相比液态电解质，固态电解质具有比传统锂离子电池更好的安全性。为了设计出具有高离子电导率的固态电解质，研究者围绕改变固态电解质的微结构，提高固态电解质的离子电导率开展了大量的研究工作。其中，建立其微观结构与宏观离子电导率之间的对应关系，对提升固态电解质的离子电导率具有重要的促进作用。但是目前尚缺乏有效的方法对纳米尺度下的离子电导率进行表征。 针对上述问题，中国科学院深圳先进技术研究院李江宇教授课题组联合湘潭大学谢淑红教授，中国地质大学（武汉）靳洪允教授团队，博士生余俊熹采用时序激励原子力显微技术方法，研究磷酸钛铝锂在…
生物矿化是指在生物体的特定部位，在一定的物理化学条件下，在生物有机物质的控制或影响下，将溶液中的离子转变为固相矿物的过程。生物矿化在人体硬组织如牙齿和骨骼等的形成与再生中起到至关重要的作用，不仅提供结构支撑和力学强度，还不断参与人体内的新陈代谢。然而，生物矿化受生物体内的生物大分子控制，很难在体外实现人为调控。因此，如果能够实现可调控的原位生物矿化过程，对于生物材料领域，特别是组织工程的发展具有重要意义。黑磷(BP)作为一种新型的含单一磷元素的二维半导体材料，不仅具有出色的近红外光吸收和光热特性，还具有独特的生物可…
疾病精确诊断与个性化治疗的日益发展提出了对用于疾病诊疗的生物医用材料更高的要求。因此，构建组分、结构、性能和功能可被精确调谐的微纳尺度功能生物医用材料成为了近年来研究的焦点。然而，传统材料制备方法如模板法、乳液聚合法、分散聚合法、喷雾干燥法等很难高通量构筑获得结构和性能可被精确调谐的微纳米材料。微流控作为一种在微纳米尺度下批量制备功能材料的平台技术，在定制化构筑微纳尺度生物医用材料方面取得了长足的进展。 近来，中国科学院深圳先进技术研究院杜学敏副研究员课题组应邀撰写了题为“Microfluidic platform…
自2009年作为光吸收剂/光敏剂首次进入人们视野后的近十年来，钙钛矿材料在太阳能电池领域受到广泛关注。尤其是近几年，随着对混合有机-无机钙钛矿太阳能电池研究持续升温，其光电转换效率和稳定性不断提升，制备成本不断降低，在能耗和器件可塑性方面的表现亦可圈可点。然而，钙钛矿太阳能材料在测试和应用中表现出的复杂耦合效应仍是制约其进一步投入商用的关键因素，其背后的物理机制亟待厘清，其中一个代表性问题就是伏安测试中普遍存在的电流迟滞现象。针对这一问题，已有的研究通常着眼于在非极性或者极性较弱的钙钛矿材料，证实光致离子运动是导致…
超声联合微泡介导药物/基因递送技术因具有非接触、无创、低廉、普遍适用性等优点而受到了广泛的关注。微气泡在超声场中在声辐射力的作用下急剧膨胀、收缩产生空化效应，在细胞膜表面产生可修复的几十纳米至几百纳米大小的孔隙，从而增强了细胞膜的通透性，使得细胞外的DNA、蛋白质等生物大分子可穿过微孔进入细胞内发挥作用。但是，微气泡空化效应的有效作用距离非常有限，通常小于气泡的直径，只有当细胞与气泡的相对距离非常接近时，细胞膜通透性才能增强。然而，通常气泡与细胞的距离是随机不可控的，这成为导致当前超声基因递送技术效率低的主要原因。…
肿瘤光热疗法（Photothermal Therapy，PTT）是一种利用光敏剂吸收近红外光，并将光能转化为热能，进而实现肿瘤的有效清除新方法，具有简单、高效的优点。然而，纳米材料介导的PTT效应通常会面临纳米颗粒的肿瘤靶向不足的问题，限制纳米药物在肿瘤内部的蓄积，降低光热治疗效果与生物安全性。为进一步增强纳米药物对肿瘤的PTT效应，发展新型的靶向修饰与天然安全的生物识别提高纳米药物在肿瘤中的富集与生物安全性显得尤为重要。 细胞膜仿生纳米颗粒作为一种有前途的肿瘤靶向治疗策略，能很好地保留细胞的天然特性与生物学功能。…
二维材料具有独特的原子厚度、超高的表面积和特殊的载流子迁移率而具有许多非凡的性能，在电子、能源及电催化邻域有巨大的应用潜力。作为一种新兴的二维材料，具有较大的比表面积的磷烯被认为是一种潜在的电解水析氢和析氧的电催化剂。然而，磷烯具有较高的吸附氢能，阻碍了其在电催化析氢邻域的应用。掺杂过渡金属能有效地调节氢吸附/脱附能和提高电催化活性。通常掺杂过渡金属的方式是，预先将黑磷块体剥离成磷烯，再用磷烯通过水热法等各种技术掺杂过渡金属。然而磷烯在多步反应及储存中均容易产生缺陷或降解，严重破坏电化学活性。因此，大规模制备高性能…
神经精神类疾病是世界范围内的高发疾病之一，严重危害人类健康，成为严重的社会问题。不同于其他疾病，该类疾病的主要发病机制在于神经元及神经环路之间的病变退化和功能异常。神经调控技术能直接刺激调控大脑核团中的神经元和神经环路，为该类疾病的治疗提供了新的临床解决方案。超声作为一种非侵入性神经调控手段，可无创，多点动态刺激大脑深部核团，实现深部特定核团的干预与调控，具有重大的应用前景。 中国科学院深圳先进技术研究院郑海荣课题组针对神经元细胞、脑片，啮齿类动物，非灵长类动物等层面的研究需要，研制了多种跨尺度超声神经调控仪器，并…
少层黑磷拥有着与石墨烯类似的二维层状结构，并凭借着其卓越的光电特性和良好的生物相容性而引起了全世界的广泛关注。然而，由于易于氧化及发生进一步的水解，少层黑磷在光电器件的制备过程中中对操作环境的要求较为苛刻，其在光电领域的应用受到了严重的限制。虽然不稳定性普遍被认为是少层黑磷的一个显著缺点，从另一视角出发却也意味着少层黑磷具有良好的可降解性，这一特性决定了少层黑磷在生物医学应用上具有着其他片层材料所无可比拟的优势。另外，黑磷在生理环境中所降解生成的磷酸根离子对人体几乎没有毒害，良好的生物安全性亦能够进一步地拓展其在生…
随着便携式电子设备和电动汽车市场规模的快速发展，人们对于高能量密度、低成本二次电池的需求日益迫切。目前，商用锂离子电池多采用石墨类负极材料，其理论比容量仅为372 mAh g-1，且压实密度较低，限制了锂离子电池能量密度的进一步提升。通过与锂离子的合金化/去合金化反应，金属负极通常可以获得更大的比容量，有望获得更高的能量密度。例如，铝可以和锂形成Li9Al4、及LiAl合金，理论比容量分别为2234 mAh g-1和993 mAh g-1, 且铝的储量丰富，价格低廉。然而，铝负极在电池反应过程中会产生一定的体积膨胀…