普普通通的一束光就能刺激动物的捕食行为，重新获得丧失的听力和视力，阻止癌基因诱导的肿瘤形成，甚至恢复阿兹海默症患者的记忆等，这种利用外界光刺激来控制体内细胞尤其是神经元细胞的行为和功能的新型神奇技术，被称为光遗传学（Optogenetics）。近年来，各种各样的光遗传工具和光敏/热敏蛋白被不断地发现和优化，使得光遗传技术具有优异的时空精度和灵敏度，正成为研究大脑功能的标准技术，且研究取得了巨大的进步。传统的光遗传工具只能响应组织穿透能力弱的可见光，不得不将侵入性光纤探针插入器官和组织中来进行信号刺激，这显然限制了光…
用于可再生能源与智能电网等领域的大规模储能装置迫切需求低成本、环境友好、长循环寿命和高安全性的二次电池。室温钠离子电池具有丰富的钠来源和低成本，有望用于大规模储能系统，已经引起了各国科学家和产业界的高度关注。负极材料也是室温钠离子电池的关键材料，因而探索环境友好、性能优越、价格合理新型钠离子电池负极材料是高度需要的。目前，多种高容量的非碳新材料被研究作为负极材料用于钠的存储，其中二元过渡金属化合物（MaXb）近年来获得了广泛研究。与石墨层间储钠机制不同，该类化合物在进行钠的脱嵌时，会发生转化反应（MaXb + (b…
超级电容器通过电解质离子在电极和电解液界面上的吸附构建双电层而实现电荷存储，具有比传统电容器的储能密度高、比二次电池的功率密度大，以及最高可充放电百万次等优点。人们对生物质例如椰子壳等进行高温碳化和活化，得到的活性炭材料具有高孔隙率、高比表面积、低成本等特点，是目前商用超级电容器的主要电极材料之一。出于对电极材料越来越高的性能要求，全世界研究人员一直在不断地尝试制备各种新型的碳材料，以期实现更高的超级电容器储能性能。纳米碳管、生物质合成碳、模板介孔碳材料、洋葱碳、碳化物衍生碳等多种碳材料已被大量研究并用于超级电容器…
随着锂离子电池的快速发展，商业化的石墨负极由于其具有较低的理论比容 （372 mAh g-1）和过低的嵌锂电位（~ 0.1 V vs. Li /Li），容易导致锂枝晶的形成，因此，石墨已经不能满足下一代高能量锂（钠）离子电池的发展。近年来，合金负极已被提出并表现出较高的比容量，相对较高的嵌锂电位以及较高的电子电导率，如锑（理论容量：660 mAh g-1，锂插入电位：~0.9 V vs. Li /Li），该材料不仅表现出较高的理论比容量，同时也展现出相对安全的电位，从而可以有效避免锂枝晶的形成，提高整…
天然的生物材料是经过亿万年进化而形成的，其结构与功能已经达到完美程度。在众多的天然生物材料中，贝壳珍珠层由于其独特的结构、极高的强度和良好的韧性而受到广泛的关注，已成为制备轻质、高强、超韧层状纳米复合材料的结构模型。近些年来，受珍珠层独特的多尺度、多级次“砖-泥”组装结构启发，国内外学者已发展先进组装技术，以二维无机组装单元为“砖”，高分子为“泥”制备一系列仿生高强超韧层状复合材料。特别地，氧化石墨烯以独特的性质、丰富的来源以及易于制备等优势而成为理想的制备贝壳珍珠层状材料的二维无机组装单元。此外，随…