激光诱导石墨烯与硅胶触觉芯片实现双向触觉通信与地形识别
研究者用激光诱导石墨烯和硅胶材料做出一种触觉芯片,可在遥操作的主端与从端同时提供多维、多模态的触觉传感与反馈。该芯片集成摩擦电与压阻传感阵列,实现三维动态与静态触觉感知,并把摩擦起电空间复用为主端的气动触觉反馈,压阻传感器的激光诱导石墨烯层同时用作热加热器,另集成压电芯片提供高频触觉传感与反馈。
推荐理由:该触觉芯片把摩擦电传感、压阻传感与气动反馈、热反馈集成在同一结构中,为机器人遥操作提供了视觉之外的双向触觉通道。
研究者用激光诱导石墨烯和硅胶材料做出一种触觉芯片,可在遥操作的主端与从端同时提供多维、多模态的触觉传感与反馈。该芯片集成摩擦电与压阻传感阵列,实现三维动态与静态触觉感知,并把摩擦起电空间复用为主端的气动触觉反馈,压阻传感器的激光诱导石墨烯层同时用作热加热器,另集成压电芯片提供高频触觉传感与反馈。
推荐理由:该触觉芯片把摩擦电传感、压阻传感与气动反馈、热反馈集成在同一结构中,为机器人遥操作提供了视觉之外的双向触觉通道。
研究团队报道了一种梯度中间层柔性离子压力传感器(GriFIPS),在软电极与离子水凝胶层之间加入经直写打印的弹性体网状中间层,网孔尺寸沿离心方向增大,使接触随载荷分级推进。
推荐理由:原文给出梯度中间层离子压力传感器在灵敏度、线性范围与检测限上的同步指标,可作为柔性触觉器件设计的参照。
通过在苯并[b]噻吩(BT)片段5位和6位连接给体,设计合成5BT-PBPT与6BT-PBPT两种位置异构体,调控NIR-II AIEgens的能级、构象与激发态能量耗散。5BT-PBPT纳米颗粒实现强NIR吸收、高NIR-II荧光亮度、强ROS产生与优异光热转换效率的平衡,在原位乳腺肿瘤“一药多能”光诊疗中表现优异。
烷基链可调的 Ly-Cn 分子中,Ly-12 在生理相关氯离子浓度下发生阈值式聚集转变为超分子纳米颗粒,随后被 DNA 重组和解组装。该双响应过程驱动 Ly-12 先积累于溶酶体相关区室,再经溶酶体到细胞核的再分布实现 DNA 介导的核内滞留,并引发溶酶体扰动、氧化应激、内质网应激和 DNA 损伤,白光照射可放大这一级联。
研究在Zn负极上通过原位凝胶化与界面电化学还原构建了一体化SEI/聚脲–聚氨酯水凝胶(PUMA)界面。含八重氢键、Zn²⁺配位键与动态S─S键的硬段提供多级能量耗散,富羧基与磺酸基的聚阴离子软段构建低势垒离子选择性通道;界面牺牲性S─S键在电化学还原中断裂,形成一体化SEI/PUMA界面。
推荐理由:原文给出PUMA水凝胶在Zn–I₂电池中的Zn²⁺迁移数与循环数据,读者可据此判断这类一体化界面层的性能区间。
通过赖氨酸与没食子酸顺序改性设计的壳聚糖基水凝胶 CLG,兼具抗菌、抗氧化和仿贻贝粘附性能,并具有高溶胀率以吸收伤口渗出液。体内评价显示该水凝胶加速伤口闭合、促进胶原沉积并刺激血管生成。这些特性使 CLG 水凝胶能在伤口愈合各阶段提供持续保护与多功能支撑。
研究构建了 ROS 响应性纳米平台 GCS−CAT@TK,由双胍功能化壳聚糖(GCS)与过氧化氢酶(CAT)自组装成核,外覆硫缩酮连接的 PEG 化脂质 DSPE-TK-PEG2000 壳层。
研究团队开发了MXene/WPU/PAA(MWA)水凝胶电极,MXene纳米片诱导自由基聚合使室温凝胶时间小于5 min,并兼具力学强度、粘附与导电性。该电极的sEMG信噪比达36.0 dB、ECG信噪比达30.1 dB,均优于Ag/AgCl电极;在重复循环与模拟汗液条件下粘附分别达94.2和55.5 kPa。基于该电极的头皮EEG监测实现了无线无人机实时脑波解码控制。
推荐理由:该电极在sEMG与ECG信噪比上超过Ag/AgCl电极,并完成脑电实时控制无人机的演示,可作为水凝胶电极走向人机接口的参考。
研究报道了一种纤连蛋白修饰的含氟 PLGA 纳米粒(Fn-F-PLGA@A/S),共载阿莫西林与舒巴坦,含氟核为 2.5%(w/w),用于促进内体逃逸,并借纤连蛋白实现对宿主整合素与细菌 FnBPs 的顺序靶向。
推荐理由:该平台把顺序靶向、温敏水凝胶滞留与自噬调控整合到同一递送体系,为胞内耐药菌感染提供了可迁移的设计思路。
研究开发出骨靶向纳米酶SPMMPA,由普鲁士蓝核、二硫键桥接介孔二氧化硅中间层和氧化锰壳组成,并功能化聚乙烯亚胺、阿仑膦酸钠和Ser-Asp-Ser-Ser-Asp肽。其酸增强催化活性促进活性氧产生与谷胱甘肽耗竭,导致线粒体功能障碍、OXPHOS与ATP产生下降及PGC-1α下调;在乳腺癌骨转移小鼠模型中抑制肿瘤生长并缓解骨溶解,近红外照射下低于48°C的光热加热进一步增强疗效。
研究通过无定形化打乱小分子 TDT(2,3,7,8-四氨基-5,10-二氢吩嗪-1,4,6,9-四酮)的分子间 π–π 堆积,使原本被埋藏的氧化还原位点暴露出来。
推荐理由:原文给出无定形化后 TDT 的比表面积、比容量与循环数据,并揭示 NH4+ 的配位与去质子化存储机制。
研究利用桉木中原生多酚,通过顶部保护、底部脱木质素并借助抗坏血酸(AA)辅助界面演化,原位构建自生长的Fe–多酚(FeP)光热界面,制成Janus蒸发器。
推荐理由:原文给出FeP/AA-DEW蒸发器在1-sun与20 wt.% NaCl下的蒸发速率和14 d稳定性,可据此判断生物基太阳能蒸发器的耐盐区间。
研究报道了一种全生理相关元素构建的柔性光电晶体管(EBOT)平台,Zn-Mg 基氧化物作半导体与介电层、Mg 作电极、可生物降解的 P34HB 作柔性基底与封装层。
推荐理由:该工作用生理相关元素构建可穿戴紫外监测器件,并利用缺陷介导的载流子俘获实现剂量累积,为柔性生物电子提供了一条材料选择思路。
将 PEDOT:PSS 引入 PAAm/PVA 双网络骨架、以 LiTFSI 作离子调控剂,制得自支撑导电水凝胶 PPLi,平均电导率 28.4 S cm⁻¹(最高 33.2 S cm⁻¹),比电容 202.5 F g⁻¹,可拉伸约 506%,抗冻至 −40°C。
研究团队在共享的柔性叉指电极架构中集成五通道压阻网络与共形表面等离激元(CSP)波导,做出可跨介质探测的多模态电子皮肤。压阻通道在 0–140 kPa 范围内映射抓握压力,响应与恢复时间均低于 50 ms;CSP 通道将微波约束在亚波长近场,实现基于相位的预接触感知与频率分辨的电磁指纹识别。
推荐理由:该电子皮肤把压阻阵列与共形表面等离激元波导做进同一电极结构,可隔着玻璃、塑料和纸容器识别内容物,为机器人跨介质感知提供了一条可迁移的器件路线。
作者通过纳米限域聚合与界面动态交联的协同策略,制备出双金属 MOF 基自修复复合固态电解质,室温离子电导率达 12.63×10⁻⁴ S cm⁻¹,电化学窗口 5.14 V,断裂伸长率 270%,穿刺阻力 5.28 N,热稳定性达 200 °C。
推荐理由:原文给出该复合固态电解质的离子电导率、电化学窗口与高负载下的循环保持率,读者可据此判断其在 NCM811||Li 体系中的适用区间。
研究合成了晶粒尺寸 1.7–11.0 nm 的 IrO₂ 催化剂,在 0.3 mg Ir cm⁻² 的低 Ir 载量下分别用 Pt 涂层 Ti 多孔传输层(PTL)和裸 Ti PTL 评估膜电极(MEA)性能,发现两种 PTL 下的性能趋势相反,主要归因于由 IrO₂ 表面氧构型决定的功函数差异,晶粒越小功函数越大、两种 PTL 间的性能差距也越大。
推荐理由:原文对比不同晶粒尺寸 IrO₂ 在裸 Ti 与 Pt 涂层 PTL 下的 MEA 表现,并给出混合相 IrOₓ 的表面工程思路。
研究者提出一种微折纸结构电极(MOSE),在EcoFlex基底上预制折痕,释放双轴预拉伸后使Pt薄膜/EcoFlex双层沿折痕弯曲,形成规则可控的微折纸结构。该电极初始电导率达19600 S·cm⁻¹,可承受超过80%的双轴拉伸应变,在50%应变下循环10000次后方块电阻仍低于20 Ω/sq。
推荐理由:原文给出微折纸电极在双轴80%应变与10000次循环后的导电数据,可作为可拉伸电极疲劳设计的参照。
设计碳点-环氧复合材料,利用给电子碳点表面基团与受电子环氧基团间的氢键界面组装生成界面激基复合物,缩小单-三重态能隙并增强自旋轨道耦合,实现约468 ms的绿色室温磷光。
研究者以 P3HT 与窄带隙非富勒烯受体 BTPSe-Ph4F 按 100:2 重量比共混制备光电倍增型宽带有机光电探测器,利用孤立电子陷阱在 Al 电极附近诱导界面能带弯曲,实现空穴隧穿注入。
推荐理由:原文给出自组装超薄层替换 PEDOT:PSS 后暗电流下降约两个数量级,并展示 PPG 脉搏监测的实测信号。
研究将功能化富勒烯C60均匀引入大气集水(AWH)水凝胶,终止光致自由基链反应,使水凝胶的紫外稳定性提升超过385%。改性后的水凝胶表面油、水接触角均超过160°,具备超疏液性、抗粉尘粘附,并在光伏响应光谱内保持92.5–96.0%的透过率。
推荐理由:针对双面光伏背面需透光而常规热管理不可用的限制,该工作把集水水凝胶做成兼具超疏液与抗紫外的冷却层,并给出成本与降温数据。
聚磷酸(polyP)工程化纳米平台利用液-液相分离驱动钙介导的代谢重编程,FITC-polyP与Ca²⁺形成凝聚体作为局部Ca²⁺信号微域,选择性激活线粒体关键酶使肿瘤细胞转向线粒体依赖型代谢表型。通过Ca²⁺螯合或酶降解破坏凝聚体形成可阻断该转变,证实polyP/Ca²⁺凝聚体是线粒体代谢激活不可或缺的主调控者。持续线粒体再激活使肿瘤细胞对铜死亡敏感,建立自敏化纳米平台。
一种正交支化三重锁定纳米诊疗平台(MB@YW NPs)通过pH响应聚合物基质共载HOCl激活的甲氨蝶呤前药(MB-MTX)与ONOO⁻/光响应的柳氮磺吡啶前药(YW-SSZ),实现空间定位、正交多药释放与实时多通道自报告。
一种集成电生理传感与刺激功能的生物电子混合心脏被构建出来:脱细胞心脏支架注入诱导多能干细胞来源心肌细胞,并与含定制电子网的细胞负载3D打印细胞外基质涂层组装。培养14天后,嵌入式电极记录到自发心脏活动,局部电刺激可实现可控频率起搏,钙成像显示起搏期间工程组织呈空间激活。
仿生纳米平台 RPm@CC-LY 通过缓释 TGF-β 抑制剂 LY2157299 减轻胰腺导管腺癌(PDAC)纤维化,并借助胞内酸触发降解释放 Cu⁺ 与 Ca²⁺,诱导类 Fenton 反应、氧化应激与肿瘤细胞凋亡。该平台还将肿瘤相关巨噬细胞重编程为 M1 表型并促进树突状细胞成熟,增强 CD8⁺ T 细胞浸润;与 anti-PD-1 联用可在小鼠中引发系统性免疫应答。
采用shirasu多孔玻璃膜乳化法制备了含30% Fe₃O₄的尺寸可控聚乳酸/氧化铁磁性微球(P@Fe30 MSs),在交变磁场下实现经动脉磁热消融(MTA),有效杀伤肿瘤细胞并诱导免疫原性细胞死亡。
研究提出一种由无机锂盐(LiI/LiBr)与耐还原单醚溶剂(四氢呋喃和己基甲基醚)组成的无氟电解液,在微米硅负极表面形成无LiF的SEI,缓解其容量快速衰减。该SEI不同于由低聚物与无机物(LiF、Li 2 O)构成的镶嵌结构,而是在硅表面形成具粘结剂功能的高分子量聚合物,在颗粒粉化后仍维持颗粒完整性与电连接。
推荐理由:原文给出无氟电解液在微米硅负极上形成类粘结剂高分子SEI的机理与循环数据,可供硅负极电解液设计参考。
受临床造影剂Sonazoid启发,研究者构建了具有可调相变行为的超声辅助疫苗平台,通过超声触发的液-气转变与声空化在淋巴结被膜下窦内皮产生瞬时空隙,使原本被尺寸排阻的疫苗组分得以深层浸润淋巴结实质。
研究采用聚(3-(1-乙烯基-3-咪唑基)丙磺酸盐)这一聚两性离子作为单一介质,统一电突触与光突触功能,器件事件能耗低至 10.95 aJ。咪唑环稳定阳离子电荷,共价连接的阴阳离子对阻止长距离离子迁移,带来可逆电荷俘获与多波长光突触调制。器件演示了加密图像解码、颜色引导机器人操作、行人速度识别与运动预测。
推荐理由:原文用共价键连的咪唑型聚两性离子同时承担离子与光响应功能,读者可据此判断单介质光电突触器件的集成路径。
研究以六电子存储的HAT与氧化还原活性的DHBQ为双活性单元构建桥接共聚物正极,在0.1 A g⁻¹下初始比容量达316.2 mAh g⁻¹。理论计算与光谱分析表明其储锌为HAT位点优先反应、苯醌基团随后参与的级联路径。
推荐理由:原文给出HAT-DHBQ桥接共聚物正极的级联储锌路径与万次循环容量数据,可供有机正极分子设计参考。
研究以丙烯腈(AN)基聚合物作为宿主框架,通过与游离丁二腈(SN)建立优化相互作用,在热力学上抑制SN的α-氢去质子化与聚合等寄生反应。所得电解质离子电导率为2.17 mS cm⁻¹,Na|Na对称电池稳定循环6200 h;Na|磷酸钒钠全电池在1.0 C下5000次循环后容量保持95.6%,2.0 C下10000次循环后保持93.4%,正极负载20 mg cm⁻²的软包电池也表现稳定。
推荐理由:以丙烯腈基聚合物为宿主调控与丁二腈的相互作用,为抑制固态钠电池电解质的去质子化副反应提供了一条热力学思路。
研究报道了一种多功能智能窗,结合电化学切换与低频机械重取向,同时调控可见光、近红外、长波红外和微波响应。器件采用透明 Ti3C2Tx MXene 电极(T550 nm > 60%,Rs ≈ 40 Ω/sq)与 PEDOT:PSS 层,通过可见—近红外耦合光学切换调节眩光与太阳得热。
推荐理由:该窗口把可见光、近红外、长波红外与微波四个波段纳入同一器件,读者可据此了解多光谱调控的建筑节能思路。
通过多功能协同填料策略,将烷基链改性二氧化硅(PS)与光热纳米颗粒(PT)分别掺入 PVDF-HFP,制得能量自持 Janus PS@PT 纳米纤维织物,介电常数提升至原始 PVDF-HFP 的 1.27 倍。
一种集成离子电子触觉传感器与微放电电触觉反馈的手套界面实现了闭环校正的虚拟触觉交互,传感器与反馈分别集成于纺织手套的手背与掌心侧。微金字塔修饰的离子电子传感器将回弹滞后降至5.82%,用于动态压力监测;微间隙放电反馈在皮肤上提供约40 µA的安全电流,支持分级电刺激。该闭环系统以关节弯曲压力数据控制虚拟手,并依据反馈校正手势以调整虚拟对象。
研究在自固化聚合物骨架中引入双盐体系,利用阴离子间相互作用固定阴离子、释放更多 Li+,使离子电导率达到 2.23 mS cm−1、Li+ 迁移数达到 0.55。
推荐理由:双盐体系通过阴离子固定与聚合物能级调控,把离子电导率和锂离子迁移数同时抬升,并给出对称电池与全电池的循环数据。
一种微针集成的催化纳米清扫器通过富集驱动机制实现银屑病病灶内cfDNA的局部持续清除。该清扫器将聚花青素包覆的氧化铈纳米酶(PCeN)嵌入带正电的胺化介孔生物活性玻璃纳米颗粒(AMBN)中,AMBN静电富集cfDNA,PCeN以磷酸酶样活性切割cfDNA磷酸二酯骨架,并借助超氧化物歧化酶与过氧化氢酶模拟功能恢复氧化还原稳态。
以 Cu²⁺ 与 NH₂–PEG–聚肌苷酸功能化的黑磷纳米片(BPNS@Cu@PI)构建腹膜巨噬细胞特异性纳米酶清除 ROS,并复合丝素蛋白基 Janus 水凝胶(MMP-响应多孔层与致密阻隔层,MMP-JSF)以减轻铜对组织修复的损伤。
研究以三苯胺为核心的三臂三联吡啶配体 TPA-(TPy)3,通过界面配位组装制备二维铁基金属有机网络(Fe-MON)薄膜,三臂拓扑促进横向网络生长,形成连续致密薄膜;结构类似的两臂配体 TPA-(TPy)2 无法形成连续网络,器件稳定性较差。
推荐理由:原文对比三臂与两臂配体对网络连续性的影响,并给出64级电导态与96.57%识别准确率,可据此判断二维金属有机网络在忆阻器中的结构设计要点。
以(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵为单体、羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖为生物质骨架,经原位光聚合构建无外源负载水凝胶,用于糖尿病烧伤感染的电化学治疗(ECT)。水凝胶骨架上的季铵基团先通过静电吸引捕获细菌,嵌入的铂电极在温和的2.0 V下于阳极将基质内Cl⁻氧化为活性氯物种杀菌,阴极电解水产生H₂下调促炎细胞因子IL-6与IL-1β。
研究者在 SiOx 颗粒上用 iCVD 构建聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)锚定中间层,其环氧基与 PAA 粘结剂发生开环反应形成共价连接,在体积膨胀时维持颗粒与粘结网络的接触。该 PGMA 改性电极界面粘附与结构稳定性提升,SEI 生长被空间限制,300 次循环后容量保持 95.0%,极化也有所缓解。