富士通介绍1.2Tbps全新光传输技术 相当于每秒传递六张蓝光光盘
2022-09-16 14:07:30
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宁波材料所等在自愈合离子皮肤领域取得进展
(资料图)
来源：宁波材料技术与工程研究所
中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员朱锦团队基于多年的自愈合材料和电子皮肤的研发经验（Advanced Functional Materials, 2022, 32, 2106341； Advanced Functional Materials, 2021, 31, 2009869； Chemical Engineering Journal, 2021, 420, 127691； Chemical Engineering Journal, 2021, 410, 128363； ACS Applied Materials&Interfaces, 2020, 12, 11072； Materials Today Physics, 2020, 14, 100219.），同时与韩国汉阳大学教授Do Hwan Kim团队、韩国忠南大学教授Kyung Jin Lee团队合作，开发出一种超灵敏且可自修复的离子皮肤。它拥有像人体皮肤一样的弹性且具有自我修复能力，灵敏的触觉功能可以随着伤口的愈合而恢复。
研究团队根据触觉细胞的机械刺激响应原理，模拟真实人体皮肤的自愈功能和生物离子信号传递机制，设计合成了一种含有动态二硫键功能基团和氯取代基的新型热塑性聚氨酯材料。动态二硫键一直在进行可逆的动态键合，无需额外的能量即可使伤口在室温下也能快速自主自愈。他们以离子液体作为信号传输介质，填充入上述热塑性聚氨酯材料以后，开发出新型的离子导体；以银纳米线为柔性电极，聚氨酯为封装材料，组装成目标离子皮肤。由于聚氨酯中引入的氯取代基电负性较大，与离子液体间具有可逆的离子偶极相互作用。通过机械刺激改变氯取代基与离子液体之间可逆的离子偶极相互作用，能够有效提高即时电容和初始电容的差值，从而提高灵敏度。不仅如此，该研究工作还系统地阐述了压电离子动力学（piezo-ionic dynamics）机制，以解释高灵敏度的引发原理。这项研究成果模拟了类似生物触觉细胞的离子信号传输系统，根据力的变化控制离子导体内部的离子分布，最大限度地提高触觉感知。该研究提出了一种同时恢复伤口和触觉功能的离子皮肤技术的新概念，有望应用于可穿戴医疗领域中的人机接口。
植物所揭示土壤碳在水体中的归宿
来源：植物研究所
侵蚀是全球最普遍的土壤退化问题之一，并在极端降水和人类活动影响下日趋严峻。据估算，约 30% 的土壤碳在侵蚀过程中进入水体，其在水环境中的归宿对区域碳核算具有重要影响。然而，目前关于土壤碳在水体中的归宿（加速矿化或埋藏保存）和调控机制尚不明确。与土壤系统相比，土壤碳进入水动力条件不同的水生环境后矿化速率如何改变？哪些流域的土壤侵蚀后易被埋藏，形成碳汇？哪些易被矿化，促进碳排放？回答这些问题，对于解决“土壤侵蚀是碳源还是碳汇”的争议具有重要意义。 中国科学院植物研究所研究员冯晓娟团队通过微宇宙模拟实验研究发现，水动力条件决定了土壤碳在水体中的归宿，即扰动水体促进土壤碳矿化，静水沉积环境则促进土壤碳埋藏。通过相关分析和随机森林模型发现，团聚体含量是影响扰动水体响应比的主要因素，这可能是由于扰动破坏了团聚体，释放了原本被团聚体保护的有机碳。相比之下，水溶性有机质的分子量则是影响静水体系响应比的主要因素，表明土壤有机质组成决定了土壤碳在静水沉积环境中的埋藏潜力。流域尺度的预测结果发现，在团聚体（或黏粒）比例较高、以酸性土壤为主的流域中，土壤碳进入扰动水体后，矿化速率可提高 9倍；而以砂粒和碱性土壤为主的流域，侵蚀后土壤碳的矿化速率只有土壤系统的1-2.5倍。该研究不仅表明土壤碳在水体中的归宿对区域碳平衡有重要影响，而且强调了水动力条件和土壤性质对土壤碳在水体中的归宿有决定性作用，为评估陆-水传输中的碳通量提供了科学依据。 相关研究成果于近日发表在Water Research上。相关研究工作得到国家自然科学基金的资助。更多内容请订阅《高科技与产业化》杂志
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