Advanced carbon materials for flexible and wearable sensors
蹇木强, 王春雅, 王琪, 王惠民, 夏凯伦, 訚哲, 张明超, 梁晓平, 张莹莹*
碳材料基柔性可穿戴传感器
摘要：近年来，柔性传感器因其在可穿戴电子设备和智能系统中的广阔应用前景而备受关注。柔性可穿戴传感器具有高灵敏度、良好的机械柔性、优异的稳定性、人体友好性等特点，在人体运动与生理信号监测、环境因素检测等方面具有极大的应用潜力。一般而言，柔性传感器的性能主要取决于敏感材料的选择与器件的结构设计。得益于其优异的性能和灵活多样的组装结构与形貌，碳材料是目前应用最广泛的敏感材料之一。根据需求, 纳米碳材料可组装为各类宏观结构，比如一维的纤维，二维的薄膜和三维的块体结构，从而可用于制备各种柔性传感器以适应不同的需求。此外，通过规模化、低成本的高温碳化工艺可以将天然生物质材料转化为柔性、导电碳材料，并用于高性能柔性传感器制备。本文针对碳材料在柔性器件中的应用，综述了各类碳材料的制备方法与结构特点，并重点介绍了其柔性可穿戴传感器的制备与性能。第一部分简要介绍了柔性传感器与碳材料；第二部分概述了四类典型柔性传感器的工作原理与性能特点; 第三部分详细综述了一维、二维和三维碳材料的制备方法与其在柔性传感器的组装、性能与应用方面的最新研究进展；最后，总结了碳基柔性传感器领域的发展现状，讨论了该领域所面临的挑战及其未来前景。
Design and synthesis of low band gap non-fullerene acceptors for organic solar cells with impressively high Jsc over 21 mA cm-2
高欢欢，孙延娜，万相见*，阚斌，柯鑫，张洪涛，李晨曦，陈永胜*
窄带系非富勒烯受体用于有机太阳电池获得超过21 mA cm−2的短路电路密度
摘要：本文设计合成了基于噻吩[3,2b]噻吩稠环受体具有不同末端基团的三个窄带系非富勒烯受体TTIC-M，TTIC和TTIC-F。 采用宽带隙聚合物PBDB-T为给体在300-900 nm光谱范围内形成了互补光吸收，基于TTIC-M，TTIC和TTIC-F的光伏器件分别获得了高达9.97%，10.87%和9.51%的效率和高达21 mA cm-2的短路电流密度。
A novel lithium-ion battery comprising Li-rich@Cr2O5 composite cathode and Li4Ti5O12 anode with controllable coulombic efficiency
丁翔，邹邦坤，李禹宣，贺晓东，廖家英，唐仲丰，邵宇，陈春华*
富锂相@五氧化二铬复合正极和锂钛氧负极匹配的具有可控库仑效率新型锂离子电池
摘要：本文将缺锂态的Cr2O5正极材料与Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2(LNCM)富锂相正极材料进行物理混合，形成了复合正极材料LNCM@xCr2O5(x = 0,0.1,0.2,0.3,0.35, 0.4)，从而在第一次充放电过程中达到有效利用富锂相所产生的不可逆的锂离子。复合之后，LNCM半电池的首次库仑效率(ICE)得到显著提高， 从75.5(x = 0)提高到了108.9(x = 0.35)。LNCM@Cr2O5复合正极材料和Li4Ti5O12负极材料匹配而成的新型锂离子全电池，即LNCM@Cr2O5//Li4Ti5O12(L电池)表现出高达97.7的ICE。不仅如此，L电池还表现出了高达250 mA h g-1的可逆容量，并且在循环50次之后仍具有94%的容量保持率。此外，在1.25和2.5 A g-1电流密度下，它还具有高达122和94 mA h g-1的放电比容量，远远优于LNCM//石墨全电池(G电池)。L电池的高性能得益于精心设计的库仑效率匹配机制，并且在未来高能量锂离子电池的快速充放电应用中表现出巨大的潜力。
Enhanced performance of solar cells via anchoring CuGaS2 quantum dots
赵晋津*，刘正浩，唐浩，贾春媚，赵星宇，薛峰，魏丽玉，孔国丽，王晨，刘金喜*
铆钉CuGaS2量子点对提高太阳电池光伏性能的研究
摘要：三元I-III-VI族黄铜矿量子点作为太阳电池的敏化剂表现出优异的光学性质。我们采用一步法将2-5纳米的三元黄铜矿CuGaS2量子点铆钉在TiO2纳米颗粒上，不通过任何有机分子作为链接制备出了TiO2@CGS复合材料。研究发现量子点和染料TiO2@CuGaS2/N719共敏化太阳电池效率达到7.4%，相对于单敏化染料太阳电池而言，其电池效率提高了23%。CuGaS2量子点铆钉在半导体纳米颗粒增强了共敏化太阳电池的光吸收能力、增加了电荷载流子数量，促进了电子有效注入，具有十分广阔的应用空间。
Microfluidic generation of Buddha beads-like microcarriers for cell culture
王洁，邹旻含，孙灵钰，程瑶，商珞然，付繁繁，赵远锦*
微流控制备仿佛珠微载体用于细胞培养研究
摘要：构建可用于细胞三维培养的多功能微载体在组织工程的应用中至关重要。 本文受佛珠手串中佛珠可以在绳子上自由滑动这一特殊结构的启发，利用毛细管阵列微流控技术制备了一种具有可控大孔微结构的新型异质细胞微载体，用于细胞三维培养。仿佛珠微载体的构建首先需要通过海藻酸钠与钙离子的快速凝胶化形成海藻酸钙纤维，随即在纤维上包覆可聚合的细胞预聚溶液，通过流体的剪切实现溶液乳化并将其固化聚合，从而获得串有可以自由滑动的微载体的纤维串。纤维上释放的微载体中间的大孔结构的尺寸高度可控，这一特点在微载体用于细胞三维培养中具有重要意义，因为微载体中间的大孔结构能够有效保证载体内部细胞氧气、营养物质的充分交换，减少细胞坏死。此外, 通过将多种细胞预聚溶液引入微流控通道中，还可以获得具有多组分异质结构的细胞微载体，从而有望实现体内复杂的组织器官结构与功能的模拟。
“Petal effect”-inspired superhydrophobic and highly adhesive coating on magnesium with enhanced corrosion resistance and biocompatibility彭峰, 王东辉, 马小涵, 朱红芹, 乔玉琴, 刘宣勇*
仿花瓣效应超疏水涂层提高纯镁抗腐蚀性和生物相容性
摘要：由于具有完全可降解性和良好的机械性能，镁及其合金被誉为“下一代生物医用金属材料”。然而，过快的降解速率和较差的生物相容性制约着它们在临床上的应用。受“花瓣效应”启发，本文利用含有油酸钠的溶液, 通过水热法在纯镁表面制备了超疏水且具有高粘附力的涂层。涂层表面的片状微纳结构和低表面自由能的油酸根赋予涂层超疏水性。水滴与涂层表面之间封存的空气以及固液界面间的范德华力。使水滴在涂层表面显示出高粘附性（即使倒置180°，水滴也不会从材料表面脱落）。本工作评价了所制备超疏水涂层的化学稳定性和机械稳定性。动电位极化曲线和阻抗谱测试都表明所制备涂层具有良好的抗腐蚀性。此外，细胞（人脐静脉内皮细胞）毒性、细胞迁移以及细胞粘附等结果都表明超疏水涂层具有良好的细胞相容性。最后，溶血率和血小板粘附测试表明超疏水涂层的血液相容性也有明显提升。利用超疏水高粘附力涂层改善纯镁抗腐蚀性和生物相容性的思路有望拓展镁在生物医用领域的应用。
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本文由SCMs实习编辑吴禹翰整理发布。