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在二戰(zhàn)末期，美軍在日本廣島投擲的“小男孩”原子彈，是人類第一次使用核能，顯示了其所蘊含的巨大能量。事實上，目前已具有比較全面的核能工業(yè)，其中可持續(xù)獲取鈾（U，天然放射性元素，也是最重要的核燃料）受到高度關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)，海水中含鈾量達45億噸，遠高于陸地的含量，是非常重要的鈾源。 然而，從海水中提取鈾受到洋流的不同剪切力和大量競爭離子等影響。因此，開發(fā)具有高機械強度和高鈾特異性的鈾吸附劑對于提高從海水中提取鈾的效率至關(guān)重要。為此，研究人員利用生物學(xué)，對“超級”鈾結(jié)合蛋白（superb-uranyl…

電介質(zhì)電容器具有快速的充放電、高能量密度以及質(zhì)輕等優(yōu)勢，被廣泛用于先進電子領(lǐng)域以及脈沖能量設(shè)備中。隨著電子電氣行業(yè)的飛速發(fā)展，人們對于電介質(zhì)電容器儲能密度的要求越來越高。通常情況下，一般從電介質(zhì)的介電常數(shù)和擊穿性能兩方面來提高電介質(zhì)的儲能密度。 因此，人們通常會考慮添加高介電無機填料來提高電介質(zhì)的介電常數(shù)來提高其儲能性能。但大量無機填料的添加會導(dǎo)致電場在電介質(zhì)中發(fā)生嚴重的畸變，勢必會削弱電介質(zhì)的擊穿性能，使其儲能密度始終無法得到有效提升。 近日，四川大學(xué)傅強教授課題組在聚合物基儲能電介質(zhì)領(lǐng)域取得…

世界上有這么一種固體， 竟然 比空氣還要輕。 看起來好像凍住了的煙。 它就是氣凝膠，被吉尼斯認證為世界上最輕的固體。 那氣凝膠到底有多輕，未來能運用在什么領(lǐng)域呢？ 科堂YA說先進科技成果 科堂2.0上線“科堂YA說先進科技成果”專題板塊，以科學(xué)小使者”科堂YA“的視角解讀前沿科技，每隔周周五上新，敬請期待。 科堂YA也好想自己的體重和氣凝膠一樣輕盈呢~那氣凝膠除了輕盈之外，還有什么優(yōu)勢呢？讓我們一起聽聽科堂YA的一分鐘解說。 目前，最輕的氣凝膠是一種“全碳氣凝膠”，密度僅有0.16mg/cm3（…

機械互鎖分子，例如輪烷、索烴等，因2016年諾貝爾化學(xué)獎而被人們熟知。這一領(lǐng)域的奠基人，美國西北大學(xué)教授 J. Fraser Stoddart團隊利用分子機器精確合成聚輪烷。相關(guān)論文以“A precise polyrotaxane synthesizer”為題，發(fā)表在《Science》上，第一作者為西北大學(xué)Dr. Yunyan Qiu，通訊作者為：R. Dean Astumian，Xiaopeng Li和J. Fraser Stoddart。 聚輪烷由多個“輪”（通常稱為大環(huán)），套在一個聚合物鏈…

電沉積平整的金屬陽極可減少電極與電解液的接觸面積,從而減輕界面副反應(yīng)，有利于提高電池性能。但是，電沉積金屬電極時易形成粗糙的非平整固液界面，阻礙電池的充電和高儲能?？傊?，電沉積平整的金屬陽極意義重大，但這并不容易。 康奈爾大學(xué)Archer教授團隊2019年11月1日在國際頂級學(xué)術(shù)期刊《Science》上報道研究成果，提出用外延生長機制電沉積平整的金屬電極，宣稱在不銹鋼襯底上先披覆一層(001)織構(gòu)石墨片實現(xiàn)了安全廉價的高儲能電極材料金屬鋅Zn的可逆外延電沉積，轟動科學(xué)界，贏得一片喝彩。 然而，5…

為應(yīng)對器官功能的損傷，生命體與生具有一套修復(fù)機制。動植物自我修復(fù)的化學(xué)和生態(tài)學(xué)環(huán)境完全不同，但最終的結(jié)果卻相似。在動植物的生命周期中，DNA損傷隨時發(fā)生，并導(dǎo)致可能的突變、癌變及細胞死亡。人和哺乳動物通過炎癥因子等修復(fù)；植物通過寡聚肽和寡聚糖等分子修復(fù)。生命體中的自修復(fù)涉及了諸多的級聯(lián)反應(yīng)，人們對其中確切的化學(xué)原理仍不能準(zhǔn)確理解。 高分子的自修復(fù)可通過分子層級的物理或化學(xué)方法實現(xiàn)。過去的幾十年，自修復(fù)高分子的可控合成以及“類生命的”可編程高分子材料取得了長足的發(fā)展。近日，《Nature Revi…

這是個2厘米長、0.3克重、身段柔軟靈活的小玩意兒，能指哪去哪兒、上下陡坡、負載重物、適應(yīng)各類表面、不懼高溫嚴寒…… 近日，武漢大學(xué)工業(yè)科學(xué)研究院薛龍建教授課題組（NISE-Lab）研制出一種可精準(zhǔn)控制方向和速度、綜合性能極佳的迷你軟體機器人Geca-Robot，預(yù)期可在廢墟狹縫、生物體內(nèi)完成各種復(fù)雜作業(yè)。 相關(guān)論文近日發(fā)表于材料領(lǐng)域頂尖期刊Materials Today（《今日材料》，影響因子為24.372），并被選為內(nèi)封面文章。論文題為“Bioinspired footed soft rob…

光子晶體具有周期性的納米結(jié)構(gòu)從而可顯示出結(jié)構(gòu)色。由于刷狀嵌段聚合物具有獨特的拓撲結(jié)構(gòu)，因此被作為制備光子晶體的理想材料。相對于其他光子晶體材料（交膠體光子晶體，液晶等），刷狀嵌段聚合物有更多可調(diào)控的參數(shù)，例如主鏈結(jié)構(gòu)、側(cè)鏈長度、組成以及接枝密度。對光子晶體的周期結(jié)構(gòu)進行動態(tài)調(diào)控以及制備具有高反射指數(shù)的光子晶體為制備顏色可控的顯示器提供了有吸引力的策略。因此，刷狀嵌段聚合物可作為理想的材料來制備光子行為可調(diào)的膠體。目前，刷狀嵌段聚合物光子晶體材料的研究僅局限于薄膜，而對于三維結(jié)構(gòu)中的研究報告極少?！?/p>

印刷電子產(chǎn)品在柔性、耐磨性和大尺寸器件方面具有巨大的潛力。這些產(chǎn)品中最基本的材料平臺需要導(dǎo)電、半導(dǎo)體和介電元件。盡管其他幾類材料相比，介電材料還沒有得到廣泛的研究，但已經(jīng)在許多全印刷器件的功能中起著關(guān)鍵的作用。例如，作為無源元件，電容結(jié)構(gòu)是大多數(shù)印刷電子系統(tǒng)所必需的，構(gòu)成了各種電路的基礎(chǔ)，包括諧振器、濾波器、存儲器元件和電容應(yīng)變/接觸傳感器。除了可印刷性外，這些應(yīng)用要求介電材料在器件的使用壽命內(nèi)能提供并能保持穩(wěn)定的電性能和機械完整性。 聚氨酯（PU）是一類高拉伸強度、耐劃傷、耐腐蝕、耐溶劑的聚合…

變色龍、蝴蝶、蛋白石的鮮艷顏色都來源于光子晶體（PCs）納米結(jié)構(gòu)。在光子晶體中，介電常數(shù)（折射率）隨接近光波（約數(shù)百納米）的空間周期而變化，從而產(chǎn)生光子帶隙，即特定波長的光的相長反射。高支化、超高分子量嵌段共聚物（BCPs）含有共價連接但化學(xué)不相容的均聚物鏈段，被廣泛應(yīng)用于制備具有5-100nm 疇d間距的有序納米材料。一般來說，鏈纏結(jié)和合成挑戰(zhàn)阻礙了線性BCPs組裝成更大的疇間距（>100nm），這是得到可見光譜反射所必需的。另外，長程有序化可能需要延長溶劑或熱退火（約1周）。 最近，伊…

人類高層次的感知任務(wù)（如思考、計劃和靈感等）依賴于人體多個器官的感覺信息的協(xié)同集成與整合。 其中，手勢識別可以看作是一種相對簡單的高層次感知任務(wù)，它可以被廣泛地用于機器人和醫(yī)療保健等領(lǐng)域。 目前，手勢識別主要通過使用機器學(xué)習(xí)方法對一些視覺信息（如照片、視頻等）進行算法的處理來實現(xiàn)。 這類方法主要受限于視覺信息，容易受到一些不可預(yù)期的環(huán)境因素的干擾，例如遮擋或者變化的光線。 為解決這個問題，多模態(tài)識別(融合視覺和其它感覺模態(tài))的方法已被提出。這類方法大多借助于當(dāng)前市場上的一些可穿戴傳感器來獲取其它…

生物體完美地將傳感和執(zhí)行融合在一起，達到一體化的目的，但對于機器人等智能裝備而言，卻是一個極為復(fù)雜和具有挑戰(zhàn)的難題。為此，近年來國內(nèi)外學(xué)者將半柔性、柔性傳感器集成到機器人等智能裝備中，以期實現(xiàn)其傳感-執(zhí)行一體化功能。但目前的傳感和執(zhí)行多是相互獨立，需通過將其在元器件水平集成，因此研發(fā)在材料水平上集成的傳感-執(zhí)行一體化智能器件，成為一個新的發(fā)展趨勢，有望為其靈敏度和響應(yīng)速度的提升提供新途徑。 近期，華中科技大學(xué)史玉升教授團隊受蝎子縫感受器超敏縫結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，仿生設(shè)計出梯度縫結(jié)構(gòu)，4D打印炭黑納米粒子…