机械混合合成 S@Li2S 正极实现高性能锂硫全固态电池
研究通过机械混合硫与硫化锂(Li2S)合成部分锂化硫材料 S@Li2S,Raman、ssNMR 和硫 K 边 XANES 表征显示其中形成了可在室温稳定的多硫化锂(Li2Sn)物种。
推荐理由:通过机械混合制备部分锂化硫正极,并借助多种表征确认室温稳定的多硫化锂物种,为理解其循环稳定性提供依据。
研究通过机械混合硫与硫化锂(Li2S)合成部分锂化硫材料 S@Li2S,Raman、ssNMR 和硫 K 边 XANES 表征显示其中形成了可在室温稳定的多硫化锂(Li2Sn)物种。
推荐理由:通过机械混合制备部分锂化硫正极,并借助多种表征确认室温稳定的多硫化锂物种,为理解其循环稳定性提供依据。
研究报道了一种应变解耦的蛇形异质结构水凝胶电极(SHGE),将激光图案化蛇形几何与细菌纤维素/单宁酸支撑层、导电 MXene/聚乙烯醇水凝胶层叠合,通过界面氢键与拓扑互锁,并借助 NaOH 诱导的 PVA 纳米晶畴抑制裂纹扩展、把形变从传感界面移开。
推荐理由:蛇形异质结构把形变从传感界面解耦,为动态活动下的表皮电生理提供了一条可迁移的抗运动伪影设计路线。
研究团队用种子诱导外延生长策略构建了有序纳米纤维电子传输层(ETL),纤维长度可调且分散度窄,为电子传输与提取提供专用通道,并因接触面积增大而增强层间粘附。采用该ETL的刚性二元有机太阳能电池(OSC)光电转换效率达20.6%,柔性器件达19.1%,且该纳米纤维ETL表现出宽活性层兼容性、优异厚度容忍度与机械稳定性。
推荐理由:原文给出种子诱导外延生长构建纳米纤维电子传输层的方法,以及刚性20.6%、柔性19.1%的效率数据,可供判断界面形貌工程的空间。
研究报道了一种由 π 共轭 HHTP 配体构建的本征导电铋金属有机框架(MOF)二维薄晶,用于钾离子电池负极。HHTP 配体与 Bi 节点间的电子耦合使其电导率明显高于同类三维羧酸 Bi-MOF;二维片层上原子级可及的 Bi 位点实现高度限域的 K–Bi 合金化,operando XRD 显示其在钾化时框架可逆解离、去钾化时重新组装。
推荐理由:原文给出导电 Bi-HHTP 二维 MOF 的合金化储钾机制与体积膨胀抑制数据,可据此判断合金型负极的设计思路。
该工作通过SnF2引发四氢呋喃(THF)原位聚合构建PTHF凝胶电解质,并参与形成富含氟化物和NaxSny的SEI,同时用微米级硬碳(µHC)改性集流体以增强亲钠性。
推荐理由:原文给出PTHF凝胶电解质的Na+迁移数与电化学窗口,并展示无负极钠电池在室温和−10°C的循环数据。
研究者将 PEDOT: PSS 引入羟丙基纤维素(HPC)体系,抑制非相干散射并降低背景色干扰,得到背景无关的结构色。经 UV 交联的 HPC-PEDOT: PSS-PEGDA400 凝胶应变系数为 15.30,兼具可逆力致变色与电机械响应,可响应拉伸和手指弯曲。该凝胶在单一材料中实现双模功能,面向多功能电子皮肤与动态显示。
推荐理由:原文给出 HPC 与 PEDOT: PSS 复合凝胶的应变系数 15.30 及力致变色与电学双模响应,可据此判断其在电子皮肤中的适用性。
研究报道了一种氮化硼/碳纳米管(BN/CNT)异质结构,通过极性区与导电网络分离实现硫空间演化的静电调控,使硫趋于均匀再分布而非表面过度富集,从而在长循环中实现近零正极膨胀。
推荐理由:原文给出 BN–NH2/CNT 异质结构调控硫空间演化的设计思路,读者可了解锂硫正极抑制膨胀的一条界面调控路径。
研究者设计了一种由二聚 4-叔丁基杯[8]芳烃(TBC8)构成的分子胶囊,利用其疏水性与金属乙酰丙酮盐相近的特点,使氧化还原活性分子富集在胶囊的叔丁基空腔中,相比不含 TBC8 的体系将活性物种溶解度提升数倍。使用含包覆活性物种的电解液构建的非水系氧化还原液流电池在 1000 次循环后容量保持率为 90.41%,而不使用 TBC8 胶囊的器件在 400 次循环后容量保持率仅为 52.2%。
推荐理由:原文给出 TBC8 分子胶囊包覆金属乙酰丙酮盐后的溶解度提升与 1000 次循环容量保持率,可对比无胶囊体系的衰减差异。
研究团队设计了一种含导电高分子骨架的弹性(110)取向锂负极(e-Li (110)),将(110)晶面取向与优化后的4%拉伸应变耦合,使锂外延生长在30 mAh cm–2容量和25 mA cm–2电流密度下才发生破坏。
推荐理由:原文给出弹性导电高分子骨架与4%拉伸应变耦合的(110)取向锂负极,读者可据此判断高倍率锂金属负极的应变工程路径。
研究报道一种具有有序一维孔道的限域体系,通过低氮气扩散与富电子 Pt–N 位点对氮的静电排斥实现疏氮性,从而将空气中的氧气选择性输运进限域空间。所得 H2–空气燃料电池在 0.8 V 下电流密度达 707 mA cm–2,并表现出最高的质量活性与最低的耐久性衰减。
研究用同构氧化还原核调控策略构建互补的 n 型与 p 型 COF 电极:缺电子三嗪基 Trz-COF 作低电位 n 型负极,主要在 0.01–1.4 V vs. Na+/Na 工作;富电子三苯胺基 TPA-COF 作高电位 p 型正极,主要在 3.4–4.2 V vs. Na+/Na 可逆存储 PF6–。
推荐理由:通过同构 COF 家族中氧化还原核的替换,展示电极电位与储能行为的调控路径,并给出全 COF 钠双离子电池的电压与循环数据。
一种可编程纳米囊泡被设计用于序贯突破血脑屏障并重编程胶质母细胞瘤(GBM)免疫微环境,其整合了展示 MMP 响应型 Ang2-CD47 纳米抗体融合蛋白的基因工程细胞膜囊泡与声激活白蛋白纳米笼,后者共包载 CD73 抑制剂 APCP 和有机声敏剂。
飞秒激光可在标准培养板上快速制备高孔隙微米级沟槽结构,表面呈强疏水性并提供引导肌细胞排列的力学信号。激光结构化表面上培养的成肌细胞形成更成熟肌管,排列与伸长均优于标准板。该表面用于Duchenne型与面肩肱型肌营养不良症建模,可在单纤维水平揭示疾病特异性表型。
研究者提出部分内包层光纤(PICOF)结构,将传感层与耦合界面及光纤纤芯隔离,以抑制光热效应引起的测量伪影。相比传统光纤结构,PICOF 将允许激发功率从 ≤ 15 mW 提升至 61 mW,发光信噪比从 36.6 dB 提高到 42 dB,在功率波动与形变扰动下相对标准偏差低于 0.09%。
推荐理由:通过隔离传感层与耦合界面抑制光热伪影,为柔性荧光光纤温度传感提供可迁移的结构设计思路。
研究报道一种双功能防火微胶囊策略,用于构建兼具灭火能力的分级固态聚合物电解质(HSPEs)。灭火剂全氟(2-甲基-3-戊酮)被封装在经植酸氢铵改性的脲醛树脂壳内,并引入乙烯-醋酸乙烯酯基体;受热时微胶囊快速破裂释放灭火剂抑制燃烧,植酸氢铵衍生壳层形成保护性炭层延缓热与质量传递。
推荐理由:原文给出微胶囊在热刺激下破裂释灭火剂并成炭阻隔的双重机制,以及室温离子电导率与电化学窗口数据。
研究团队将胺功能化固体吸附剂喷涂到碳纤维基底上,制成模块化 CO2 捕集滤芯,可在 100 °C 下通过焦耳加热在 15 min 内快速热再生。系统尺度运行用差分进化算法优化,并以深度神经网络作为代理模型快速近似不同室内条件下的最优控制参数。基于模拟的分析显示,该方案相比传统系统可降低约 14.9–25% 的能耗,同时在多种室外条件下将室内 CO2 维持在 600 ppm。
推荐理由:该工作把胺功能化固体吸附剂喷涂到碳纤维基底,用焦耳加热实现快速再生,并给出系统级能耗与室内 CO2 控制数据。
研究团队在支架上锚定含二硒键-多酚网络的谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)仿生纳米酶,并利用其与多酚的可逆相互作用负载凝血酶抑制剂比伐卢定。该纳米酶具有 GPx 活性,可可控生成一氧化氮(NO)并按需释放比伐卢定,两者协同抑制凝血酶活性、阻止血小板活化,从而抑制血栓形成及相关炎症反应。
推荐理由:材料把 GPx 模拟纳米酶与比伐卢定洗脱结合到支架上,读者可了解其抑制血栓与促内皮化的设计思路。
研究报道了一种基于 TDPP-Se 共轭聚合物、CdSe/ZnS 量子点与 SEBS 弹性体基体复合薄膜的本征可拉伸神经形态视觉晶体管阵列,将传感、存储与感内计算集成于一体,单突触事件能耗约 0.56 pJ,在 50% 拉伸应变下仍保持稳定的多模态性能。
推荐理由:该工作把本征可拉伸神经形态视觉阵列做到共形偏振成像,读者可了解其材料组合与 50% 应变下的性能边界。
研究团队用少层状镍钴层状双氢氧化物(NiCo-LDH)纳米片对聚合物给体做选择性模板化,调控有机太阳能电池中给体的组装。富羟基的 NiCo-LDH 表面对给体有优先亲和性,促进成膜时给体链有序排列,对受体组分影响有限,使 D18 的激子扩散长度从 10.7 nm 提高到 18.9 nm,并形成更有序的给体纤维结构。
推荐理由:原文给出 NiCo-LDH 模板调控给体组装、把 D18 激子扩散长度从 10.7 nm 提升到 18.9 nm 的对应关系,可据此判断该策略的适用边界。
一种可注射、光交联的羧甲基壳聚糖(CMCS)水凝胶 si‐HAX1&Quercetin@Gel 被设计用于术后腔内局部化学-免疫联合治疗。该凝胶局部释放 si‐HAX1 触发内质网应激介导的免疫原性细胞死亡并促进 CRT 表面转位,同时 Quercetin 拮抗 CD47-SIRPα 轴解除巨噬细胞吞噬抑制。
研究团队提出纳米复合增强的离子电子触觉传感器(NeITS),通过疏水 SiO₂ 纳米颗粒增强离子凝胶、抑制几何饱和,并借助压力驱动的界面离子富集提升双电层电容。
推荐理由:该传感器在 500 kPa 线性范围内保持 55.36 kPa⁻¹ 灵敏度,并给出静水预载下的弱力分辨数据,可供水下触觉方案选型参考。
研究提出一种光致电致变色(PIEC)机制,用亚化学计量 WO3-x 阴极与乙二醇基电解质构建概念验证智能窗,光生空穴被电解质消耗,驱动 Al3+ 嵌入使器件在无外加电压下着色。
推荐理由:原文给出大面积器件的三波段透过率与模拟节能数据,可据此判断光致电致变色智能窗的调控能力。
一种嵌入超细氮化钒(VN)纳米颗粒的柔性莲根状分级多孔碳纳米纤维框架(VN@HPCNF),通过电子结构与结构工程协同调控 Na 成核与沉积。DFT 计算表明 VN 中富电子 N 原子引发 Na 吸附、V 中心经 Na-3s/V-3d 轨道杂化稳定 Na 并降低成核势垒,COMSOL 模拟显示互连多孔结构均化电场与 Na⁺ 通量。
一种由烟草茎衍生的 TEMPO 氧化纤维素纳米纤维(TTOCNFs)、MXene 和聚甲基倍半硅氧烷(PMSQ)构成的三元复合气凝胶压阻传感器,通过跨尺度界面工程与冰模板策略构建蜂窝状骨架,兼具疏水性与高效应力分布。
研究将 P3HT 用作多功能导电粘结剂与氧化还原介体,用于无碳添加剂、免压延的 LiFePO4(LFP)正极。P3HT 可在 LFP 工作电位区间内电化学掺杂,形成先于并促进 LFP 氧化还原反应的内部导电网络;π–π 相互作用与 P3HT–Fe 配位使 P3HT 均匀包覆 LFP 颗粒,改善界面接触与粘附并形成超薄稳定的正极–电解质界面。
推荐理由:原文给出 P3HT 粘结剂 LFP 正极的压实密度与体积能量密度数据,并对照 SP:PVDF 体系,可判断导电粘结剂路线的增益幅度。
研究用一系列不同烷基链长的溴化季铵盐定制双电极界面微环境,其中四乙基溴化铵(TEAB)构建有序双电层,抑制水渗透与析氢并促进Zn²⁺均匀沉积,同时通过配位-疏水锚定机制稳定I⁺,防止碘水解与穿梭。
推荐理由:通过烷基链长调控双电极界面微环境,为水系锌碘电池实现可逆四电子碘化学提供了一条分子层面的设计思路。
研究提出一种用于溃疡性结肠炎长期管理的口服微补充剂,可同时清除ROS并抑制中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)形成。该体系将模拟过氧化氢酶的CoAl层状双氢氧化物(LDH)纳米酶与自噬抑制剂氯喹(CQ)插层,并复合多巴胺(DOPA),LDH纳米酶将病理ROS催化转化为氧气,驱动DOPA原位聚合成聚多巴胺(PDA),延长CQ@LDH在结肠的滞留并促进黏膜愈合。
推荐理由:该口服微补充剂把病理ROS转化为原位聚合动力,形成结肠粘附屏障并调控中性粒细胞,为溃疡性结肠炎的日常管理提供了一条可迁移的设计思路。
一种将多孔钛合金与空间定位 β-TCP 模块集成的生物自适应模块化植入体,在兔股骨节段性缺损模型中表现出比多孔钛合金对照更强的骨形成与长入。基于 GelMA 的扩散受限模型显示,β-TCP 相关钙分布存在空间差异,并对应 hBMSC 增殖、粘附、成骨分化及 Wnt/β-catenin 相关信号的位置依赖性变化。组织学显示新生骨优先与含 β-TCP 区域结合,并向邻近多孔钛结构延伸。
研究者通过低温破乳诱导凝胶化与凝胶限域冷冻铸造相结合的策略,制备了含半互穿网络的 APTS/CNTs/WPU 气凝胶,兼具高弹性骨架、连续导电通路和强化的填料/基体界面。
推荐理由:原文给出半互穿网络气凝胶的弹性回复与压阻传感数据,可据此判断其在高应变传感中的适用区间。
废弃口罩耳带经NaCl辅助改性被升级回收为柔性直流摩擦纳米发电机(DC-TENG),PEDOT:PSS/PVA/Pullulan复合材料同时充当电极与摩擦层,简化了制备并减少了金属用量。盐处理引入Na⁺–PSS⁻配位,无需有毒掺杂剂或复杂后处理即可提升分子迁移率、界面极化与电荷转移。器件在机械形变下输出约1 V峰值电压、约180 µA电流和0.5 W m⁻²最大功率密度。
一种由聚丙烯酰胺(PAM)、植酸(PA)与 PEDOT:PSS 组成的半互穿网络水凝胶通过一锅法合成,兼具离子-电子双导电机制。该水凝胶断裂伸长率约 2134%、电导率 5.3 S/m,响应时间 160 ms,在 >600% 应变下灵敏度系数达 12,并具长期抗疲劳性能。该传感器可监测人体关节宏观运动,也能捕捉手写笔迹、摩尔斯电码敲击等细微生物力学信号,并实现无线可穿戴人机界面。
研究报道了一种极端水限域策略,将聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸羟丙酯)水凝胶电解质中水的析氧电位提升至2.85 V(相对于Zn/Zn²⁺),远高于约1.58 V的理论值。
推荐理由:原文给出聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸羟丙酯)水凝胶电解质把水的析氧电位提升到2.85 V,并说明其抑制水活性的三重机制。
研究者将自组装肽与化疗药 10-羟基喜树碱(HCPT)通过缺氧响应偶氮苯连接子偶联,设计合成超分子自组装纳米纤维前药 NFK-(Azo)-HCPT,经碱性磷酸酶(ALP)催化去磷酸化形成纳米纤维。该前药水溶性优异,细胞摄取和肿瘤细胞抑制显著高于游离 HCPT,并借助 EPR 效应在肿瘤中选择性激活与蓄积。其可缩小肿瘤且不改变体重,验证了缺氧敏感、酶催化自组装前药策略用于精准肿瘤治疗的潜力。
研究团队构建了基于图注意力网络的 GATGLP 模型预测 HOMO–LUMO 能隙,结合 XlogP 双描述符策略从 378 个季铵阳离子(QAC)化合物中筛选出 [N8111]Br 等三种候选添加剂并完成电化学验证。
研究团队将同轴挤出与透光毛细管内的原位交联结合,连续制备弹性导电的核壳水凝胶纤维传感器。壳层为甲基丙烯酰化重组人胶原(RHC-MA),导电芯层为触变性纳米黏土与PEDOT:PSS复合物;快速光交联稳定低粘度壳层,纳米黏土网络抑制层间混合并维持核壳结构。
推荐理由:同轴挤出配合透光毛细管内原位交联,为低粘度光交联生物大分子墨水提供了连续制备核壳水凝胶纤维的加工窗口。
研究开发了一种有机混合离子电子光电传感器,在单一活性层内实现时间对比度检测与模拟幅度控制,无需传统光电传感器所需的多晶体管架构。该器件面向事件驱动的神经形态视觉,可同时实现快速时间响应与自适应传感增益,以模拟生物视觉。
推荐理由:该工作把有机混合离子电子光电传感器做成单活性层器件,为事件驱动神经形态视觉提供了一条简化架构的路径。
磷酸化后多糖复合可调控大米蛋白(RP)基高内相乳液(HIPE)的稳定性并提升其3D打印性能。磷酸化修饰降低RP粒径、提高溶解度,黄原胶(XG)、瓜尔胶(GG)或海藻酸钠(SA)在0.05-0.2%范围内剂量依赖地改善HIPE流变与打印性能。
以 TEMPO 氧化纤维素纳米纤维(TCNF)与混合连接 β-葡聚糖(MLG)在总固含量 0.4%(w/w)下制备物理交联纳米纤维网络水凝胶,流变学显示类固体粘弹行为,FTIR、WAXS 与 SEM 证实其高孔隙结构。