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高功率旋转电荷泵浦摩擦纳米发电机
中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士团队成功将电荷泵浦策略应用于旋转式摩擦纳米发电机(Rotary charge pumping triboelectric nanogenerator,RC-TENG)中,实现了低频激励下的高输出性能。研究论文发表于Advanced Energy Materials。RC-TENG由主TENG和泵浦TENG两部分构成,泵浦TENG为普通旋转式TENG结构,主TENG主要包括存储电极和输出电极。两部分通过一种新颖的同步旋转结构连接,使电荷可以高效可靠地从泵浦TENG注入主TENG的存储电极中。这些存储电极中的约束电荷可产生类似于摩擦表面电荷的作用,在输出电极中产生感应输出。
可阵列化的单原子层鳍式晶体管形貌图。(阵列最小间距为50纳米)(图片来源于中国科学院金属研究所网站)
单原子层沟道的鳍式场效应晶体管。a)硅工艺Fi nF E T的沟道材料、垂直二维原子晶体与单根碳纳米管尺寸对比示意图。b)器件结构示意图。插图为截面示意图。c)台阶共形生长的单层二维过渡族金属硫化合物示意图。d-e)台阶模板扫描电镜照片,其中标尺分别为100纳米(左)和1微米(右)。(图片来源于中国科学院金属研究所网站)
超低功耗二维柔性神经形态器件光电协同调制新策略
复旦大学微电子学院副研究员陈琳、研究员孙清清等利用二维层状MoS2制备具有光电协同调制功能的可穿戴仿人脑神经形态器件,首次实现可穿戴仿生神经突触器件的aJ级别超低功耗,远低于生物功耗水平,为超低功耗、多端调制的可穿戴式类脑计算器件的应用开辟了新的道路。研究论文发表于Advanced Science。科研团队设计了一种基于柔性二维MoS2的异质突触,成功实现生物体内的长时程可塑性,将长时程增强(LTP)和长时程抑制(LTD)过程中的能耗降低至为18.3aJ/脉冲和28.9aJ/脉冲,为神经形态计算系统提供了一条比人脑更出色的处理信息的途径。
3D打印复杂结构仿生骨支架
中国科学院上海硅酸盐研究所吴成铁研究员与常江研究员带领的研究团队在3D打印仿哈弗斯骨结构生物陶瓷支架用于多细胞递送和骨组织再生方面取得新进展。研究论文发表于Science Advances。大段骨缺损的修复是临床上的一大挑战,3D打印技术由于精度高、可个性化定制而广泛用于制备骨组织工程支架。该研究通过模拟骨的多级结构及多细胞组成,采用光固化3D打印技术制备出仿哈弗斯骨结构生物陶瓷支架,并负载骨髓间充质干细胞和内皮细胞,促进血管化骨的修复。该设计体现了这种基于仿哈弗斯骨结构支架的多细胞递送系统的普适性特征,可模拟体内多细胞组织工程的再生微环境。
界面聚合过程调控制备具有亚埃级超高分离精度的纳滤膜
中国科学院苏州纳米所靳健研究员课题组与美国范德堡大学林士弘教授课题组合作,设计开发了一种利用表面活性剂自组装有序单分子膜调控界面聚合过程(SARIP),制备具有超窄孔径分布的薄膜复合纳滤膜(TFC-NF)的策略,实现了亚埃级的分子/离子的高精度分离。研究论文发表于Nature Communications。研究者在油水界面处引入由阴离子表面活性剂——十二烷基磺酸钠(SDS)形成的自组装有序单分子膜,该有序排列的单分子膜极大地改变和调控了PIP单体的跨界面扩散行为。SARIP被证明是一种调控单体扩单行为,进而调控界面聚合反应,获得具有超窄孔径分布和超高精度分离性能的薄膜复合纳滤膜的有效策略。
中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士团队成功将电荷泵浦策略应用于旋转式摩擦纳米发电机(Rotary charge pumping triboelectric nanogenerator,RC-TENG)中,实现了低频激励下的高输出性能。研究论文发表于Advanced Energy Materials。RC-TENG由主TENG和泵浦TENG两部分构成,泵浦TENG为普通旋转式TENG结构,主TENG主要包括存储电极和输出电极。两部分通过一种新颖的同步旋转结构连接,使电荷可以高效可靠地从泵浦TENG注入主TENG的存储电极中。这些存储电极中的约束电荷可产生类似于摩擦表面电荷的作用,在输出电极中产生感应输出。

可阵列化的单原子层鳍式晶体管形貌图。(阵列最小间距为50纳米)(图片来源于中国科学院金属研究所网站)

单原子层沟道的鳍式场效应晶体管。a)硅工艺Fi nF E T的沟道材料、垂直二维原子晶体与单根碳纳米管尺寸对比示意图。b)器件结构示意图。插图为截面示意图。c)台阶共形生长的单层二维过渡族金属硫化合物示意图。d-e)台阶模板扫描电镜照片,其中标尺分别为100纳米(左)和1微米(右)。(图片来源于中国科学院金属研究所网站)
超低功耗二维柔性神经形态器件光电协同调制新策略
复旦大学微电子学院副研究员陈琳、研究员孙清清等利用二维层状MoS2制备具有光电协同调制功能的可穿戴仿人脑神经形态器件,首次实现可穿戴仿生神经突触器件的aJ级别超低功耗,远低于生物功耗水平,为超低功耗、多端调制的可穿戴式类脑计算器件的应用开辟了新的道路。研究论文发表于Advanced Science。科研团队设计了一种基于柔性二维MoS2的异质突触,成功实现生物体内的长时程可塑性,将长时程增强(LTP)和长时程抑制(LTD)过程中的能耗降低至为18.3aJ/脉冲和28.9aJ/脉冲,为神经形态计算系统提供了一条比人脑更出色的处理信息的途径。
3D打印复杂结构仿生骨支架
中国科学院上海硅酸盐研究所吴成铁研究员与常江研究员带领的研究团队在3D打印仿哈弗斯骨结构生物陶瓷支架用于多细胞递送和骨组织再生方面取得新进展。研究论文发表于Science Advances。大段骨缺损的修复是临床上的一大挑战,3D打印技术由于精度高、可个性化定制而广泛用于制备骨组织工程支架。该研究通过模拟骨的多级结构及多细胞组成,采用光固化3D打印技术制备出仿哈弗斯骨结构生物陶瓷支架,并负载骨髓间充质干细胞和内皮细胞,促进血管化骨的修复。该设计体现了这种基于仿哈弗斯骨结构支架的多细胞递送系统的普适性特征,可模拟体内多细胞组织工程的再生微环境。
界面聚合过程调控制备具有亚埃级超高分离精度的纳滤膜
中国科学院苏州纳米所靳健研究员课题组与美国范德堡大学林士弘教授课题组合作,设计开发了一种利用表面活性剂自组装有序单分子膜调控界面聚合过程(SARIP),制备具有超窄孔径分布的薄膜复合纳滤膜(TFC-NF)的策略,实现了亚埃级的分子/离子的高精度分离。研究论文发表于Nature Communications。研究者在油水界面处引入由阴离子表面活性剂——十二烷基磺酸钠(SDS)形成的自组装有序单分子膜,该有序排列的单分子膜极大地改变和调控了PIP单体的跨界面扩散行为。SARIP被证明是一种调控单体扩单行为,进而调控界面聚合反应,获得具有超窄孔径分布和超高精度分离性能的薄膜复合纳滤膜的有效策略。