生物感官对于生物体的生存至关重要。大量的注意力集中在阐明感官的潜在生理机制上,激发了各种传感技术。尽管在这一领域取得了进展,但生物感官与传统传感技术之间仍然存在差距。在此,陈晓东教授等提出了人工感知技术的概念,它模仿生物感官,但在客观感知和智能反馈能力方面有所不同。作者首先总结了使用纳米技术模拟生物感官的最新进展,然后概述了人工感官技术的优势,这些优势扩展了其生物对应物的能力。这里将人工感知技术设想为一种强大的感知接口,它将在感觉替代、数字医疗、动物互动、植物电子、智能机器人以及其他丰富物理和虚拟世界连接的领域中发挥关键作用。Artificial Sense Technology: Emulating and Extending Biological Senses. ACS Nano 2021. DOI: 10.1021/acsnano.1c10313
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AM:基于离散结构设计的机械耐用忆阻器阵列
忆阻器是一种很有前景的功能组件,可用于柔性和可拉伸电子设备中的信息存储和内存计算,包括可穿戴设备、假肢和软机器人。尽管为使传统刚性忆阻器适应柔性和可拉伸场景做出了巨大努力,但从未实现过可拉伸和耐机械损坏的忆阻器,这对于在意外机械攻击下保持可靠功能至关重要。在此,陈晓东教授等报道了基于离散结构设计的具有机械损伤耐受力的可拉伸忆阻器的开发。该忆阻器具有较大的拉伸性(40%)和优异的变形性(半折),并在动态拉伸和释放下保持稳定的性能。研究显示,该忆阻器在极端机械损坏(包括穿刺(多达100次)和严重撕裂情况(完全对角切割))后仍能保持可靠的功能并保留信息。这种结构策略为具有机械损伤耐受力的下一代可拉伸忆阻器提供了新的机会,即使在极端和高度动态的环境中,这对于实现柔性和可拉伸电子产品的可靠功能也至关重要。Mechanically Durable Memristor Arrays Based on a Discrete Structure Design. Advanced Materials 2021. DOI: 10.1002/adma.202106212
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AM:带电碳微孔内的金属离子低聚及其对电容电荷存储的影响
带电碳微孔内的离子吸附对于超级电容器的运行至关重要。根据电解液的不同,迄今为止已经确定了两种主要机制,即离子在溶剂中的脱溶剂化和离子液体中形成超电子态。在此,陈晓东教授等表明当被限制在带负电的微孔内时,溶解在水中的过渡金属阳离子会缔合形成低聚物。阳离子通过羟基桥连相互结合,在空间限制和库仑筛选的协同作用下形成离子低聚物。低聚物表现出缓慢的解离动力学并在循环时积累,这导致超级电容器的电容衰减。它们可能通过施加正电位而被溶解,因此作者提出了一种间歇性反向循环策略来定期排空微孔并恢复电容。这些结果揭示了对离子吸附和结构演化及其对电化学性能影响的新见解,为设计先进的超级电容器提供了指导。Metal-Ion Oligomerization Inside Electrified Carbon Micropores and its Effect on Capacitive Charge Storage. Advanced Materials 2021. DOI: 10.1002/adma.202107439