当前神经形态视觉传感器仍难以准确模拟生物视网膜复杂、动态的光响应行为,限制了其复现真实视觉感知特征的能力。因此,开发能贴合生物视网膜细胞功能的人工光电器件具有重要意义。
随着5G通信和柔性电子设备快速发展,电磁辐射干扰日益突出,可穿戴场景还要求屏蔽材料轻薄、柔韧且耐环境。传统金属材料密度大、柔性差,且以反射为主;纳米纤维复合膜虽然柔性好、孔隙可调,却常依赖高填料填充,界面结合较弱,反复弯折或处于酸碱、高低温环境时易发生填料脱落和性能衰减。如何在较低填料用量下兼顾屏蔽、力学强度与稳定性,仍是关键挑战。
柔性锌离子超级电容器凭借其高安全性、环境友好与可弯折特性,在可穿戴电子供能领域展现出巨大应用潜力。然而,现有柔性储能器件仍受限于能量密度偏低、循环寿命有限,以及碳基正极材料与常规电解液体系带来的安全隐患。因此,开发兼具高能量密度、长循环寿命与优异机械柔性的柔性锌离子储能器件具有重要意义。
柔性超级电容器凭借其高功率密度、长循环寿命与良好的弯折稳定性,在可穿戴与便携电子设备中展现出巨大潜力。然而,传统碳基薄膜电极往往面临"高导电"与"高机械强度"难以兼得、且大面积高质量活性载量制备成本偏高的挑战。
石墨烯-纤维素气凝胶凭借其轻质与多功能的特性,在先进多孔材料领域展现出巨大潜力。然而,其力学鲁棒性不足,在压缩等载荷下易发生结构坍塌,严重制约了实际应用。因此,开发兼具轻质与高力学强度的石墨烯基气凝胶具有重要意义。基于此,本文,哈尔滨工业大学杨楚楚 副教授、隋超 教授、王超 教授等在《ACS Applied Materials & Interfaces》期刊发表名为"Spray-Freezing-Engineered Cuttlebone Architectures Enable Multiscale Mechanical Reinforcement in Graphene–Cellulose Aerogels"的论文,研究提出了一种将新型喷雾冷冻(spray-freezing)制备与墨鱼骨仿生"壁-隔板(wall–septa)"结构相结合的生物启发策略。该石墨烯-纤维素气凝胶以氧化石墨烯/纤维素(HEC)混合分散液为前驱体,经喷雾冷冻快速成形、再冷冻干燥,构筑出富含水平隔板的层状多孔骨架。
柔性应变传感器凭借其在可穿戴电子、人机交互与机械健康监测中的潜力,近年来被广泛研究。然而,多数已报道的应变传感器基于二维平面构型,在纺织兼容性、贴合性以及动态佩戴条件下的稳定信号采集方面仍受限。因此,开发兼具纺织兼容性与稳定可重复信号输出的柔性传感器具有重要意义。基于此,本文,中南大学王聪 教授、刘林鹏 副教授、湖南农业大学Xiaohu Jiang等在《Chemical Engineering Journal》期刊发表名为"Fiber-shaped strain sensors based on hybrid graphene and CNTs networks for wearable gesture recognition"的论文,研究提出了一种在聚氨酯(PU)弹性纤维上构筑石墨烯/碳纳米管(graphene/CNT)杂化导电网络的策略。该纤维状柔性应变传感器通过在 PU 纤维表面构建石墨烯/碳纳米管复合导电网络,实现了高灵敏与宽量程的协同。
脊柱运动学的连续监测对姿态矫正与康复至关重要,然而传统的影像学与基于摄像机的动作捕捉受限于"单次快照"式信息且依赖专业医疗设备。可穿戴传感器阵列虽能通过追踪关键肌肉形变实现脊柱监测,但阵列内通道间差异往往会降低形变映射的精度。因此,开发通道一致性强、可规模化制备的柔性传感阵列具有重要意义。本文,深圳技术大学 史济东 副教授团队在《Small》期刊发表名为"Propylene Glycol-Assisted Printing of Graphene Piezoresistive Sensor Array for Analytical Motion Tracking and Spinal Kinetics Monitoring"的论文,研究提出了一种"印刷-转移"法制备石墨烯压阻传感器阵列。该阵列以相纸为中间基底、以丙二醇(PG)为墨水工程添加剂,克服了石墨烯分散液与柔性 PDMS 基底难以兼容均一成膜的问题。
石墨烯凭借其独特的二维结构与优异理化性质,在电子、催化与传感等领域展现出巨大潜力。然而,石墨烯中的缺陷虽常被视为结构弱点,却也是化学反应的活性位点,如何实现缺陷的精准纳米级表征与定位标记仍具挑战。因此,开发基于缺陷化学反应的精准识别与修饰策略具有重要意义。本文,重庆科技大学杨倩、胡宝山教授等在《Angewandte Chemie》期刊发表名为"Superoxide-Anion-Dominated Labeling of Graphene Defects in an Interfacial Nanoreactor of Electron-Donated Substrate"的论文,研究提出一种限域光化学策略。该策略基于染料分子(亚甲基蓝,MB)的光敏化,靶向石墨烯化学活性缺陷实现缺陷标记。
石墨烯能够在极宽的光谱范围内均匀吸收光,是宽带光电子学的理想平台。与传统半导体不同,石墨烯器件的工作范围并不局限于可见光和近红外,而是自然延伸至太赫兹和中红外波段,而化学传感、自由空间通信和热成像等应用恰恰需要在这些波段工作的紧凑、超快且灵敏的探测器。然而,迄今已报道的超快石墨烯光电探测器大多集中在近红外波段(响应时间为皮秒量级),将这种超快性能拓展到中红外波段的研究仍很少。