1. 你買的肉新鮮嗎?莫納什大學Jianfei Cai教授/江南大學胥傳來教授/新加坡南洋理工Xiaodong Chen教授發明電子鼻App輕松告訴你
哺乳動物的鼻腔受體只有幾百個,如何識別出上萬億種氣味呢?這是因爲不同氣味分子激活的鼻腔受體受體可以進行組合,所形成的獨特“氣味指紋”,再使哺乳動物強大的中樞神經系統分辨。這給了研究者關于構建人工氣味篩查系統(又稱電子鼻)的啓發。想要構建一個便攜式,自動且准確的實時電子鼻需要強大的交叉感應系統和氣味指紋識別系統。鮮有商業化成功的電子鼻正是因爲無法兼顧監測和識別。在本文中,通過交叉感應比色條形碼組合和再利用深度卷積神經網絡(DCNN)的組合,構建了一個用于監視肉類新鮮度的系統。這個系統可以同時獲得氣味指紋和並對該指紋進行識別。條形碼系統包括殼聚糖,染料和醋酸纖維素等20種不同類型的多孔納米複合材料,可對肉類散發的氣味進行捕捉形成氣味指紋條形碼,再由深度卷積神經網絡氣味指紋條形碼進行識別。利用3475個條形碼圖像樣本進行全面監督訓練後,該深度卷積神經網絡對肉類的新鮮度的預測總體准確性爲98.5%。這一系統可集成到智能手機應用程序中形成一個簡單的平台,可幫助消費者和食品供應鏈中的所有利益相關者快速,准確,無損地實時識別食品新鮮度。
原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202004805
2.來自桑蠶絲的靈感:北航劉歡教授提出纖維上光滑功能化塗覆新思路
普拉托-瑞利不穩定性(PRI)是一種衆所周知的現象。它描述了液柱總是會分裂成液滴以實現表面能最小化的現象。而這一現象往往會導致液膜不均勻,對流體塗覆過程不利。目前,克服這種不穩定性的方法包括使用表面活性劑,UV /高溫固化處理或特定的化學反應。但這些方法受限于液體的組成和複雜的實驗條件。天然桑蠶絲是一種典型的複合纖維,是由蠶通過類似的流塗工藝生産的,但其表面卻非常均勻和光滑。深入了解這一現象,是因爲獨特的雙平行纖維能夠在流體塗覆過程中克服PRI。這種抗PRI的能力歸因于液膜交替不對稱引起的拉普拉斯壓差的變化。這一結論已通過對不規則液膜的力分析和根據液膜穩定性的理論模擬得到了證明。該策略適用于在纖維上制備各種光滑的功能性塗層,這爲流體塗層和微流體技術提供了新的視角。
原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202003453
3. 納米碳材料的焊接+“折紙”——中科院電工所王凱教授,馬衍偉教授/國家納米中心魏志祥教授的大規模制造可穿戴電池新方法
智能和可穿戴電子産品使得對柔性便攜式電源的需求快速提升,但要實現大規模制備兼具高電化學性能和靈活性的可穿戴電池/超級電容器仍然是一個巨大的挑戰。在這篇文章中,研究者們開發了一種大規模制備可穿戴式固態锂離子電容器(LIC)的方法。該電容器具有從材料到器件架構的協同工程技術,具有卓越的性能。通過獨特的自蔓延高溫合成(SHS)技術合成了由一維碳納米纖維與二維碳納米片焊接而成的摻雜氮的分層碳(HC)。隨後又受折紙啓發,在此基礎上通過采用兼容且可規模化的壓印處理,制備了基于上述材料的波浪形LIC沖孔單元。有限元分析(FEA)證實了沖孔的彎曲應力可得益于波浪結構而被抵消。可穿戴式固態LIC沖孔電池具有高能量密度,長循環穩定性和出色的柔韌性。這項研究表明可穿戴式儲能系統規模化制造的巨大前景。
原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202005531