本征柔性有机电子器件的研究进展

本征柔性有机电子学是近年来涌现的一项变革性的前沿交叉学科,它赋予电子材料可印刷、可折叠和可拉伸等特性,使其应用于健康医疗、柔性显示、传感探测、人工智能和脑机接口等前沿领域.为了进一步拓展本征柔性有机电子器件的应用场景,设计开发高性能、高显示度、高稳定性的本征柔性材料和有机电子器件是当前的研究重点.本文主要介绍了近年来本征柔性有机电子学相关领域的前沿研究进展,重点讨论了本征柔性材料与有机电子器件的设计和制备策略、本征柔性材料图案化工艺和集成电路,分析了本征柔性有机电子学领域的技术瓶颈和前沿问题,总结和展望了本征柔性有机电子器件的应用前景与未来发展趋势.     

可弯可卷的柔性彩色显示屏

经过业界多年的努力，目前市场上的笔记本电脑、电视、手机等产品的显示屏已变得比过去更清晰、更大和更薄。在不久的将来，通过柔性组件使屏幕变得更薄的同时，还将变得柔韧甚至可扭曲，可以像一张纸那样卷起来放进你的口袋。这些薄薄的柔性显示屏能显示文字和图像，有望取代书、报纸和杂志，可以像纸质印刷品那样大量地生产。     

磁性药物-无机纳米复合材料的结构设计与表征

以镁铁氧体为磁性粒子, 层状锌铝双金属氢氧化物为主体层板, 分别以卡托普利(Captopril: Cpl)和5-氨基水杨酸(5-aminosalicylic acid: 5-ASA)为客体药物分子, 采用共沉淀法组装得到超分子结构磁性卡托普利及5-氨基水杨酸插层锌铝双金属氢氧化物Cpl-LDHs/MgFe₂O₄和5-ASA-LDHs/MgFe₂O₄. 研究表明, 该超分子结构磁性复合材料具有良好的晶相结构, Cpl-LDHs及5-ASA-LDHs通过Zn-O-Mg和 Al-O-Mg键连接于MgFe₂O₄表面形成核壳结构, 且该药物-无机纳米复合材料具有明显的磁性能.     

碳基柔性电极的结构设计、制备和组装

柔性电子器件日益流行,给人们的日常生活带来了巨大的变革,同时也激发了柔性储能器件的设计和研制,其中,柔性锂离子电池引起了广泛的关注.为了获得柔性储能器件,首先需要制备柔性电极,即要求在反复变形状态下,电极能够保持优异的力学和电学性能.碳材料具有优异的力学性能和导电性,不仅能够直接制备柔性电极,还能够与活性材料复合,作为基底提供自支撑的导电网络.但是"刚性"的活性材料与"柔性"基底从力学和形态本质上均不匹配,二者的复合、组装、制备方法及其结合强度直接影响电池的电化学性能.本文综述了近年来碳纳米管、碳纳米线、石墨烯、石墨炔及碳布等碳基柔性电极的发展情况,着重分析了自支撑柔性电极的制备方法、结构特征与电化学性能的关系,同时简要总结了目前几种典型结构的柔性锂离子电池,探讨了碳材料柔性电极面临的挑战,并对其未来发展方向进行了展望.     

可穿戴式柔性电子应变传感器

传统的电子应变传感器大多基于金属和半导体材料,其便携性、柔韧性和可穿戴特性差.随着柔性电子材料和传感技术的快速发展,柔性应变传感器在电子皮肤和机器人等领域的应用引起人们越来越广泛的关注.由于生物相容性好,同时兼具可穿戴性、实时监测、非侵入式等一系列优点,高弹性和可拉伸性应变传感器的开发逐渐成为研究热点.本文综述了近年来可穿戴式柔性电子应变传感在材料发展、传感机理、集成输出及潜在应用等方面的研究进展,对可穿戴式柔性电子传感器所面临的挑战做了简单讨论,提出了一系列可能的优化及解决方案,并对其未来的发展方向进行了展望.     

一种可利用可见光的无机光合固氮模拟

1978年,我们曾报道了在光合作用催化电子理论指导下,用二氧化钛和特殊制备的铁粉的混合物为催化剂,在常温、常压下,用水作氢源,空气作氮源,应用近紫外光固定分子氮还原为氨的结果、由于照在地球表面的太阳光差不多一半是可见光,同时紫外光的每个光子的能量均比每个可见光光子的能量大,因     

柔性可穿戴传感器及大面积阵列制造新方法

柔性可穿戴传感器作为穿戴式电子系统的重要组成部分,在个人健康监护、人机交互体系以及人造电子皮肤等领域具有广阔的应用前景,是当下最前沿的研究领域之一。文章概要介绍了不同类型的柔性可穿戴传感器的研究现状,简略归纳了柔性传感器中的关键技术参数,同时对柔性传感器大面积阵列制造所面临的挑战及新方法进行了阐述和分析,最后展望了柔性传感器未来的发展趋势。     

柔性可穿戴传感器及大面积阵列制造新方法

柔性可穿戴传感器作为穿戴式电子系统的重要组成部分,在个人健康监护、人机交互体系以及人造电子皮肤等领域具有广阔的应用前景,是当下最前沿的研究领域之一。文章概要介绍了不同类型的柔性可穿戴传感器的研究现状,简略归纳了柔性传感器中的关键技术参数,同时对柔性传感器大面积阵列制造所面临的挑战及新方法进行了阐述和分析,最后展望了柔性传感器未来的发展趋势。     

塑料：电子器件时代的未来

在2002年的电影<少数派报告>中,导演史蒂文·斯皮尔伯格(Steven Spielberg)把未来描述成一个充满动感的世界:报纸在读者手中会实时更新,广告瞬间会展现在旅客面前,即使在食品的包装上也闪动着动画.现在,这些技术将成为现实,虽然目前还不太成熟--那就是以塑料为基础的电子器件的突破.     

纳电子器件的纳米碳管构成技术进展

电子信息技术是当前世界重大科技需求中最具重要性、创新性及高科技属性的研究领域，当今发达国家国民生产总值增长的很大部分与电子产业有关。半导体集成电路器件工业的增长速率一般为GDP增长的几倍，在21世纪内可能成为全球的第一产业。半导体集成电路的发展方向是尺寸更小，从而使运行速度更     

“无处不在的健康监测”:柔性可穿戴光响应放大电路

<正>实时的生命体征监测对于疾病早期预防的实现至关重要.不同于医院监测设备体积大、穿戴困难、携带难、无法长时间监测等局限,可穿戴式生命体征监测设备已成为健康监测的潮流,为身体健康保驾护航.光电容积脉搏波描记法(photoplethysmography, PPG)借助光电探测器反映活体组织中血液容积变化,是一种常用的无创健康监测技术,被广泛应用于可穿戴监测设备中.     

基于MXene和多孔PVB的高灵敏压阻柔性传感器可用于健康监测

<正>据世界卫生组织统计数据显示,心血管疾病已成为威胁人体健康的"第一杀手".全球5690万例死亡人群中,约有1790万人死于心血管疾病,占全球死亡总数的31%,其中,超过80%死于心脏病和中风.我国也是心血管疾病大国,心血管病患人数已达到2.9亿.面对老年心血管疾病的威胁,人们从最初的"治已病"转向聚焦"治未病",     

碳纳米管液相分离方法及其在电子器件领域的应用

独特的结构赋予了单壁碳纳米管(SWNTs)优异的电学特性,使其在纳电子器件和柔性器件领域具有广阔的应用前景.现有的合成方法尚无法实现单一导电特性的SWNTs的宏量制备,制约了其在电子器件领域的应用.为了获得单一导电性质的SWNTs,发展了多种分离方法,其中液相分离方法具有宏量分离的能力和实用化的潜力,主要包括电泳法、密度梯度离心法、管壁修饰法、凝胶色谱法和萃取法等.本文从SWNTs的结构出发,阐述各种液相分离方法的原理及适用范围,介绍高纯半导体性碳纳米管在电子器件领域的应用,并对液相分离SWNTs的发展前景及挑战进行了展望.     

仿生石墨烯纳米复合材料及其在电子器件领域的应用

日益流行的柔性电子器件要求在反复变形状态下,材料仍能保持优异的力学和电学性能.而石墨烯作为一种二维(two dimensional,2D)碳纳米片,具有独特的力学和电学性能,成为构筑此类柔性电子器件的首选基元材料.然而,如何将石墨烯纳米片组装成高性能的石墨烯纳米复合材料,仍然存在巨大挑战.天然鲍鱼壳因其内部有序规整的层状结构和丰富的界面相互作用,而具有综合优异的力学性能.这种独特的界面结构设计,为2D纳米片仿生组装提供了新的思想源泉.本文按照"有所发现,有所发明,有所创造"的学术研究思路,总结了最近几年国内外课题组关于仿生石墨烯纳米复合材料(bioinspired graphene-based nanocomposites,BGBNs)的研究进展;分析了石墨烯层间不同的界面相互作用;详细讨论了基于协同效应,仿生构筑强韧一体化石墨烯纳米复合材料的策略;重点阐述了BGBNs的拉伸强度、韧性以及电导率等基本物理性能.最后,本文也简单概括了BGBNs在柔性电子器件领域的应用和潜在的挑战,并展望了BGBNs未来的发展方向.     

酶活性部位的柔性

虽然结构改变对酶活力的影响的研究已有多年,然而,以前的作者大部分都集中在酶的一级结构的修饰。另一方面,尽管酶构象的完整性对其活力的重要性是早巳知道的,并且对热、酸和变性剂引起的酶分子的伸展的研究文献中也有大量报道,但是伴随变性的活性变化过程却很少研究。我们近年来比较几种酶在用胍和脲变性过程中的活力和构象变化的结果表明,酶的活性部位是处于局部的、与整个酶分子比较对变性剂更敏感的部位。     

2000年的无机高聚物

无机高聚物与有机高聚物比较,具有一些明显的优点。例如,聚硅氧烷具有优良的防水性和耐温性。无机材料不仅包括无机塑料,而且也包括陶瓷、玻璃和水泥。人们正在设计一些包含磷、氮和硫,以及硅和氧的高分子链或分子和原子的网状物,为未来提供尖端的现代化材料。     

无机纳米材料的生物催化活性

目前,无机纳米材料模拟生物酶催化活性的报道得到了纳米技术领域的广泛重视,模拟葡萄糖氧化酶的纳米金和过氧化物酶的磁性纳米颗粒就是其中的典型代表.与常规的生物酶相比,无机纳米颗粒稳定性较强,受酸碱、温度等因素的影响较小;而且易于制备和纯化,生产成本低,容易被标记和修饰,具有广泛的研究和应用前景.此外,由于无机纳米材料低毒、生物相容性好的特点,这些纳米颗粒还有望在生命体的生理代谢过程中发挥重要的作用.相关的研究已经证明了无机纳米材料的酶学性质,并在催化机理层面进行了初步的探讨.本文综述了无机纳米材料在生物酶催化活性方面的研究进展与应用前景,希望能够为此类纳米材料更加科学合理地运用于生物催化领域提供参考.