隐色染料的浓度和成分,还可以调节超薄膜的相变温度,其 τc 范围从 3.4°C 到 30.1°C 不等。在 electricity 发电方面,以香港为例,一栋建筑的屋顶若全部覆盖超薄膜,每年可发电超过 25,000 千瓦时,足以满足七个典型三口之家一年的用电需求。具体来说,当温度超过相变温度(τc)时,LDPAA 层对光的吸收很小,可见光可以穿透到 PRC 层,PRC 层高反射太阳光,实现冷却效果。受此启发,他们研发出了这种多功能的仿生超薄膜,它能在晴天进行热调节,雨天还能发电,可厉害了。

2025-05-26 10:46:10 752

原创 水母装上小电极会怎样?科学家用 1.5 秒电脉冲让它乖乖听话

朋友们,想象一下:在幽暗的海洋里,一只水母正悠然漂动,突然它的运动轨迹变得规律可控 —— 这不是科幻,而是科学家打造的 “水母半机械人”!通过分析数万条运动轨迹,他们找到了 “自组织临界性”(SOC)特征 —— 就像沙堆崩塌前的微妙平衡,水母的肌肉收缩和速度变化符合幂律分布,这让它能在复杂环境中保持稳定游动。利用 “回声状态网络”(ESN),科学家用过去 4 秒的身体数据(如伞状体半径、肌肉长度),就能预测未来 2 秒的位置 —— 比如,当水母要转向时,ESN 会提前 “算” 出它的动作。

2025-05-24 21:33:05 580

原创 3D打印仿造+ AI大脑赋能,造出会思考的全景相机

比如看到一个蓝色的 "8",它能先定位,再把图像转正,最后告诉你 "这是蓝色的 8",准确率高达 95%!结合 AI 搞出了个超牛的视觉系统,既能拍高清全景,又能玩 3D 追踪,简直是给机器装上了" 昆虫之眼 "。比如拍全景时,周围的物体在复眼里会重复出现,AI 通过分析这些重复图案,能算出物体的 3D 位置,误差小于 2.6°。一个橙色 "0" 固定不动,一个黄色 "8" 绕着它转,这系统能同时追踪两个目标,分别重建图像,互不干扰。那些长着复眼的小机灵鬼,比如蜜蜂、蜻蜓,别看个头小,视觉能力却超强。

2025-05-23 21:15:58 1048

原创 低温打印黑科技!单步搞定金属图案,还能自调成分分层?

研究通过密度泛函理论(DFT)计算和热重分析/质谱(TGA-MS)测量,对用2-氨基乙醇(EA)和氨基丙醇(AP)配体合成的 Ag 和 Cu MOD 前驱体及四种不同前驱体组合的 Ag-Cu 混合 MOD 墨水进行评估分析,制得可喷墨打印的 Ag-Cu 混合 MOD 墨水。导电性研究:氮气烧结的 Ag-Cu 混合 MOD 墨水图案导电性高,在玻璃基板上平均电导率达 1.88±0.7×10⁶ S/m,在纤维素纤维基板上也表现良好,且烧结温度低于传统 Cu-Ag 纳米颗粒混合墨水。

2025-05-22 09:26:49 475

原创 向贝壳偷师!逆向设计让它能“抗揍”能“记事”

或许某天,我们能穿上“材料皮肤”,让建筑拥有“弹性骨骼”,甚至用机械结构书写新的信息时代。自然界的生物材料,比如贝壳珍珠层,凭借多层微观结构展现出超强的力学性能。受此启发,研发出具有自由形态分层微结构的材料,能实现多级屈曲失稳和平台响应——这可是单层材料难以达成的挑战。通过设计不同层间连接,材料能实现单级或多级平台响应,就像汽车保险杠——轻度碰撞时用低平台应力吸能,严重碰撞时切换至高平台应力抗冲击。实验中,3×3阵列的材料在拉伸时展现出双阶段应力平台,与理论设计几乎一致。7、多层材料的当前挑战不包括?

2025-05-21 09:08:42 934

原创 纳米孔太宽咋整?看科学家用分子“缝补”,锂镁分离轻松超900倍!

具体来说,选择合适的锚定分子(如哌嗪PIP、聚乙烯亚胺PEI),利用空间位阻效应,锚定单体选择性穿过较大纳米孔形成离子选择性塞,有效修复这些大孔。例如,PIP分子尺寸(0.70nm)介于水合钾离子(0.66nm)和水合锂离子(0.76nm)之间,能精准堵塞0.7nm以上的非选择性孔,使K+/Li+选择性提升至20.8。理论模拟表明,更小的孔径、更窄的孔径分布和正电荷会导致更大的能垒差异,从而实现超高金属离子选择性。该方法能在不降低孔密度的前提下缩小孔径分布,同时调整纳米孔的电荷性质。

2025-05-20 10:40:50 315

原创 机器人也有“指纹”啦!层层叠叠的传感器阵列,连 1℃的温差都能揪出来

当温度升到 80℃时,电阻能线性下降 40%,在 30 到 80℃范围内,电阻变化线性度超棒(R²=0.992),响应时间 0.32 秒,恢复时间 2.51 秒,就连 1℃的小温度变化都能 detect 到,灵敏度达到 - 0.88%/℃,摸个 35℃的手,响应和恢复也是超快。在低压范围(<0.8kPa)灵敏度能达到 0.402kPa⁻¹,高压范围也有 0.024kPa⁻¹,而且响应速度超快,35 毫秒响应,18 毫秒就能恢复,还能承受 1000 次循环压力测试,稳定性杠杠的。

2025-05-19 09:16:39 889

原创 为什么说锌电池能颠覆储能?看这对“离子 CP”如何改写电池规则

研究采用四甲基卤化铵(TMAX)作为添加剂,其中 TMA⁺阳离子通过强络合能力捕获 I₃⁻,形成固态卤化物复合物 TMAI₂X,实现液-固相变,有效抑制多卤化物穿梭。同时,TMA⁺优先吸附在锌负极表面,形成阳离子静电屏蔽层,促进锌(101)晶面定向沉积,抑制枝晶形成,延长循环寿命。实验和理论分析表明,阴离子降低了 I⁻→I₂X⁻和 I₂X⁻→TMAI₂X 的吉布斯自由能差,加速了 I⁻/I₂X⁻/TMAI₂X 的转化。其中 F⁻表现最佳,其电解液中的扩散系数和反应动力学显著优于 Cl⁻和 Br⁻。

2025-05-18 09:21:32 294

原创 传统电池遇冷就“死机”?看离子水聚集体如何破冰,-28℃还能蹦跶!

以Zn为例,传统3mZnSO₄电解液中,Zn负极会生成粗糙的枝晶,而在1Zn8GS电解液中,Zn沉积均匀,呈现紧密堆叠的六方晶面(Zn(002)),库仑效率高达99.9%,循环寿命超过1000小时,远超传统电解液的30小时。硫酸根的对称四面体结构,能与多个胍阳离子形成近乎理想的线性氢键,这种带电荷的基团间的氢键,能量比普通水的氢键更高,能把阴离子牢牢“困”在聚集体里,同时水分子也被拉进这个结构中,形成动态的离子-水聚集体网络。在电池世界里,金属离子在溶液中的运输能力,直接影响着电池的性能。

2025-05-17 11:36:43 1057

原创 2D薄膜变3D传感器?热成型技术太酷了!

以前的触觉传感器,像基于软弹性体的传感器,虽然能通过微结构设计和成型工艺实现一定的定制化,但存在很大问题呢。在声音传感方面,30 帕的 T3DE 传感器能检测超低压力,和商用声音传感器相比,捕获的声学波形和 spectrograms 相似,在语音识别和语音可视化方面很有潜力,能帮助听力障碍人士。此外,它还具有高均匀性,性能变化在 5% 以内,线性度高(R²>0.999),重复性超过 99.9%,抗蠕变性强,恢复速度快,对温度和湿度不敏感,能检测超低压力,动态响应也超快。

2025-05-15 09:43:45 871

原创 做高性能材料难在哪?新策略是啥?有啥用?

之前的方法,像直接加高分子量聚合物、引入特殊结构,都有兼容性、溶解性这些问题,用单引发剂或双引发剂原位合成的方法也有局限,所以开发新策略迫在眉睫。和传统加高分子量聚合物、共引发体系单机制(CISSM)比,CISDM 制备的材料机械强度、可印刷性和纠缠度都更厉害,能承受 50g 重量,打印分辨率还高,CISSM 就弱一些,只能承受 20g。接着光照,过硫酸盐和钌络合物发生氧化还原反应,硫酸根自由基让剩余单体继续聚合,延长聚合物链,同时钌络合物引发明胶的酚偶联反应,形成强韧的多网络结构。

2025-05-14 10:17:41 783

原创 气液两相流纺丝啥原理?能做啥纤维?

而且,通过调节一些参数,像纺丝溶液浓度、气压、推进速度等,还能精确控制纤维的形态,得到想要的纤维结构。它能快速制备出各种高性能的异形纤维,还揭示了纤维结构和性能之间的关系,为功能纤维在能源、环境传感和生物医学等领域的应用提供了新的思路。但是呢,要把传感和发电功能都集成到小小的功能纤维里,可不是一件容易的事,这其中最大的难题就是怎么调控水的运动,来实现不同的性能。而且,根据这些流型,通过特殊设计的喷嘴(模仿蜘蛛吐丝器的那种),就能制备出不同结构的纤维啦。4、关于不同结构纤维的性能,下列说法错误的是()

2025-05-13 09:27:28 604

原创 从海洋生物找灵感:造个机器人RoboPteropod,它能在水下干啥?

它能接收外部计算机的控制信号,通过调整驱动信号的电压和频率,精准控制仿生动力组件的运动,进而实现机器人在水中多种运动模式的快速切换。在实验中,机器人要穿越模拟的狭窄水下洞穴。它能按照预设的指令,在不同的运动模式之间快速切换,顺利完成整个轨迹,而且多次实验的轨迹平均误差仅为 46.18mm,这表明它的运动精度很高,能很好地适应复杂水下环境。它体型小巧,长 7.5 厘米、宽 4 厘米、高 4.5 厘米,重 34 克 ,却有着强大的运动能力,能在复杂的水下环境中大展身手,这为水下探索带来了新的可能。

2025-05-12 09:02:46 698

原创 DCAOSLO,这个技术能看清眼睛里的微观世界

自适应光学(AO)技术应用在眼科成像上,让我们能在活体状态下看到视网膜神经元和微血管,其中自适应光学扫描光检眼镜(AOSLO)是观察单个视网膜细胞的常用系统,能为眼科和神经疾病的早期诊断、预后提供帮助。对健康参与者 S1 的成像,OA 成像单帧图像噪声大,很难看清视锥细胞内段,即便增强对比度或用算法去噪效果也不好,需要大量扫描帧平均才行。在视网膜每个扫描点,非共聚焦光被 DMD 上的随机图案编码,由两个光电倍增管(PMT)检测,之后通过计算得到差分测量值和暗场图像,再用深度学习算法重建出非共聚焦通道图像。

2025-05-11 10:54:18 823

原创 人类听觉被模仿?压电纳米纤维做到精准定位声音

基于压电纳米纤维的智能听力系统结合了可编程的不对称压电纳米纤维结构和数字智能神经网络,在声音识别和方向识别方面表现出色,灵敏度和准确性都很高。使用基于注意力的变压器模型分析声音方向特征,该系统在 3D 空间中识别声音方向的准确率极高,在xy平面平均准确率达97±3.2%,yz平面为92.1±8.1%,对不同距离的识别准确率也能达到100%。而且,通道数量越多,识别准确率越高。声音的识别和定位对于人类与环境的交互至关重要,我们依靠双耳听到声音的时间差和强度差来判断声源方向,但垂直方向的定位更复杂。

2025-05-10 10:15:24 805

原创 重力助力电化学反应器,冰箱保鲜能力提升3.4倍又省钱!

反应器的阳极在阴极上方,阳极产生的氧气气泡能迅速进入电解液,阴极位于底部,采用大面积开放阴极设计,直接与低氧存储环境相连。虽然传统反应器的脱氧速率稍高,但按成本归一化后,GAPS Reactor的性价比远超传统反应器,而且它几乎不需要维护,使用寿命长达10年,在能耗方面也更有优势,这使得它在中高端冰箱以及其他低氧应用领域都极具商业潜力。此外,采用大面积开放阴极设计,扩大电极面积,有效克服了无循环系统的限制,降低了能耗,经过长期稳定性测试和寿命预测,这个反应器完全能满足冰箱应用的需求。

2025-05-09 10:17:37 461

原创 这种水上机器人不仅能干活,还能当“食物”!咋做到的?

乙醇毒性又比较大,相比之下,丙二醇虽然提供的运动能量比乙醇少,但它毒性低,安全性高,还是水产养殖里认可的饲料添加剂,所以就成了最佳燃料选择。不过,现在的水上机器人大多用的是人工塑料聚合物和商业电子元件,要是没回收好,留在自然环境里,野生动物不小心吃了,那可就麻烦大了,会造成环境污染和生态破坏。一部分是船型的主体,就像小船一样提供浮力,还能指引运动方向,它用的材料来自商业鱼饲料颗粒,营养丰富。燃料一出来,就会降低机器人后面水的表面张力,前面的表面张力大,后面的小,这样就产生了张力梯度,推着机器人向前跑啦。

2025-05-08 11:21:01 974

原创 这种柔性热电器件既能发电又能制冷,还能自愈、可组装

通过数值模拟发现,普通DSPU热导率低,会阻碍传热,而CD能有效减少热耗散,使热电腿两端温差达到15.21K,是未选择性封装器件的1.85倍。科研人员还采用了选择性封装策略,用碳纳米管掺杂的DSPU(CD)封装液态金属电极,减少了电极处DSPU的局部热阻,使热电腿两端的温差提高了185%,热电性能提升了171%。在实际测试中,CD-TED给集成升压电压转换器和发光二极管(LED)的电路板供电,当器件被切断时LED熄灭,重新组装并在室温下放置一小时后,CD-TED自愈,LED再次亮起。

2025-05-07 09:20:12 482

原创 薄膜铌酸锂如何“玩转”布里渊光子学

不过,通过优化耦合器设计,能实现片外净增益(解释优化原理),还能通过增加螺旋长度、降低波导传播损耗,进一步提高净SBS增益,让它成为光通信和无线电通信中独特的窄带放大器。同时,布里渊频移也会从0°波导的8.36GHz,变到20°波导的8.14GHz,再到40°波导的7.92GHz。通过选择性地与表面或体声波相互作用,利用各向异性SBS响应,TFLN平台能通过光刻控制的方法,为特定的基于布里渊的应用调整SBS线宽,比如用于光子/声子线宽变窄的可切换布里渊源,还有在过渡带具有陡峭滚降的平顶滤波器。

2025-05-06 09:42:28 752

原创 质子电池遇难题?纳米电极有高招

分布弛豫时间(DRT)分析表明,NAUP电极在不同频率区域的表现都很出色,纳米级的超多孔结构显著增强了传质,优化了氧表面交换,提高了电荷转移效率。接着,把浸好的棉网放在两块铝板中间,在750°C烧结3小时,就得到了黑色的NAUP纺织电极,再切成0.178cm2的小块作为功能电极层。质子陶瓷电化学电池(PCECs,它能在较低温度(350-500°C)下工作,凭借高质子电导率、良好材料兼容性和有利的电极反应动力学,展现出更高的可靠性、能源效率和成本效益,在发电和制氢领域前景广阔。

2025-05-04 21:54:03 866

原创 10 千帕力就能切换铁电极化,咋做到的?

这种方法虽然展示了机械调控的潜力,但实际应用时遇到了难题,它需要在纳米尺度施加巨大的机械力,这严重限制了相关器件的发展。从能量角度看,摩擦电过程中材料间电荷转移释放的能量,要是比铁电材料极化反转所需的能量大,极化就能顺利切换。这次研究成功用摩擦电效应实现了超低压,甚至是触觉触摸下的铁电极化机械切换,巧妙避开了挠曲电效应在器件应用中的限制。当两种不同的摩擦电材料接触、分离时,会产生电荷转移和静电感应,进而产生电压脉冲,这些脉冲能触发铁电材料的电阻切换,实现极化反转。

2025-05-03 10:25:38 601

原创 纤维增强复合离子凝胶,超强抗裂材料

像IG-2、IG-3与碳纤维复合,以及用芳纶纤维替代碳纤维得到的FRCI-AF,都展现出高强度、高韧性和低弯曲模量的优良性能,证明了该策略的普遍适用性。通过实验测得当离子凝胶为IG-0.85-60%时,它与纤维束的界面结合强度高达4.8MPa,远超离子凝胶本身的断裂强度。离子凝胶和碳纤维之间形成了很强的结合力,离子凝胶中的阳离子、阴离子与聚合物链之间有丰富的非共价相互作用,形成了3D超分子网络。研究发现,离子凝胶和FRCIs的韧性符合经验线性方程,说明离子凝胶的韧性是FRCIs增韧的关键因素之一。

2025-04-30 10:46:14 517

原创 这种关节,能让机器人走路稳如老狗?

毫米级的 ERC 甚至能用橡胶带和凯夫拉纤维来模拟弹簧,虽然小尺寸的它因为制造和摩擦等问题,扭矩响应没那么精准,但这也证明了它在不同尺度机器人上应用的潜力。ERC 通过弹簧张力实现侧向稳定,当受到侧向扭矩时,它能像智能减震器一样,在高刚度和低刚度之间切换,既能保证正常情况下的稳定性,又能在受到较大外力时提供柔性缓冲,减少冲击伤害,就像给机器人穿上了柔软又坚固的防护服。在转动过程中,凸轮的特殊形状会改变弹簧的长度和力臂,让弹簧存储的弹性能量发生变化,最终产生不同的转动刚度响应。

2025-04-29 11:34:00 716

原创 这款仿生手指像人手一样灵活,轻松拿捏演奏和抓握

演奏《Jasmineflower》时,尽管难度增加,机械手借助移动平台的协同,依然能准确无误地演奏,展现出强大的操作灵活性。在操作测试中,机械手能完成旋钮旋转、保定球和魔方的操作,即使遇到干扰也能稳定操作,体现了其在复杂操作中的优势。这次的仿生手指设计,通过刚性和柔性的协同作用,保留了人类手指关键的运动学和力学原理,让设计更简单,还能实现高机动性和适应性。仿生手指的动态响应时间也不错,屈伸和外展内收的响应时间分别为220ms和170ms,带宽分别约为1.25Hz和3.70Hz,和人类手部日常活动要求相当。

2025-04-28 09:38:32 873

原创 折纸还能这么玩?曲线-直线折纸有啥神奇之处?快来看!

在重新配置时,连接器面板保持平整,镜头和腿面板则变成弯曲的表面,最终折叠到“锁定”状态,这时连接器面板变平,不能再动。我们制作并压缩纸模型来测试它的机械性能,发现它在锁定状态下的刚度比之前类似材料的折纸格子强很多,能量吸收能力也和弯曲折痕几何形状有关,不过屈曲后的响应还需要进一步研究。研究人员提出了一种改进的母单元,经过一系列几何变换,能让它在3D空间里镶嵌,还能和镜像单元连接。这意味着不同弯曲折痕几何形状的单元可以组合,还能在镜头单元里嵌入潜在直线折痕,实现直-曲折痕状态的切换,调整结构形状和机械性能。

2025-04-27 11:10:37 1175

原创 在为软机器人动力发愁?这款致动器来救场

在亚冷却池沸腾阶段,气泡会在到达液体表面前崩溃,产生类似空化的现象,导致压力冲击波,这不仅会影响致动器的完整性,还会引发机械振动。三是名为Bixo的电动软四足机器人,由液-气相变致动器驱动,可执行复杂的运动任务,如攀爬管道和在树干上爬行,其运动周期会随着压力变化而逐渐稳定。第一步,根据期望的致动器工作压力和温度范围筛选流体,排除在常温常压下不是液体的,以及超过特定温度和压力范围的流体,比如R-11和甲苯;第四步,用边界工作系数(ωb)对流体进行基准测试,综合考虑各种因素,最终选择水作为工作流体。

2025-04-26 11:20:40 1021

空空如也

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