水凝胶和离子液体凝胶等离子导体是构成软离子器件(soft ionotronics)的关键材料。软离子器件常需要在空气环境(含水分)或力学载荷作用下工作,但大部分现有的离子液体凝胶并不兼具环境与力学稳定性:水凝胶和离子液体凝胶中的液体成分(水或离子液体)在力学载荷作用下会从聚合物基体中泄露;部分离子液体凝胶因其离子液体的亲水性会从环境中吸水从而导致器件性能的改变。近期,浙江大学曲绍兴教授与贾铮教授课题组开发了一种兼具力学及环境稳定性的离子液体凝胶,该离子液体凝胶在高相对湿度的环境中不吸收水分,且在长时间的机械加载过程中基本不损失液体成分。同时,该材料具有较大的断裂应变(>2000%),较高的电导率(10−4 - 10−5 S/cm),较好的断裂内聚长度(fractocohesive length, 0.51 - 1.03 mm),以及较宽的工作温度范围 (−60 ~ 200 ℃)。
这种胶黏剂的技术核心在于配方中使用了一种特殊的高性能热塑性树脂——酚酞基聚芳醚酮(PEKC)。
不可控的出血和伤口感染在临床手术中时有发生,易对患者造成致命的威胁。相较传统的手术缝合和机械固定,医用粘合剂操作简便、即时有效,是时代发展的必然产物。然而,目前商业化的医用胶粘剂存在生物相容性差和动态湿粘合性弱等不容忽视的缺陷,开发具有高性能的医用胶粘剂仍然迫在眉睫。
温室是一种典型的农业生产形式,旨在满足当前日益增长的粮食需求,在全球范围内的市场广泛。温室的运作需要大量能源来满足供暖、制冷、通风、灌溉、自动化监控等需求,光伏供能设备易受到天气影响,不适用于一些日照时间较短的中高维度地区,同时光伏设备所使用的材料通常含有重金属离子,使用时会存在向环境迁移的风险。而农业环境除了太阳能外,还存在着风能、雨滴能等能源,尤其是在一些降水量丰富的地区,收集雨滴能不失为一种有效的替代方式。摩擦纳米发电机(TENG)因其材料选择范围广、成本低和可靠性高等优点,已广泛应用于自供电系统、人体健康监测、高压电等领域,并可以通过采取不同措施保持其在恶劣环境下的稳定输出。基于此,利用TENG来收集农业环境中丰富的雨水能为温室供电,以形成自供电的智能温室种植模式,对于促进农业生产来说具有重要意义。
文章出自:物理学报 气体放电产生的等离子体是集成电路制备不可或缺的关键技术,利用等离子体中活性粒子赋予的独特的物理和化学特性,可为超大规模集成电路制备提供具有定向性、选择性和纳米级精细性的绿色先进加工
转载自:DT半导体材料 触摸屏与OLED网
过去的数十年中,增材制造技术的进步为传统制造业带来了变革,在外科手术,航空航天,汽车零件的生产中,扮演着举足轻重的角色。在科学研究中,增材制造也成为了强有力的研究工具。在众多的增材制造技术中,DLP,SLA,DIW通常被用于软材料的3D打印。相比而言,DLP和SLA都具有10um的打印精度,但只适用于可光聚合的油墨;DIW打印尽管打印精度较低,但能应用于多种不同油墨的打印,并且在多材料打印上相对于光固化打印具有独特的优势。 在DIW(Direct-ink-write,墨水直写)打印中最令人苦恼的事情是调节材料的流变学行为。材料从喷嘴中挤出的过程主要受到切应力的作用,DIW打印要求材料能够较容易地从容器中挤出,并且能够在基板上维持形状。这对打印材料提出了一个特殊要求:剪切变稀。为了达到剪切变稀的效果,通常需要在材料内添加其他的添加剂。水凝胶的打印就是一个很好的例子,在当前的工作中,为了实现水凝胶的DIW打印,通常需要添加如纳米粘土等增稠剂,而增稠剂往往会损害成型后的材料的性能。在目前的DIW打印技术中,人们普遍注重油墨的性能,而忽略了基材的作用,特别是油墨与基材之间的相关作用。
为了突破锂离子电池在电池续航能力上的瓶颈,许多科研团队正在积极找寻能够替代传统石墨电极具有高能量密度的新型阴极材料。硅作为一种能够与锂离子形成合金的半导体材料,当其与锂离子形成化学式为Li4.4Si的合金时, 其能量密度高达每克4200毫安时 (4200mAh/g), 为石墨电极(370mAh/g)的10倍以上。另外,硅元素有着巨大的地壳存储量和成熟的加工工艺。因此,以硅为阴极材料的锂离子电池也被认为是非常有潜力的新一代锂离子电池。然而,硅阴极在充放电过程中会经历高达300% 的体积变化,而由此导致的一系列后果,比如电极材料的损坏和脱落,不稳定的电极/电解液界面等等都极大地影响了电池的稳定性。如何能够缓解硅电极在电池工作过程中由于剧烈的体积变化所导致的一系列损害电池工作效率的问题已经成为硅电极商业化道路上的一道坎。
近日,东华大学纺织科技创新中心俞建勇院士及丁彬研究员带领的纳米纤维研究团队在无氟防水透湿功能纺织品领域取得重要进展,相关成果以《基于无氟水性涂层的环境友好型高性能防水透湿膜》(Fluorine-Free Waterborne Coating for Environmentally Friendly, Robust Water-Resistant, and Highly Breathable Fibrous Textiles, DOI:10.1021/ acsnano.9b08595)为题,发表于纳米材料领域著名期刊《ACS Nano》上,该论文第一作者为纺织学院博士生赵景,共同通讯作者为丁彬研究员和王先锋研究员。
近日,材料领域知名期刊《Advanced Materials》在线发表了上海交通大学化学化工学院印杰-姜学松课题组在聚合物表面微纳米图案方面的最新研究进展“Hierarchical 3D patterns with dynamic wrinkles produced by a photocontrolled Diels–Alder reaction on the surface”。上海交通大学化学化工学院博士研究生李甜甜同学是该论文的第一作者,姜学松研究员是该工作的通讯作者。
电场集中现象在电子设备中普遍存在。其中一个特殊的例子是尖端放电。虽然一方面在大多数情况下电场集中被作为问题要尽量避免,但是在另一方面电场集中现象也可以被有效地利用起来。例如,打火装置,避雷针,海水淡化以及工业烟囱中的除尘装置等都利用到了电场集中。 在水凝胶驱动的介电弹性体驱动器中,水凝胶作为可拉伸透明离子导体,弹性体作为可拉伸透明介电体。在器件工作时,水凝胶通常需要承受高达一千伏量级甚至更高的电压。目前为止,介电弹性体驱动器中所使用的水凝胶的厚度通常在100微米到1毫米量级,除了考虑水凝胶的高含水量等因素外,进一步考虑由于电极厚度导致的电极边缘的电场集中问题对于器件性能的长时间稳定性的影响一直有待研究;特别是当器件在高电压循环加载的工况下工作时,这一问题的研究尤为重要。
超疏水材料由于在自清洁,防污,防腐蚀,油水分离等方面的潜在应用而备受关注。然而,超疏水材料的实际使用寿命和可靠性是有限的:一方面是由于超疏水材料表面的低表面能物质易受阳光,臭氧等氧化物腐蚀;另一方面是超疏水材料表面的微纳复合结构易受摩擦,切割等机械力的破坏。为了提高超疏水材料的稳定性,科学家们成功的将自修复性能引入到超疏水材料中,制备出自修复超疏水材料。然而,现有的超疏水材料要么仅能修复单一的损伤类型,要么需要高温条件才能同时修复机械损伤和化学损伤。现阶段,能同时修复多种损伤的自修复超疏水材料的制备依然是一个挑战。
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