摘要：柔性可穿戴的紫外线探测器在个体紫外线暴露监测、智能仿生眼和军事领域受到广泛关注.然而,传统不可拉伸的材料和器件结构设计限制了设备在可动态变形的人体皮肤和非平面表面上的精确监测应用和稳定附着.在本研究中,我们提出了基于氧化铜/碳-水凝胶-氧化锌/碳的新型应变隔离异质结构的本征可拉伸(拉伸应变或弯曲高达150%)紫外线探测器,该探测器具有高灵敏度(开/关比为2100%)、高稳定性(大于4000次循环),以及快速响应和恢复时间(分别为1.5和4 s).值得注意的是,该探测器通过水凝胶桥在氧化铜/碳和氧化锌/碳电极之间引入的p-n结能带结构,以及离子导电水凝胶中I^(-)/I_(3)^(-)的电化学反应机制,显著提高了其载流子效率和紫外线响应强度.本文通过集成传感器与所设计的电路板,进一步开发了一种无线紫外线报警系统,用于紫外线强度超标警报.此外,本文还设计了一种光电传感器阵列,并将其用作视网膜假体,以实现对环境紫外线强度的实时监测和成像.本文基于水凝胶基异质结构为开发可穿戴、可拉伸的光电紫外线传感器单元和成像阵列提供了一种新的可行方法.

摘要：巧妙的微观结构设计和合适的多组分策略仍然是高效吸收型电磁干扰屏蔽材料在轻质、低填充水平和薄样品厚度方面的挑战.本文基于独特的屏蔽胶囊结构,采用浸渍法制备了柔性水性聚氨酯/介电碳纳米管/磁各向异性镍(链或花)电磁屏蔽复合海绵.结果表明,增加镍(花状或链状)填料的含量可显著提高复合材料的导电性和电磁干扰屏蔽性能.水性聚氨酯/碳纳米管/8 wt%镍花-三聚氰胺海绵和水性聚氨酯/碳纳米管/8 wt%镍链-三聚氰胺海绵的电磁屏蔽性能分别为42.8和46.7 dB,优于仅含碳纳米管的复合海绵.碳纳米管与镍(花状或链状)之间的协同作用意味着复合海绵的屏蔽电磁干扰的主要机制来自于吸收过程.重要的是,在水性聚氨酯层的保护下,复合材料在强烈的物理和化学损伤下仍然表现出良好的电磁屏蔽性能.这项工作为设计新颖、轻量化和高效的电磁屏蔽复合材料提供了一种简单的协同策略,在便携式和可穿戴电子设备中显示出巨大的应用前景.

摘要：使用液态碳氢化合物燃料的固体氧化物燃料电池(SOFCs)的商业化极大地受到阳极易积碳的阻碍.调控碳氢燃料重整反应位点的局域蒸汽/碳比以提高抗积碳性能是有效的,但仍面临挑战.本文报道了一种新型二氧化铈基催化剂(Ce_(0.95)Ru_(0.05)O_(2-δ),CR5O)的理性设计.催化剂在实际应用过程中,表现出优异的抗积碳性能.在电池运行条件下,催化剂CR5O被还原为二氧化铈骨架及镶嵌在骨架表面的Ru纳米颗粒(Ru/Ce_(0.95)Ru_(0.05)O_(2)-δ,Ru/CR5-xO).Ru/CR5-xO表现出优异的自水合能力,可以有效去除催化剂表面产生的积碳.当应用于以液态碳氢化合物为燃料的SOFCs时,电池表现出优异的电化学性能:在750℃下,以甲醇为燃料时,电池的峰值功率密度达到1.010W cm^(-2),并且在稳定运行的200h以内,没有明显积碳现象.此外,密度泛函理论计算表明,Ru/CR5-xO催化剂修饰的Ni-YSZ阳极的高活性和抗积碳性能归因于速率限制步骤的能垒降低和用于快速除碳的COH中间体的形成.

摘要：宽带有机光电探测器(OPDs)可以集成到各种可穿戴设备中,在健康监测等领域显示出巨大的应用潜力.这里,我们以酞菁铅(PbPc)和富勒烯(C70)小分子分别作为给体和受体,基于MoO_(3)俘获电子辅助空穴隧道注入的机制实现了高性能宽带倍增型有机光电探测器(PM-OPDs).为了控制PbPc分子的晶相结构,我们分别制备了PbPc:C70体异质结(BHJ)和PbPc/C70平面异质结(PHJ)器件.可以看出,PHJ器件表现出更强的近红外吸收特性,即更有利于PbPc分子形成三斜相结构.我们进一步使用具有吸收互补特性的材料(PbPc和SubPc)作为有源层,采用PHJ/BHJ混合异质结结构,制备了在300–1000 nm范围内平坦的全色PM-OPDs.在-8 V反向偏压下,制得的全色PM-OPDs在整个光谱响应范围内的外量子效率都超过1000%.最后,我们在聚对苯二甲酸乙二醇酯基板上制备了柔性全色PM-OPDs,并成功地实现了人体脉搏信号的检测.本文通过设计器件结构和选择合适的材料,为获得高性能全色PM-OPDs提供了一种新策略.

摘要：可被蓝光激发的高热稳定性红色荧光粉是制作高性能白光二极管(WLED)的关键材料.研究发现,Ce^(3+)掺杂的SrLaScO_(4)(SLO:Ce^(3+))荧光粉在440 nm激发下呈现峰值为640 nm的反常宽带红光发射.光谱学和结构分析证实Ce^(3+)离子在SLO中进入[LaO_(8)]多面体,产生强的晶体场劈裂和较大的Stokes位移,实现了比Eu^(2+)更低能量的红光发射.我们还设计并揭示了一种电荷转移相互作用的策略:在Sc^(3+)位置引入电负性较大的Ga^(3+),Ga^(3+)可以吸引更多邻位配合基团的电荷,以减少导带底部的电子占用而扩大带隙.Sc/Ga取代有效地抑制了热激活电离过程,使SrLa(Sc,Ga)O_(4):Ce^(3+)的热稳定性获得了显著提升,即在150℃的发光强度比(相对于20℃)从15%提升至31%.本研究为发现具有良好热稳定性的新型Ce^(3+)掺杂红色荧光粉提供了有效的设计原则.

摘要：VC强化的硬质材料,如高钒高速钢(HVHSS)因高的硬度和强度,不适合低成本加工成复杂形状。研究利用60%高固含量的打印浆料通过3D凝胶打印技术(3DGP)打印HVHSS零件。通过打印参数优化,打印试样的表面质量好,可观察到明显的打印线。挤出丝原位固化后,其强度足以维持设计的形状。烧结后,试样均匀收缩,收缩率为15%,相对密度达到99%,其表面粗糙度由6.5μm降低至3.8μm。烧结试样具有致密的显微组织和细的碳化物。此外,烧结试样具有优良的综合性能,硬度为HRC 60,抗弯强度为3000 MPa,冲击功为20~26 J。本文提出的方法可用于直接制备复杂形状的硬质材料,省去了后续加工。

摘要：核壳结构合金纳米粒子可在原子水平上对其界面相互作用和表面微结构进行调控,对设计具有高活性和耐久性的电催化剂具有重要意义.本文制备了一系列具有不同界面,以钯合金为内核、单原子铂层为壳的核壳结构催化剂,其中Pd3Fe@Pt1L催化剂展示出最优的氧还原活性和稳定性.理论计算和X射线吸收精细结构研究表明,以Pd3Fe为内核,可以实现对Pt壳层应力和电子效应的双重调控,从而优化其催化过程中含氧中间体的吸附强度,增强其催化性能.