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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(lèi)第一次使用核能，顯示了其所蘊(yùn)含的巨大能量。事實(shí)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(dá)45億噸，遠(yuǎn)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(jìng)爭(zhēng)離子等影響。因此，開(kāi)發(fā)具有高機(jī)械強(qiáng)度和高鈾特異性的鈾吸附劑對(duì)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(duì)“超級(jí)”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(shì)，被廣泛用于先進(jìn)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(duì)于電介質(zhì)電容器儲(chǔ)能密度的要求越來(lái)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(lái)提高電介質(zhì)的儲(chǔ)能密度。 因此，人們通常會(huì)考慮添加高介電無(wú)機(jī)填料來(lái)提高電介質(zhì)的介電常數(shù)來(lái)提高其儲(chǔ)能性能。但大量無(wú)機(jī)填料的添加會(huì)導(dǎo)致電場(chǎng)在電介質(zhì)中發(fā)生嚴(yán)重的畸變，勢(shì)必會(huì)削弱電介質(zhì)的擊穿性能，使其儲(chǔ)能密度始終無(wú)法得到有效提升。 近日，四川大學(xué)傅強(qiáng)教授課題組在聚合物基儲(chǔ)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(lái)好像凍住了的煙。 它就是氣凝膠，被吉尼斯認(rèn)證為世界上最輕的固體。 那氣凝膠到底有多輕，未來(lái)能運(yùn)用在什么領(lǐng)域呢？ 科堂YA說(shuō)先進(jìn)科技成果 科堂2.0上線(xiàn)“科堂YA說(shuō)先進(jìn)科技成果”專(zhuān)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(qǐng)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(shì)呢？讓我們一起聽(tīng)聽(tīng)科堂YA的一分鐘解說(shuō)。 目前，最輕的氣凝膠是一種“全碳?xì)饽z”，密度僅有0.16mg/cm3（…

機(jī)械互鎖分子，例如輪烷、索烴等，因2016年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)而被人們熟知。這一領(lǐng)域的奠基人，美國(guó)西北大學(xué)教授 J. Fraser Stoddart團(tuán)隊(duì)利用分子機(jī)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(gè)“輪”（通常稱(chēng)為大環(huán)），套在一個(gè)聚合物鏈…

電沉積平整的金屬陽(yáng)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(shí)易形成粗糙的非平整固液界面，阻礙電池的充電和高儲(chǔ)能。總之，電沉積平整的金屬陽(yáng)極意義重大，但這并不容易。 康奈爾大學(xué)Archer教授團(tuán)隊(duì)2019年11月1日在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《Science》上報(bào)道研究成果，提出用外延生長(zhǎng)機(jī)制電沉積平整的金屬電極，宣稱(chēng)在不銹鋼襯底上先披覆一層(001)織構(gòu)石墨片實(shí)現(xiàn)了安全廉價(jià)的高儲(chǔ)能電極材料金屬鋅Zn的可逆外延電沉積，轟動(dòng)科學(xué)界，贏得一片喝彩。 然而，5…

為應(yīng)對(duì)器官功能的損傷，生命體與生具有一套修復(fù)機(jī)制。動(dòng)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(dòng)植物的生命周期中，DNA損傷隨時(shí)發(fā)生，并導(dǎo)致可能的突變、癌變及細(xì)胞死亡。人和哺乳動(dòng)物通過(guò)炎癥因子等修復(fù)；植物通過(guò)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(jí)聯(lián)反應(yīng)，人們對(duì)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(guò)分子層級(jí)的物理或化學(xué)方法實(shí)現(xiàn)。過(guò)去的幾十年，自修復(fù)高分子的可控合成以及“類(lèi)生命的”可編程高分子材料取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。近日，《Nature Revi…

這是個(gè)2厘米長(zhǎng)、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(fù)載重物、適應(yīng)各類(lèi)表面、不懼高溫嚴(yán)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(jī)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(dú)特的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，因此被作為制備光子晶體的理想材料。相對(duì)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(zhǎng)度、組成以及接枝密度。對(duì)光子晶體的周期結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)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(lái)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?jī)H局限于薄膜，而對(duì)于三維結(jié)構(gòu)中的研究報(bào)告極少。…

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(tái)需要導(dǎo)電、半導(dǎo)體和介電元件。盡管其他幾類(lèi)材料相比，介電材料還沒(méi)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(wú)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(chǔ)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(jī)械完整性。 聚氨酯（PU）是一類(lèi)高拉伸強(qiáng)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(lái)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(zhǎng)的光的相長(zhǎng)反射。高支化、超高分子量嵌段共聚物（BCPs）含有共價(jià)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(lái)說(shuō)，鏈纏結(jié)和合成挑戰(zhàn)阻礙了線(xiàn)性BCPs組裝成更大的疇間距（>100nm），這是得到可見(jiàn)光譜反射所必需的。另外，長(zhǎng)程有序化可能需要延長(zhǎng)溶劑或熱退火（約1周）。 最近，伊…

人類(lèi)高層次的感知任務(wù)（如思考、計(jì)劃和靈感等）依賴(lài)于人體多個(gè)器官的感覺(jué)信息的協(xié)同集成與整合。 其中，手勢(shì)識(shí)別可以看作是一種相對(duì)簡(jiǎn)單的高層次感知任務(wù)，它可以被廣泛地用于機(jī)器人和醫(yī)療保健等領(lǐng)域。 目前，手勢(shì)識(shí)別主要通過(guò)使用機(jī)器學(xué)習(xí)方法對(duì)一些視覺(jué)信息（如照片、視頻等）進(jìn)行算法的處理來(lái)實(shí)現(xiàn)。 這類(lèi)方法主要受限于視覺(jué)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(xiàn)。 為解決這個(gè)問(wèn)題，多模態(tài)識(shí)別(融合視覺(jué)和其它感覺(jué)模態(tài))的方法已被提出。這類(lèi)方法大多借助于當(dāng)前市場(chǎng)上的一些可穿戴傳感器來(lái)獲取其它…

生物體完美地將傳感和執(zhí)行融合在一起，達(dá)到一體化的目的，但對(duì)于機(jī)器人等智能裝備而言，卻是一個(gè)極為復(fù)雜和具有挑戰(zhàn)的難題。為此，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者將半柔性、柔性傳感器集成到機(jī)器人等智能裝備中，以期實(shí)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(dú)立，需通過(guò)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(gè)新的發(fā)展趨勢(shì)，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(tuán)隊(duì)受蝎子縫感受器超敏縫結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，仿生設(shè)計(jì)出梯度縫結(jié)構(gòu)，4D打印炭黑納米粒子…