高强度离子导电凝胶研究进展

近年来,柔性可穿戴电子产品在人机交互、传感器等方面应用越来越广泛。离子导电凝胶具有高导电性、生物相容性、自愈合、良好的机械性能以及对可见光透明度高等特点,力学性能对离子导电凝胶的应用影响较大,通过添加纳米填料、无机盐和有机盐、聚电解质可以提升离子导电凝胶的力学性能。综述了纳米复合离子导电凝胶、盐离子导电凝胶、聚电解质离子导电凝胶的研究进展,对离子导电凝胶在传感器、柔性皮肤、生物医药等领域中的应用以及面临的困难和挑战进行了探讨,并展望了其未来发展方向。

动力/储能锂离子电池隔膜制备先进技术及研究进展

锂离子电池主要由电极、隔膜、电解液三大部分构成。其中隔膜作为电池的关键部件之一,极大地影响着电池的综合性能。商业聚烯烃隔膜由于润湿性与耐温性差、孔隙率低等缺点,很难满足高性能锂离子电池隔膜的要求。因此,隔膜的制备技术与材料急需进行深入的研究与探索。本文从近期隔膜的研究热点出发,分别从商业聚烯烃隔膜的改性、静电纺丝法及相分离法制备等方面对动力/储能锂离子电池隔膜最新研究成果进行综述,并指出了未来隔膜的发展方向。

淀粉类可吸收止血材料的研究进展

在军事和日常生活中,过度出血是常见的紧急情况。控制出血不仅依赖于自身的止血机制,还需要外部干预止血,从而需要开发一种低成本、无毒、具有良好生物相容性的止血剂。由于淀粉具有特殊表面积、来源广泛、无免疫原性、可被人体吸收等特点,成为了止血材料的热门研究。本文主要综述了淀粉止血粉末、淀粉止血海绵以及淀粉止血凝胶这三种止血形式,并总结其未来发展趋势。

用于油水分离的静电纺纳米纤维膜研究进展

近年来,石油泄漏以及工业含油废水的排放对生态环境造成了严重的损害,高效节能的新型油水分离材料已成为研究热点。具有特殊亲液性的静电纺纳米纤维膜是一种可用于油水分离的新型膜材料,它具有较高的比表面积和孔隙率,既可以自发实现油水分离,又能减少能源消耗。主要介绍了超亲水疏油、超疏水亲油、智能切换亲水/亲油以及单向导油纳米纤维膜,及纤维膜的制备方法、亲液性以及油水分离过程和分离效率;并对静电纺油水分离纳米纤维膜所面临的挑战和应用前景进行了展望。

基于润湿性梯度设计的单向导水/油多孔材料研究进展

近年来,具有独特的自发性液体运动的单向导水/油材料已成为研究热点。单向导水/油多孔材料是一种可用于雾水收集、油水分离、微流体传输以及功能织物等各种领域的新型材料。与普通的均匀润湿性多孔材料相比,具有单向液体传输特性的三维多孔材料通过表面和厚度方向的润湿性梯度精确设计,可以提供驱动力,促进液体的定向输送,提高液体传输效率,且能减少能源消耗。本文主要从化学梯度的调控、粗糙度梯度的构造、孔径梯度的设计这三种思路出发,按八种不同制备方法详细介绍了基于润湿性梯度的单向导水/油多孔材料的制备、输送液体的类型以及单向传输特性,同时概述了单向导水/油多孔材料在吸湿排汗纺织品、雾收集、油水分离等方面的实际应用,并提出了单向导水/油多孔材料在设计和使用方面所面临的挑战和未来发展前景。

压电高聚物及耐高温性能的研究进展

近年来,随着人类社会的高速发展,全球化石燃料资源大幅下降,现有的能源储量逐渐无法满足社会发展需求,因此,将自然界中无法利用的能量转换为可再生能源成为了研究热点。压电高聚物作为压电材料的重要组成部分,具有高强度、高柔性和对电压的高度敏感性,可以将自然界中的机械能、热能、声能和振动能转化为电能,在纳米发电机、传感器、生物医学等领域有着很大的潜力。但大多数压电高聚物存在着居里温度低的问题,因此研制新型耐高温的高聚物是目前的重要发展方向。首先针对几种广泛使用的压电高聚物(聚偏氟乙烯、尼龙11和聚丙烯腈)的研究进展进行了介绍,然后基于这些材料耐高温性能的发展进行了论述。

蛋白质压电材料的研究进展

近年来,压电材料的压电效应在实现环境机械能的有效利用方面展现出优异的实际应用前景,得到了研究者的广泛关注。与传统的压电材料相比,蛋白质压电材料是一种生物材料,具有良好的生物相容性、生物降解性和机械耐用性,在生物医疗和组织工程等领域显示出独特的研究价值和广阔的应用前景。然而蛋白质压电材料的压电机理和应用领域并未得到充分探索,值得深入研究。本文主要介绍了三种蛋白质压电材料(角蛋白、胶原蛋白和丝素蛋白)的压电机理、压电器件的制备及其在压电纳米发电机、生物传感器及超声换能等方面的应用研究成果,并对蛋白质压电材料所面临的挑战和未来应用前景进行了分析,为蛋白质压电材料的研究和应用提供了参考。

基于肖特基接触的半导体在机电转换方面的应用

近年来学者对半导体肖特基器件做了大量的研究,旨在制备微型化、持久化、便携化和多功能化的小型电子器件。本文综述了金属-半导体材料之间通过接触界面形成肖特基二极管,在传感器和能源发电机两个方面的应用,总结了这些肖特基器件通过构建纳米结构、更换金属电极、制备复合材料、掺杂等优化方案对器件使用性能的影响,同时也论述了材料的机电转换性能对界面肖特基势垒的调控机制。未来,利用肖特基原理制备的电子器件有待在人体运动/健康监控、生物医学检测、智能可穿戴、智能机器人皮肤、结构形变检测等高科技领域中获得更广泛的发展前景。

聚吡咯修饰碳纤维/环氧树脂复合材料的界面剪切强度

应用等离子体技术对碳纤维(CF)表面进行预处理,然后进行液相沉积聚吡咯处理。使用X射线光电子能谱仪、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)和傅立叶红外光谱仪等手段对碳纤维表面形态和结构进行分析与表征,并进行单纤维界面剪切强度试验和SEM观测,研究了碳纤维复合材料的界面粘结性能。结果表明,等离子体预处理碳纤维沉积聚吡咯(PPy)使单纤维界面剪切强度提高了259.3%。分析结果表明,界面剪切强度的提高与纤维/树脂间的机械铆合和界面的作用力有关。等离子体预处理使碳纤维表面的羧基基团增多,在羧基和PPy之间形成氢键,从而提高了碳纤维复合材料的界面性能。