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超強超韌和超耐疲勞性能的材料在航空航天、軍事裝備、防彈衣、大型橋梁、運動器材、人造肌肉等眾多領域都面臨巨大的需求。碳納米管是典型的一維納米材料，也是目前已知的力學強度最高和韌性最好的材料，其宏觀強度和韌性均比目前廣泛使用的碳纖維和芳綸等材料高出一個數(shù)量級以上。然而，由于其小尺寸特性以及難以被測試的特點，單根碳納米管的疲勞行為以及疲勞破壞機制研究是該領域長期未能搞清楚的難題。由于疲勞可以在應力水平遠低于靜態(tài)斷裂強度的情況下發(fā)生，探究疲勞行為和潛在的破壞機制對于新材料的應用和長期可靠性評估具有重要意…

近年來，隨著電商時代的興起和人們對新鮮安全產品的需求增長，冷鏈物流如今正在飛速發(fā)展。   眾所周知，在冷鏈物流中不僅儲藏冷庫，運輸冷藏車的成本較高，而且在從冷庫到消費者的運輸過程中，目前仍存在因蓄冷設施不到位導致的冷鏈“斷鏈”問題，從而也引發(fā)了一些相關的衛(wèi)生安全問題。 那么在化石能源的逐漸枯竭的今天，如何在保證冷鏈運輸及儲存普及性的同時，兼顧成本與能源的高效利用呢？顯而易見的，相變蓄冷材料可為冷鏈這只猛虎添上雙翼。把相變蓄冷材料應用于冷鏈物流設施中，不僅能夠降低冷鏈物流的成本，提升冷藏…

近日，英國皇家科學院和歐洲科學院院士、華東師范大學化學與分子工程學院David Leigh（李大為）教授團隊首次實現(xiàn)在同一條納米繩上打出不同的結，并首次構筑了分子52結，填補了分子結周期表中的重要一環(huán)，對研究可以打結的DNA和蛋白質的結構和功能有重要的指導意義。相關研究成果以華東師范大學為第一單位發(fā)表于Nature?雜志。 結（knot）廣泛存在于生活中，小到鞋帶大至航?；蚺实巧椒逅玫睦K索，無一不證明結具有十分重要的用途。在微觀層面，分子結（Molecular knot）存在于DNA、蛋白質和…

當代聚合物機械化學的一個主要目的是在合成材料中再現(xiàn)活組織對機械載荷的復雜反應的各個方面。兩種材料都會在機械載荷下降解，但只有活組織才能感知并發(fā)出這種損傷的信號（例如，疼痛），合成材料中的損傷信號通常是通過利用材料的機械變色性或機械觸發(fā)的材料吸收或發(fā)射特性的變化來實現(xiàn)的。賦予聚合物損傷信號和自增強能力需要增加不同組分的數(shù)量，這既帶來了合成挑戰(zhàn)，又需要避免負載材料中的交叉反應，或者產生雙重機械效應。 最近，廈門大學翁文桂教授和利物浦大學Roman?Boulatov教授在《Angewandte?Che…

在生物進化過程中，生物產生的粘附、修復、生長等動態(tài)響應行為，都是為了適應周圍環(huán)境。目前，大多數(shù)的仿生研究僅限于軟合成材料，對具有自主響應能力的剛性和對齊材料的研究一直被忽視，而現(xiàn)實是迫切需要這種材料。雖然利用多種動態(tài)交聯(lián)方法可產生各向同性和柔軟的材料，且具有自適應響應性，但是利用這些動態(tài)共價鍵制備自增韌性和自生長的材料仍然面臨巨大挑戰(zhàn)。 其中，利用結構和層次各向異性是一種有效的解決方案。作為內部軟組織和外部環(huán)境之間的硬屏障，翅鞘是用于執(zhí)行輕量級分層結構的通用模型。同時，該部分具有自增韌性和自再生…

石墨烯和氧化石墨烯（GO）結構的控制與其在聚合物中的分散穩(wěn)定性息息相關，對其研究與應用都至關重要。然而，由于當前GO的制備方法不盡相同，其氧化程度與微觀結構可能有很大的差異，例如尺寸、官能團組成和分布等等。這也帶來了在多數(shù)研究中的GO表征結果如此不確定的問題，導致GO在復合材料中的團聚現(xiàn)象一直難以科學地解決。因此，將GO納米片的結構和成分特性與其在復合物中的最終形態(tài)聯(lián)系起來是一項艱巨而具有重要意義的任務。分子模擬為研究這一問題提供了有力的手段，可以通過控制GO的組成和結構來監(jiān)測GO的熱力學穩(wěn)定性…

膜科學技術正迅速發(fā)展，并在許多領域發(fā)揮著越來越重要的作用，包括化學分析、食品生產、氣體分離、廢水處理、能源收集、醫(yī)療診斷與治療等。在眾多需求的驅使下，科學家們針對固體多孔膜的結構，化學組成，表面化學設計，來實現(xiàn)膜材料的特定功能。 盡管它們在上述領域中具有重要意義，但選擇性和滲透性之間的平衡，污染問題，以及缺乏對不同環(huán)境的適應性是傳統(tǒng)固體膜材料發(fā)展的卡脖子問題。液基多孔膜由于其在擴散性，動態(tài)性，抗污性，全憎性，自愈合與自適應等方面具有顯著的優(yōu)勢而逐漸凸顯。鑒于此，本文探討了液基多孔膜的設計與應用研…

對稱性是構成現(xiàn)代物理學基礎的核心，從根本上決定了材料的屬性。特別地，壓電效應將機械能轉換為電能，反之亦然，但該效應僅限于非中心對稱材料。此外，熱釋電效應將熱能轉化為電能，它只發(fā)生在極性對稱的材料中。材料的對稱性通常由其原始的晶體結構決定，材料通常由于相變使其喪失對稱性。 然而，材料的對稱性也可以通過外部刺激來調節(jié)，這些刺激降低了任何中心對稱材料的對稱性，甚至破壞了它的反演對稱性。許多材料（如中心對稱鍶鈦氧化物（SrTiO3）和二氧化鈦（TiO2））的各種功能有關，包括壓電、熱釋電和光電效應與這種…

自由基在化學里一直是個特殊的存在——可以利用其聚合，可以用其調控生物過程，也可以用其來制備共軛材料，如發(fā)光體。自由基的發(fā)光不同于普通單重態(tài)（S1）的熒光和三重態(tài)（T1）的磷光，是基態(tài)和激發(fā)態(tài)都為二重態(tài)的發(fā)光，使得其理論上可以繞過普通單重態(tài)發(fā)光體OLED中的不發(fā)光三重態(tài)（通常因此電激發(fā)量子效率最高只能到25%）。但長久以來，共軛自由基的發(fā)光量子效率尤其是固態(tài)發(fā)光效率一直很低（<10%），其光照穩(wěn)定性也欠佳（<200s）。近些年來，通過引接咔唑和吡啶，Julia、Nishihara、李峰…

提到邁克烯（Mxene），相信大多數(shù)科研人員想起的是其優(yōu)秀的電學性能（電子傳輸能量勢壘低、豐富的離子擴散通路、豐富的活性位點），卻忽略了其優(yōu)越的力學和摩擦性能，若能兼顧以上性能，對于提高傳感材料可靠性、降低磨損和能耗、延長材料使用壽命具有十分重要的意義。 Mxene是一種具有優(yōu)良機械、熱和摩擦學性能的二維納米材料，被廣泛應用于各種關鍵研究領域，從癌癥治療到能源和環(huán)境應用。其特殊的力學性質，如優(yōu)良的機械和熱穩(wěn)定性能和豐富的表面性能等，特別是Mxene的末端基團對聚合物具有很強的親和力，使其具有合成…

淡水是人類和其他生物賴以生存的最寶貴資源之一，但由于人口增長、氣候變化和水污染，淡水的供應越來越緊張。盡管當前最先進的反滲透（RO）脫鹽技術已用于海水淡化，但一般的聚合物RO膜都存在諸如抗結垢性低、選擇性差等問題。由于石墨烯具有抗污性、可調節(jié)的小孔徑、化學穩(wěn)定性以及大規(guī)模合成等優(yōu)點，石墨烯基膜被認為是下一代海水淡化的候選者之一。然而，由于難以在單層石墨烯上制備均勻半徑<0.45nm的無缺陷亞納米孔，基于多孔石墨烯膜技術的大規(guī)模應用受到了限制。此外，納米孔的尺寸應小于水合離子的直徑，以顯示出…