基于液晶高分子的光响应智能形变材料

智能材料简述智能材料按照其材质的不同大体上可以分为金属类智能材料、无机非金属类智能材料以及智能高分子材料。智能高分子材料与金属类智能材料和无机非金属类智能材料相比，具有较多的优越性能，比如，质轻、价廉、可加工性能优良，而且有机分子的结构上较容易接入各种功能性的官能团，可以丰富材料的功能，拓宽其应用范围。智能高分子材料的品种多、范围广，包括智能凝胶、智能高分子膜材、智能纤维、智能粘合剂、智能药物缓释体系等。其外界环境的刺激方式主要有力、热、光、电、磁、化学环境等。材料的响应方式也多种多样，     

刺激响应型稀土智能发光材料在光学编码及生物医学中的应用

刺激响应型材料作为智能材料的一个重要分支已经成为众多领域中极为重要的一部分.刺激响应型智能发光材料是指光学性质能够对外界环境的物理或化学信号做出响应的材料.外界条件的刺激主要包括光、热、pH、电场、磁场、力、分子等.基于稀土离子的智能发光材料由于其独特的光学性质,比如较窄的发射峰宽度、较长的发光寿命、较大的斯托克斯位移等,在化学、生物学、逻辑学展现了极为丰富的应用潜力.近年来,通过对分子结构及纳米材料的设计得到的具有刺激响应性的稀土智能发光材料在光学信息存储、生物传感、成像及药物递送等方面都吸引了研究者的广泛关注.本文概括了近年来刺激响应型稀土智能发光材料在光学编码及生物医学领域中的应用,并展望了这种智能发光材料的应用前景.     

构筑晶格匹配牺牲层:制备高质量自支撑薄膜材料的有效途径

<正>自支撑型薄膜材料因其脱离衬底束缚而展现出物化性质均一、便于成型组装、避免界面缺陷等优异特性,在柔性电子器件、智能传感系统、能量储存转换、化学分离等领域表现出巨大应用潜力.目前已开发出的自支撑型薄膜的制备方法包括化学刻蚀、物理/机械剥离、界面合成、原位转化等.作为自支撑型薄膜材料的重要成员,自支撑型氧化物薄膜材料的主要制备方法为湿法制备,即基于水溶性牺牲层的外延生长、剥离和转移技术.     

新型材料在医学领域中的应用

近年来,作为国民经济基础的材料产业有了更大进步,新型材料层出不穷,时提升传统产业,新产业领域形成起到了极大的推动作用.文章对其中如超导材料、形状记忆合金、梯度功能材料、高分子压电材料、高分子智能材料等在医学领域中的典型应用进行了探讨.     

聪明绝顶的"活"材料

钢筋、混凝土、塑料、木材等材料,人们再熟悉不过了,它们中大多是没有知觉没有反应的"死"材料.它们只能被人所感知,自己无从感知外界情况:在出现"危机问题"时,它们不能告诉人们,也没法修理自己,只能"坐以待毙".如今,一些"活"材料正逐步走进我们的生活,并将改变我们的生活.这就是聪明绝顶的智能材料.     

聪明绝顶的"活"材料

钢筋、混凝土、塑料、木材等,人们再熟悉不过了,它们中大多是没有知觉、没有反应的"死"材料.它们只能被人所感知,自己无从感知外界情况.在出现"危机问题"时,它们不能告诉人们,也没法修理自己,只能"坐以待毙".如今,一些"活"材料正逐步走进我们的生活,并将改变我们的生活.这就是"聪明绝顶"的智能材料.     

基于谷氨酸树枝状两亲分子的超分子水凝胶的收缩及其功能化应用

超分子凝胶是基于低分子量凝胶剂分子在溶剂中通过分子间非共价相互作用自组装形成的具有网络骨架结构的半固态、半液态的软物质材料,其易于制备、组装结构多样并具有多重刺激响应性,有望在智能材料等领域得到应用.刺激响应性包括一些物理或化学刺激,如温度、pH、离子强度、磁场、电场、光照、氧化还原、化学及生物物质等,凝胶材料可以在这些刺激下发生诸如凝胶的形态(溶胶-凝胶)、体积(收缩-膨胀)和形状(形状记忆)等的可逆变化.其中,可以发生宏观上的体积相转变的刺激响应性水凝胶尤为引人注目,在药物释放、生物感应、可控微流阀门以及组织修复愈合等方面具有广阔的应用前景.本文介绍了一种基于谷氨酸树枝状两亲分子的具有体积收缩功能的超分子水凝胶,阐述了该凝胶体系对金属离子、pH、温度和光等刺激信号的响应及其可逆收缩-膨胀机理,并介绍了利用超分子凝胶的收缩特性在混合染料分离、可视化手性识别与检测、手性光学开关和药物释放等领域的应用.     

自组装低维无机/有机异质结纳米材料

一维有机-无机异质结纳米材料因自身具有突出的光学和电学的性能而备受关注.在这种异质结材料内部,有机和无机的组分相互作用形成多个功能界面.这种新材料不仅保留了原来单组分的本征特性,还会通过界面强的作用产生新的特性,真正实现"1+12"的协同性能.认识和解释分子自组装的控调规律;通过分子结构的裁剪和作用力的调控实现小尺度低维分子聚集态异质结构的大面积、高有序组装;理解分子聚集态尺度下分子间弱相互作用产生的协同驱动机制和通过杂化/异质自组装优化原有功能,获得新结构的分子低维聚集态结构并在分子自组装体水平上研究结构变化导向的特殊性质,对基础科学研究的发展具有重大的科学意义.在本文中,我们主要讨论了制备异质结纳米材料的方法以及这些材料在电子和光学领域的应用.     

上海大学材料基因组工程研究院智能材料及应用技术研究所介绍

正上海大学材料基因组工程研究院智能材料及应用技术研究所是致力于电流变液、高通量液滴微流控、快速即时检测芯片等领域的研发,融合材料、化学、物理和生物等专业人才,具有跟踪国际学术前沿、跨学科研究的专业性科研机构。研究所拥有2 000余平米的专业实验室研发基地,前期投入各类专业设备2 000余万元,配备微纳米加工超净实验室、微流控实验室、生物洁净实验室、智能材料研发     

交联液晶聚合物光致形变及其柔性器件

光响应聚合物材料是指能够在光的作用下发生某些化学或物理反应,产生一系列结构和形态变化的功能聚合物材料.在光响应聚合物体系中引入液晶基元通过适度交联可形成光响应交联液晶聚合物,它结合了液晶的各向异性以及聚合物网络的橡胶弹性,具有优异的协同作用.且因为光能具有环保性、远程可控性、瞬时性等优异的特性,光响应交联液晶聚合物备受关注.通过合理的设计,光响应交联液晶聚合物可以实现全光驱动的形变,并且可以制成多种柔性智能执行器,在人工肌肉、微型机器人、微泵、传感器等仿生和智能微机械系统领域有着广泛的应用前景.本文综述了光响应交联液晶聚合物近年来的研究进展,包括其二维和三维形变、微观形变引起的表面形貌或其他性质的变化以及基于形变制成的柔性智能执行器,阐述了光响应的机理,并展望了该领域的发展前景.     

VO_2热致变色材料:从纳米颗粒到柔性贴膜

VO2(M1/R)具有温度控制的可逆莫特相变性质,当材料的结晶相从VO2(M1,呈半导体状态)转变为VO2(R,呈金属状态)或者反向转变时,其光学、电学等性质发生显著变化.利用这些物理特性变化,VO2可应用于光存储、智能窗、热敏电阻和非致冷焦平面等领域.本文聚焦VO2智能窗的最新研究进展,着重介绍面向现有建筑高耗能玻璃的节能改造而研发的VO2智能节能贴膜的制备、性能、产业化和应用;综述了纳米粉体的合成、表面改性、分散和分散液的制备以及纳米印刷等技术,总结了贴膜的基本物性、耐候性和节能效果,并展望了VO2贴膜的产业化和应用前景.VO2贴膜作为我国自主研发的高科技新材料,针对我国建筑节能领域现实而迫切的应用需求,是老旧建筑玻璃节能改造的一种新材料,值得推广应用.     

新型材料在医学领域中的应用

近年来，作为国民经济基础的材料产业有了更大进步，新型材料层出不穷，对提升传统产业，新产业领域形成起到了极大的推动作用。文章对其中如超导材料、形状记忆合金、梯度功能材料、高分子压电材料、高分子智能材料等在医学领域中的典型应用进行了探讨。     

具有钙钛矿结构的分子铁电体研究进展

铁电材料是一类重要的功能性材料,由于其特殊的可翻转的自发极化,铁电材料在能源、信息、传感、医学等领域都有着广泛的应用.自20世纪以来,具有钙钛矿结构的铁电材料由于其优异的性质一直活跃在应用的舞台上,而其中应用较为广泛的几乎都是无机钙钛矿材料.近年来,随着科学技术的发展,人们发现了众多具有钙钛矿结构的分子铁电体.这些新型的分子铁电体具有较低的声阻抗、容易进行结构设计和调控、容易实现多种功能特性等优点,有望在柔性电子学、薄膜器件等应用中成为无机钙钛矿铁电材料的有益补充.本文结合分子钙钛矿铁电体的设计思路,对近年来其在压电、能隙调控、光电等功能特性方面取得的进展进行了介绍.     

分子识别响应型智能膜的研究进展

分子识别响应型智能膜兼备分子识别特性和膜过程能耗低效率高的优点,可以实现特定分子识别型控制释放、以及化学或生物物质的高精度分离等.本文主要综述了分子识别响应型智能膜的设计方法与应用,重点介绍了3类分子识别响应型智能膜及其应用:基于主客体作用分子识别响应型智能膜、基于耦合作用分子识别响应型智能膜以及基于螯合作用分子识别响应型智能膜,为新型分子识别响应型智能膜材料的研制以及分子识别响应智能膜过程的强化与应用提供了有价值的参考.     

聪明绝顶的“活”材料

钢筋、混凝土、塑料、木材等,人们再熟悉不过了,它们中大多是没有知觉、没有反应的"死"材料。它们只能被人所感知,自己无从感知外界情况。在出现"危机问题"时,它们不能告诉人们,也没法修理自己,只能"坐以待毙"。如今,一些"活"材料正逐步走进我们的生活,并将改变我们的生活。这就是"聪明绝顶"的智能材料。     

德美研发快速自修复生物材料

<正>近日,德美两国科学家联合研发一种生物合成蛋白材料,通过强化串联重复多肽的愈合性能,成功解决了自修复软材料的局限性。自修复材料是一类拥有结构上具有自愈合能力的智能材料。近年来,人工合成的自修复生物材料越来越受到科学家的关注,其灵感来自于在受伤后能自我修复的生物系统。     

智能压电声子晶体与超材料研究现状与展望

声子晶体与超材料作为一种人工设计的新型材料或结构,具有许多独特和超常的弹性波传播特性,为机械振动的有效控制与弹性波的精准调控提供了一个崭新的研究途径与充满希望的应用机遇.然而,由于传统的声子晶体与超材料在加工制备之后不易根据实际需求重新调整其几何参数和材料属性,大大限制了其实际应用.基于压电或力-电耦合效应的智能压电声子晶体与超材料,通过调节电场即可按需调控结构的振动或波动特性,可大大拓宽传统声子晶体与超材料的应用范围.本文依据压电材料与弹性材料或结构不同的融合形式,试图将智能压电声子晶体与超材料大致分为三类:第一类为单一压电声子晶体与超材料,此类仅由单一的压电材料组成,可以外接电极也可以无外接电极;第二类为内嵌式压电/弹性复合材料型压电声子晶体与超材料,该类由压电散射体埋嵌在弹性基体中而构成,当然也可将压电材料与弹性基体的角色互换;第三类为由外贴式压电片与弹性结构组成的复合型压电声子晶体与超材料,此类将压电片外贴在弹性基体结构(杆、梁、板等)的表面.已有研究表明,相较于其他弹性波调控方式,基于压电或力-电耦合效应的智能压电声子晶体和超材料的主要优势体现在反应迅速,无须改变原有结构的固...     

卷曲型氧化物微纳米管的发展和应用

通过纳米膜自卷曲技术制备而成的微纳米管因其简便的制备方法、优秀的物理化学性能而在材料科学、化学、生物学等领域有广阔的应用前景.凭借其良好的稳定性、晶体结构特性、光学特性以及某些氧化物独特的半导体特性、磁学及电学特性,氧化物已成为卷曲型微纳米管的一大组成材料.本文详细介绍了自卷曲氧化物微纳米管的形成原理和制备方法,并综述了近年来关于卷曲型氧化物微纳米管在光学谐振腔、传感器、细胞研究、锂电池正电极、自驱动引擎等方面的研究成果.     

五花八门的智能产品

随着高科技的发展和进步,特别是计算机的出现,一些会感知、会思考、会判断的机器不断出现,并步入我们的生活,令我们惊奇.首家智能医院将在国内出现全国首家"智能医院"不久将在江苏省人民医院新大楼内诞生.这个"智能医院"将依据21世纪医院发展模式,采用世界上最先进的电脑技术,开创医院电脑网络管理社会化之路,兴建电脑病历、智能查片、远程遥控门诊、电脑药剂以及医疗、教学等智能网络.该网络系统建成后,病人看病将更加便利、舒适,医院医疗质量将迈上新台阶.     

自组装低维无机/有机异质结纳米材料简

一维有机-无机异质结纳米材料因自身具有突出的光学和电学的性能而备受关注. 在这种异质结材料内部,有机和无机的组分相互作用形成多个功能界面. 这种新材料不仅保留了原来单组分的本征特性,还会通过界面强的作用产生新的特性,真正实现“1+1>2”的协同性能. 认识和解释分子自组装的控调规律;通过分子结构的裁剪和作用力的调控实现小尺度低维分子聚集态异质结构的大面积、高有序组装;理解分子聚集态尺度下分子间弱相互作用产生的协同驱动机制和通过杂化/异质自组装优化原有功能,获得新结构的分子低维聚集态结构并在分子自组装体水平上研究结构变化导向的特殊性质,对基础科学研究的发展具有重大的科学意义. 在本文中,我们主要讨论了制备异质结纳米材料的方法以及这些材料在电子和光学领域的应用.