1. Nature Nanotechnol.:在石墨烯圖案上生長(zhǎng)高品質(zhì)單晶級(jí)外延異質(zhì)結(jié)
通過(guò)單晶材料的異質(zhì)結(jié)構(gòu)集成的方式,人們能夠發(fā)展先進(jìn)的器件和功能體系。雖然目前人們通過(guò)外延異質(zhì)結(jié)的方式集成得到活性器件結(jié)構(gòu)層的相關(guān)研究得到非常大的進(jìn)展,但是由于晶格常數(shù)以及晶格極性不匹配導(dǎo)致難以得到高質(zhì)量的材料。
層轉(zhuǎn)移方式是一種具有可行性的方法,但是缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)移材料的選擇比較有限,而且轉(zhuǎn)移過(guò)程存在難度。
有鑒于此,麻省理工學(xué)院Jeehwan Kim、倫斯勒理工學(xué)院Yunfeng Shi、俄亥俄州立大學(xué)Jinwoo Hwang、圣路易斯華盛頓大學(xué)Sang-Hoon Bae等報(bào)道發(fā)展了納米圖案化的石墨烯作為一種優(yōu)異的異質(zhì)結(jié)構(gòu)集成平臺(tái),這種方法能夠生成類(lèi)型廣泛的、缺陷濃度較低、各種極性(包括極性/非極性)、各種能帶(窄/寬能帶)的單晶薄膜。
本文要點(diǎn):
1)由于石墨烯納米圖案的柔韌性和化學(xué)惰性優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)了一種獨(dú)特的機(jī)理能夠減少晶格/極性不匹配異質(zhì)結(jié)材料的錯(cuò)配位錯(cuò)、穿線位錯(cuò)和反相界等缺陷結(jié)構(gòu)。發(fā)展了一種綜合性的力學(xué)理論,能夠非常精確的引導(dǎo)形成穿越石墨烯層的裂縫結(jié)構(gòu),展示了在石墨烯納米圖案剝離外延生長(zhǎng)層的普適方法。
2)由于石墨烯圖案上生長(zhǎng)的薄膜存在的界面干擾比較弱,因此剝離材料更加可行,理論上比較了三種剝離表面層的不同方式(spalling,exfoliation,delamination)并在實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證,為更好的控制剝離提供機(jī)會(huì)。作者發(fā)現(xiàn)在生長(zhǎng)III-V型半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的時(shí)候反相邊界結(jié)構(gòu)消失,因此得以構(gòu)建優(yōu)異的III-V異質(zhì)結(jié)光電器件。理論計(jì)算結(jié)果顯示,在沒(méi)有懸垂鍵的超薄石墨烯上合成晶格失配異質(zhì)結(jié)的時(shí)候能夠顯著降低晶格位錯(cuò)結(jié)構(gòu),理論結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。
3)這項(xiàng)研究展示了如何將性質(zhì)不同的材料進(jìn)行異質(zhì)結(jié)構(gòu)集成的方法,為異質(zhì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建提供更豐富的材料選擇空間,為設(shè)計(jì)異質(zhì)材料體系提供更加廣闊的空間和機(jī)會(huì)。

Kim, H., Lee, S., Shin, J. et al. Graphene nanopattern as a universal epitaxy platform for single-crystal membrane production and defect reduction. Nat. Nanotechnol. (2022)DOI: 10.1038/s41565-022-01200-6https://www.nature.com/articles/s41565-022-01200-6
2. Nature Nanotechnol.:控制納米光子器件的極端溫度空氣氣氛的熱發(fā)射
通過(guò)改變光譜以及方向能夠控制納米光子材料的熱發(fā)射(thermal emission),但是這種熱發(fā)射在高溫氧化性環(huán)境中難以保持較好的穩(wěn)定性。因此限制了熱發(fā)射效應(yīng)用于固態(tài)能量轉(zhuǎn)換以及隔熱涂層。有鑒于此,密歇根大學(xué)Andrej Lenert、John T. Heron等報(bào)道BaZr0.5Hf0.5O3 (BZHO)和MgO的外延異質(zhì)結(jié)在空氣氣氛的穩(wěn)定溫度達(dá)到1100 ℃,而且在長(zhǎng)時(shí)間暴露于這種極端環(huán)境后,仍然能夠保持異質(zhì)結(jié)構(gòu)和清晰明確的折射角失配多層結(jié)構(gòu)。1)通過(guò)DFT計(jì)算發(fā)現(xiàn)取代型缺陷的形成能非常高,進(jìn)一步驗(yàn)證了兩種材料之間的不混溶。這種難熔的不混溶氧化物外延層能夠很好的防止納米光子材料的熱不穩(wěn)定性缺陷(晶粒生長(zhǎng)、層間混合/氧化)。2)構(gòu)建了BZHO/MgO光子晶體用于過(guò)濾選擇性熱輻射器的長(zhǎng)波熱發(fā)射,能夠?qū)⒔刂鼓芰刻岣?0 %,并且能夠在移動(dòng)式熱光伏體系實(shí)現(xiàn)增益。除了BZHO/MgO體系外,通過(guò)計(jì)算篩選發(fā)現(xiàn)數(shù)百種具有可能的立方氧化物對(duì)能夠用于設(shè)計(jì)不混溶光子學(xué)。McSherry, S., Webb, M., Kaufman, J. et al. Nanophotonic control of thermal emission under extreme temperatures in air. Nat. Nanotechnol. (2022)DOI: 10.1038/s41565-022-01205-1https://www.nature.com/articles/s41565-022-01205-1
3. AM: 3D 體素打印導(dǎo)電彈性體
三維 (3D) 體素打印可以在一個(gè)打印部件的體素尺度上實(shí)現(xiàn)材料和屬性的特定位置變化,但目前僅限于構(gòu)建具有不同機(jī)械性能和顏色的體素化部件。鑒于此,南洋理工大學(xué)Kun Zhou等研究人員報(bào)告了使用由新開(kāi)發(fā)的多功能劑 (MA) 實(shí)現(xiàn)的多噴射融合3D體素打印的體素化導(dǎo)電彈性體的設(shè)計(jì)和制造。1)MA主要由碳納米管和聚(3,4-乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸鹽組成,用作紅外吸收著色劑、增強(qiáng)劑和導(dǎo)電填料。2)通過(guò)控制在熱塑性聚氨酯粉末上的按需滴劑點(diǎn)膠,導(dǎo)電率范圍很廣,從 10-10 S/cm 到 10-1 S/cm,還可以在單個(gè)打印部件上以約 100 μm 的體素分辨率進(jìn)行定制。制造了包括導(dǎo)電傳感層和絕緣框架的免組裝應(yīng)變傳感器,以證明該技術(shù)在制造全打印可穿戴設(shè)備方面的能力。Chen, J., Zhao, L. and Zhou, K. (2022), Multi Jet Fusion 3D voxel printing of conductive elastomers. Adv. Mater.. 2205909.https://doi.org/10.1002/adma.202205909
4. AM:由具有氫鍵間隔物的聚合物給體實(shí)現(xiàn)的本征可拉伸、高效有機(jī)太陽(yáng)能電池
由所有可拉伸層組成的本征可拉伸有機(jī)太陽(yáng)能電池(IS-OSCs)作為可穿戴電子設(shè)備的未來(lái)電源引起了廣泛關(guān)注。然而,大多數(shù)用于OSCs的有效活性層由于其為高電學(xué)和光學(xué)性能而設(shè)計(jì)的剛性分子結(jié)構(gòu)而在機(jī)械性能方面表現(xiàn)出脆性。韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院Bumjoon J. Kim和Jung-Yong Lee等開(kāi)發(fā)了一系列新的聚合物給體(PDs,PhAmX),具有基于苯基酰胺(PhAm)的柔性間隔(FS)誘導(dǎo)的氫鍵(H鍵)相互作用。1)這些聚合物給體使得IS-OSCs 具有12.73%的高功率轉(zhuǎn)換效率(PCE)和出色的拉伸性(在32%應(yīng)變下保持大于初始值80%的PCE),代表了迄今為止報(bào)告的IS-OSCs中的最佳性能。基于PhAm的FS的加入增強(qiáng)了這些聚合物給體的分子有序性以及它們與Y7受體的相互作用,同時(shí)增強(qiáng)了機(jī)械拉伸性和電學(xué)性能。2)此外,在剛性O(shè)SCs中,PhAm5:Y7共混膜的PCE比參比的PM6:Y7共混膜的PCE高得多,達(dá)到17.5%。本文仔細(xì)地研究了PhAm-FS連接單元對(duì)OSCs的機(jī)械和光伏特性的影響。Lee, J.-W., Seo, S., Lee, S.-W., Kim, G.-U., Han, S., Phan, T.N.-L., Lee, S., Li, S., Kim, T.-S., Lee, J.-Y. and Kim, B.J. (2022), Intrinsically Stretchable, Highly-Efficient Organic Solar Cells Enabled by Polymer Donors Featuring Hydrogen-Bonding Spacers. Adv. Mater.. Accepted Author Manuscript 2207544.DOI: 10.1002/adma.202207544https://doi.org/10.1002/adma.202207544
5. AM:隔離連續(xù)的Ir原子并與帶負(fù)電的Ir形成Ir-W金屬間化合物,用于CO高效還原NO
缺乏具有寬工作溫度窗口和重要的O2和SO2抗性的高效催化劑,用于CO選擇性催化還原NO (CO-SCR),這在很大程度上阻礙了其過(guò)程。北京工商大學(xué)紀(jì)永軍教授、中科院過(guò)程所蘇發(fā)兵研究員、Wenqing Xu以及華東師范大學(xué)蔣金剛(高級(jí)工程師)等報(bào)道了一種僅負(fù)載1 wt% Ir的新型Ir基催化劑,可用于高效 CO-SCR。1)在這種催化劑中,連續(xù)的Ir原子被分離成單個(gè)原子,形成Ir-W金屬間化合物納米粒子,它們負(fù)載在有序的介孔SiO2 (KIT-6)上。值得注意的是,這種催化劑能夠在250°C時(shí)在1% O2存在下將NO完全轉(zhuǎn)化為N2,并且具有較寬的溫度窗口(250-400°C),優(yōu)于具有Ir隔離的單原子位點(diǎn)和Ir納米粒子的比較樣品。此外,它具有較高的SO2耐受性。2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算都表明,單個(gè)Ir原子帶負(fù)電,顯著增強(qiáng)了NO的解離,而Ir-W金屬間化合物納米粒子加速了CO對(duì)N2O和NO2中間體的還原。Ji, Y., Liu, S., Zhu, H., Xu, W., Jiang, R., Zhang, Y., Yu, J., Chen, W., Jia, L., Jiang, J., Zhu, T., Zhong, Z., Wang, D., Xu, G. and Su, F. (2022), Isolating Contiguous Ir Atoms and Forming Ir-W Intermetallics with Negatively Charged Ir for Efficient NO Reduction by CO. Adv. Mater.. Accepted Author Manuscript 2205703.DOI: 10.1002/adma.202205703https://doi.org/10.1002/adma.202205703
6. AM: 更接近細(xì)胞膜的異種生物模擬物
構(gòu)建細(xì)胞膜的功能模擬物是合成細(xì)胞發(fā)展的一項(xiàng)重要任務(wù)。到目前為止,脂質(zhì)和兩親嵌段共聚物是最廣泛使用的兩親物,前者的雙層缺乏穩(wěn)定性,而后者的膜通常具有非常緩慢的動(dòng)力學(xué)特征。鑒于此,德國(guó)萊布尼茲材料研究所Cesar Rodriguez-Emmenegger等研究人員介紹了一種新型的 Janus 樹(shù)枝狀大分子,它含有一個(gè)兩性離子型磷酸膽堿親水性頭基 (JDPC) 和一個(gè) 3,5-取代的二氫苯甲酸酯基疏水性樹(shù)枝狀大分子。1) JDPC 在水中自組裝成兩性離子樹(shù)狀體 (z-DSs),準(zhǔn)確地再現(xiàn)了細(xì)胞膜的厚度、柔韌性和流動(dòng)性,同時(shí)能夠適應(yīng)惡劣的條件,并在膜破裂的情況下顯示出更快的孔隙閉合動(dòng)力學(xué)。這使得能夠制造具有天然膜成分的混合 DS,包括成孔肽、結(jié)構(gòu)導(dǎo)向脂質(zhì)和聚糖,以產(chǎn)生筏狀結(jié)構(gòu)域或洋蔥囊泡。2) 此外,z-DS 可用于創(chuàng)建具有模擬囊泡融合和運(yùn)動(dòng)以及環(huán)境感應(yīng)的栩栩如生特征的活性合成細(xì)胞。盡管 z-DS具有完全合成的性質(zhì),但它是最小的細(xì)胞模擬物,可以與生命物質(zhì)整合并相互作用,并具有模仿生命特征等的可編程性。Joseph, A., et al., (2022), Zwitterionic Dendrimersomes: A Closer Xenobiotic Mimic of Cell Membranes. Adv. Mater.. 2206288.https://doi.org/10.1002/adma.202206288
7. AEM:晶格應(yīng)變對(duì)鈣鈦礦發(fā)光二極管的影響
鹵化鉛鈣鈦礦具有優(yōu)異的光電性能和低溫制造工藝,有望成為新一代低成本和高性能的發(fā)光二極管(LED)技術(shù)。在過(guò)去的幾年中,人們致力于實(shí)現(xiàn)高效鈣鈦礦 LED (PeLED),因而在外部量子效率 (EQE) 方面取得了重大突破。然而,PeLED進(jìn)一步發(fā)展的一大挑戰(zhàn)是穩(wěn)定性。鑒于此,林雪平大學(xué)高峰和Xiao-Ke Liu團(tuán)隊(duì)揭示了鈣鈦礦薄膜中的晶格應(yīng)變與所得PeLED的穩(wěn)定性之間的強(qiáng)相關(guān)性。1)對(duì)于具有過(guò)量碘化甲脒(FAI)的混合陽(yáng)離子鈣鈦礦薄膜,作者注意到鈣鈦礦薄膜中的晶格應(yīng)變與PeLED的峰值效率之間的關(guān)系可以忽略不計(jì),但是作者發(fā)現(xiàn)晶格應(yīng)變與器件穩(wěn)定性之間存在很強(qiáng)的相關(guān)性。2)作者基于高效PeLED,通過(guò)合理調(diào)整鈣鈦礦薄膜中的晶格應(yīng)變來(lái)優(yōu)化器件壽命。結(jié)果實(shí)現(xiàn)了具有18.2%的高峰值外部量子效率和151小時(shí)長(zhǎng)壽命(T70,在20 mA cm-2的電流密度下)的 PeLED,同時(shí)鈣鈦礦薄膜中的晶格應(yīng)變最小。此外,作者觀察到在長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性測(cè)試后晶格應(yīng)變?cè)黾樱砻骶植库}鈦礦晶格結(jié)構(gòu)的退化可能是PeLED長(zhǎng)期運(yùn)行的退化機(jī)制。Wang, H., Chen, Z., Tian, F., Zheng, G., Wang, H., Zhang, T., Qin, J., Gao, X., van Aken, P. A., Zhang, L., Liu, X.-K., Gao, F., Impacts of the Lattice Strain on Perovskite Light-Emitting Diodes. Adv. Energy Mater. 2022, 2202185.DOI: 10.1002/aenm.202202185https://doi.org/10.1002/aenm.202202185
8. AEM:邁向鋰/鈉離子電池的大面積電極
近幾十年來(lái),科研人員已經(jīng)提出了廣泛的納米材料和相關(guān)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)超過(guò)傳統(tǒng)電池電極的高容量。然而,在考慮電池中的非活性成分后,它們中的大多數(shù)顯示出低質(zhì)量負(fù)載和面積容量,這會(huì)降低電池級(jí)能量密度并增加成本。實(shí)現(xiàn)高面積容量對(duì)于這些先進(jìn)材料走出實(shí)驗(yàn)室并進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用至關(guān)重要,但由于機(jī)械性能下降和在高質(zhì)量負(fù)載下電化學(xué)動(dòng)力學(xué)緩慢而仍然具有挑戰(zhàn)性。有鑒于此,北京大學(xué)曹安源特聘研究員等回顧了先前報(bào)道的提高鋰面積容量的策略,包括材料設(shè)計(jì)、電極架構(gòu)優(yōu)化和新型制造技術(shù);隨后討論了鈉離子電池電極,重點(diǎn)討論其與鋰存儲(chǔ)電極的區(qū)別;此外,作者還估計(jì)了基于具有不同厚度的高面積容量電極的軟包電池級(jí)能量密度。1)一些常用的薄膜電極策略可能不再適用于高負(fù)載。例如,單相納米材料的簡(jiǎn)單形態(tài)工程變得不那么有效,并且大量高面積容量設(shè)計(jì)涉及與活性材料混合的多孔導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),以在高質(zhì)量負(fù)載下通過(guò)整個(gè)電極實(shí)現(xiàn)明確的電荷傳輸路徑。像石墨烯這樣的二維納米片由于其較大的表面積而在薄膜電極中得到了廣泛的研究,但與一維碳納米管或纖維相比,它們作為厚電極中的基底相對(duì)較少,因?yàn)樗鼈儍A向于形成具有減少的堆疊孔隙率并影響離子擴(kuò)散。該問(wèn)題可以通過(guò)在石墨烯基結(jié)構(gòu)中創(chuàng)建面內(nèi)孔或從納米片到納米帶的形態(tài)轉(zhuǎn)變來(lái)緩解。2)已經(jīng)提出了新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)提高面積容量。例如,高振實(shí)密度的活性材料通常表現(xiàn)出相對(duì)較低的重量容量,因此在薄膜電極中很少報(bào)道,但是它是改善質(zhì)量負(fù)載和實(shí)現(xiàn)高面積容量的有效策略。關(guān)于電極制造方法,物理氣相沉積或原子層沉積等技術(shù)通常用于薄膜制造,很少有報(bào)道制造厚電極。相反,在與面積容量相關(guān)的研究中,更多的研究關(guān)注粉末擠壓成型、相轉(zhuǎn)化法和放電等離子燒結(jié)等新型制造方法。Chen, Y., Zhao, B., Yang, Y., Cao, A., Toward High-Areal-Capacity Electrodes for Lithium and Sodium Ion Batteries. Adv. Energy Mater. 2022, 2201834.DOI: 10.1002/aenm.202201834https://doi.org/10.1002/aenm.202201834
9. AEM:通過(guò)微晶石墨纖維中的共吸附機(jī)制儲(chǔ)存溶劑化鈉
在醚基電解質(zhì)中,石墨因其可逆的溶劑化鈉共插機(jī)制而在鈉離子電池中被廣泛接受。然而,共插層的庫(kù)侖效率不足,氧化還原電位高,這顯著限制了其能量輸出。復(fù)旦大學(xué)晁棟梁教授、陜西科技大學(xué)劉曉旭教授和郝曉東副教授等通過(guò)微晶石墨纖維 (MCGF) 提出了一種新的共吸附機(jī)制,它可以將溶劑化Na+可逆地儲(chǔ)存在帶狀晶界和MCGF 的中孔中。1)該機(jī)制通過(guò)各種先進(jìn)的光譜技術(shù)得到證實(shí),包括原位同步加速器小角度X射線散射以跟蹤長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)演化和非原位同步加速器X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)以驗(yàn)證溶劑化鈉和石墨層的相互作用。密度泛函理論模擬和像差校正透射電子顯微鏡進(jìn)一步揭示了提高的倍率能力和可逆性的機(jī)制。2)MCGF電極表現(xiàn)出較高的初始庫(kù)侖效率(92.5%)、快速充電(4分鐘內(nèi))和增強(qiáng)的循環(huán)穩(wěn)定性(800次循環(huán)后保持率約為 98%)。該結(jié)果提供了對(duì)石墨基材料中鈉儲(chǔ)存機(jī)制的新認(rèn)識(shí),這可能會(huì)激發(fā)對(duì)鈉離子電池碳電極的進(jìn)一步探索。Liu, X., Wang, T., Zhang, T., Sun, Z., Ji, T., Tian, J., Wang, H., Hao, X., Liu, H., Chao, D., Solvated Sodium Storage via a Coadsorptive Mechanism in Microcrystalline Graphite Fiber. Adv. Energy Mater. 2022, 2202388.DOI: 10.1002/aenm.202202388https://doi.org/10.1002/aenm.202202388
10. AFM: 結(jié)合雙光子激光打印和烷氧基胺化學(xué)的共價(jià)適應(yīng)性微結(jié)構(gòu)
制造可編程材料,其機(jī)械性能可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整,非常適合它們?cè)跈C(jī)器人、生物醫(yī)學(xué)或微流體領(lǐng)域的應(yīng)用。于此,德國(guó)海德堡大學(xué)Eva Blasco、卡爾斯魯厄理工學(xué)院Manuel Tsotsalas等人開(kāi)發(fā)了在適用于雙光子 3D 激光打印的可打印配方中包含動(dòng)態(tài)和活性鍵,例如烷氧基胺。1)一方面,利用烷氧基胺的動(dòng)態(tài)共價(jià)特性,研究了氮氧化物交換反應(yīng)。因此,通過(guò)納米壓痕測(cè)量楊氏模量減少了 50%。2)另一方面,由于其“活性”特性,可以通過(guò)氮氧化物介導(dǎo)的聚合進(jìn)行鏈延伸。特別是,活性氮氧化物介導(dǎo)的苯乙烯聚合不僅導(dǎo)致3D打印微結(jié)構(gòu)的體積顯著增加(≈8倍),而且楊氏模量增加了兩個(gè)數(shù)量級(jí)(從14 MPa到2.7GPa),同時(shí)保持形狀,包括精細(xì)的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。因此,該方法通過(guò)能夠創(chuàng)建具有動(dòng)態(tài)可調(diào)尺寸和機(jī)械性能的微結(jié)構(gòu)來(lái)引入一個(gè)新維度。Jia, Y., et al., Covalent Adaptable Microstructures via Combining Two-Photon Laser Printing and Alkoxyamine Chemistry: Toward Living 3D Microstructures. Adv. Funct. Mater. 2022, 2207826.https://doi.org/10.1002/adfm.202207826
11. AFM: 用于半球形仿生眼的超柔性和超靈敏近紅外有機(jī)光電晶體管
自然界中發(fā)現(xiàn)的各種生物眼睛視覺(jué)系統(tǒng)可以為近紅外 (NIR) 成像設(shè)備提供有吸引力的設(shè)計(jì)靈感。視網(wǎng)膜的突出特點(diǎn)是它的凹半球幾何形狀和高靈敏度的圖像采集,簡(jiǎn)化了眼睛的光學(xué)復(fù)雜性,提高了視覺(jué)感知的成像質(zhì)量。然而,由于半球狀結(jié)構(gòu)、組成材料和傳統(tǒng)成像模塊的局限性,開(kāi)發(fā)具有這些特性的高性能近紅外仿生成像系統(tǒng)極具挑戰(zhàn)性。于此,東北師范大學(xué)湯慶鑫、趙曉麗等人介紹了一種基于超柔性全聚合物異質(zhì)結(jié)近紅外光電晶體管的半球形仿生眼睛成像系統(tǒng)。1)該器件采用自支撐超薄(≈659 nm)近紅外成像結(jié)構(gòu),在粘附人體或任意形狀物體的同時(shí)仍能保持穩(wěn)定的光電性能,在弱光條件下(0.038 mW cm?2 808 nm)具有非凡的光敏性(≈106)。2)基于多功能近紅外器件陣列,成功實(shí)現(xiàn)了半球形超靈敏近紅外仿生眼,實(shí)現(xiàn)了更高分辨率的成像。這項(xiàng)工作中展示的結(jié)果為構(gòu)建超柔性、超靈敏的近紅外光電探測(cè)器提供了一種新的策略,在下一代視覺(jué)假肢和智能生物成像系統(tǒng)中顯示出顯著的應(yīng)用潛力。Yu, H., Zhao, X., Tan, M., Wang, B., Zhang, M., Wang, X., Guo, S., Tong, Y., Tang, Q., Liu, Y., Ultraflexible and Ultrasensitive Near-Infrared Organic Phototransistors for Hemispherical Biomimetic Eyes. Adv. Funct. Mater. 2022, 2206765.https://doi.org/10.1002/adfm.202206765
12. AFM: 雙光子聚合形狀記憶微纖維:一種新的液體機(jī)械表征方法
雙光子聚合 (TPP) 被廣泛用于創(chuàng)建用于生物和機(jī)械生物學(xué)研究的3D微米和納米級(jí)支架,這通常需要對(duì) TPP 制造結(jié)構(gòu)進(jìn)行機(jī)械表征。為了滿足生理要求,大多數(shù)機(jī)械表征需要在液體中進(jìn)行。然而,由于傳統(tǒng)的微米級(jí)和納米級(jí)機(jī)械測(cè)試方法的限制,以前對(duì)TPP制造結(jié)構(gòu)的表征都是在空氣中進(jìn)行的。鑒于此,內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校Ruiguo Yang、德克薩斯大學(xué)安東尼奧分校Wei Gao以及橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室Nickolay V. Lavrik等人報(bào)告了一種新的實(shí)驗(yàn)方法,用于測(cè)試 TPP 打印的微纖維在液體中的機(jī)械性能。1)實(shí)驗(yàn)表明,在液體中測(cè)試的微纖維的力學(xué)行為與在空氣中測(cè)試的有顯著差異。通過(guò)控制 TPP 寫(xiě)入?yún)?shù),可以在很寬的范圍內(nèi)定制微纖維的機(jī)械性能,以滿足各種機(jī)械生物學(xué)應(yīng)用。2)此外,還發(fā)現(xiàn),在水中,塑性變形的超細(xì)纖維在拉伸應(yīng)變釋放后可以恢復(fù)到其預(yù)先變形的形狀。形狀恢復(fù)時(shí)間取決于超細(xì)纖維的尺寸。該實(shí)驗(yàn)方法代表了TPP預(yù)制結(jié)構(gòu)力學(xué)測(cè)試的重大進(jìn)展,并可能有助于釋放TPP預(yù)制3D組織支架在力學(xué)生物學(xué)研究中的全部潛力。Minnick, G., Safa, B. T., Rosenbohm, J., Lavrik, N. V., Brooks, J., Esfahani, A. M., Samaniego, A., Meng, F., Richter, B., Gao, W., Yang, R., Two-Photon Polymerized Shape Memory Microfibers: A New Mechanical Characterization Method in Liquid. Adv. Funct. Mater. 2022, 2206739.https://doi.org/10.1002/adfm.202206739