通过模仿贝壳的层状结构，人们利用二维纳米材料的自组装构筑了具有亚纳米尺度流体通道，及丰富表面化学特性的多层膜结构。从而将纳米流体输运特性的研究拓展到了一个全新平台，称为“2D Nanofluidics”。由基底支撑的二维多层膜(Supported 2D layered membrane) 是一种最常见的结构，因其可以同时具有较高的选择性，流体通量，和机械强度，因而在气体分离，水处理，及能量转换与存储等方面具有广泛的应用。传统观点认为，上层的二维多层膜作为活性层(active layer)，负责实现气体或液体中物质的…
分离用多孔微球在蛋白组学、疾病标志物分子检测和药物分子纯化等领域具有广泛应用。然而，传统的均质微球或分子层修饰的微球容易引起潜在的非特异性背景分子的吸附，使得复杂样品中痕量分子的分离、具有相近性质的分子分离仍具有一定的挑战。 中科院理化所王树涛研究员团队在基于乳液界面聚合的聚合物微球合成及应用领域取得了一系列进展。该团队前期发展的乳液界面聚合策略，实现了拓扑结构和化学组成可调的两亲性Janus微球的可控制备（Sci. Adv. 2017, 3, e1603203; Macromolecules 2018, 51, …
光电化学分解水被认为是将太阳能转换成清洁、可再生的氢能的有效途径，其原理是半导体材料吸收光后激发出电子和空穴来进行相应的氧化还原反应。其中光电催化水氧化因四个电子转移过程使得高效的反应更加难以实现，因此研究人员对其效率的提高进行了大量的研究。二维半导体材料因为其独特的电子和光学性质得到了广泛的关注。其中原子层二维材料可以促进电子和空穴分离，提供高活性面积以及拓宽光的吸收，所以对于光电催化反应性能的提高具有重要的意义。然而，单一的二维半导体材料因电子空穴传输和分离问题，从而制约了其光电分解水效率。研究报道中，异质结工…
随着柔性传感材料的快速发展，曾几何时只能在科幻电影里才能见到的各种酷炫可穿戴设备正在大踏步进入我们的日常生活。可穿戴设备已不再只是街头巷尾的一种流行时尚，而是正实实在在的改变着我们的生活，并已经在个性化监测和诊疗领域展现了非常光明的应用前景。 近日，一组驻藏官兵在漫天飞雪的雪域高原坚守岗位的照片深深打动了国人的心，那冻成冰雕的面罩更是让人们对边防官兵所处的极端条件印象深刻。如果有能够忍受极端条件的可穿戴设备供这些官兵使用该多好啊，这样就可以实时监测他们的自身状况，从而为这些被称为“铁骨脊梁”的边防官兵更好的提供生存…
鉴于目前锂离子电池技术存在的能量密度有限、成本高及安全隐患等问题，全球的科研人员仍在寻找全新的更高能量密度、更低成本、更安全的下一代电池技术。近年来，金属-空气电池因为理论上比传统的锂电池具有更高的能量密度而引起广泛关注。这其中，因为锌金属储量丰富性质稳定，且水性电解质不易燃等诸多特性，可逆锌空气电池具备了能量密度高、成本低及安全性高等系列优点。 可逆锌空气电池在放电过程中，将空气中的氧气与金属锌在电解质中以电化学方式发生反应，从而产生电能和氧化锌。而在充电过程中，这一电化学反应发生逆转，生成氧气和金属锌，从而保持…
墨相氮化碳（g-C3N4）是一种2D层状非金属光催化材料，兼具可见光响应和良好的稳定性，在光催化产氢、水氧化、有机物降解、光合成以及二氧化碳还原等领域具有重要研究价值。 然而目前g-C3N4在光催化反应中仍然面临禁带宽度较宽、光生载流子难以有效分离等问题。在g-C3N4的框架中引入氮缺陷是解决上述问题的有效途径之一，因而受到研究人员广泛关注。但已报导的引入氮缺陷的方法通常涉及多步操作过程，并且需要借助苛刻的反应条件（如还原气氛高温处理等），不仅实验过程危险难以实际应用，其产生缺陷多为不均匀的表面缺陷，而且缺陷程度难…
中科院理化所仿生材料与界面科学院重点实验室王京霞研究员团队设计制备了一类金属有机反蛋白石结构光子晶体。该光子晶体在电浸润过程中其形貌发生有趣的变化：从贯通的多孔网络结构演变为独立的空球组装体。这个电浸润过程引起组装结构微观形貌的不可逆变化为水刻方式制备光子晶体图案提供新思路。这种反蛋白结构在电浸润过程中独特的形貌演变主要归因于金属离子与含羧基聚合物之间形成的螯合聚合物。该螯合聚合物保证了电浸润过程中金属-聚合物框架的可控坍塌与重构同步进行，贡献于上述形貌的稳定演变。文章中还通过电浸润过程成功演示了图案化光晶的制备，…
柔性透明电极作为柔性光电子器件的一个重要部件具有非常巨大的市场前景，备受研究机构和产业界广泛关注。传统的柔性透明电极主要是通过磁控溅射的方法在柔性透明聚合物基底上沉积氧化铟锡(ITO)导电薄膜来制备，该方法存在以下几个问题：1）金属铟是一种稀有金属，价格昂贵，资源匮乏；2）磁控溅射需要高温高压处理，对柔性透明聚合物基底是一个严峻的考验；3）ITO导电薄膜的柔性性能比较差。银纳米线凭借其优异的导电性能和突出的耐弯折性有望成为ITO的替代品。不幸的是：银纳米线之间的接触电阻非常高，使得银纳米线薄膜的导电性比较差；纳米尺…
多巴胺（DA）是一种重要的神经递质，对中枢神经系统、激素系统、心血管系统和肾脏功能起着重要作用。人类一些重大疾病，如精神分裂症、帕金森氏症、老年痴呆症、艾滋病感染等的发生通常会伴随体内DA浓度的变化。因此，DA浓度的检测对于神经生理学研究、疾病诊断及相关药物的控制有着重要意义。由于生物体内的DA浓度极低（为nM量级），高灵敏检测是DA电化学传感器面临的一大难题。利用纳米结构构筑新型电化学传感器是提高传感器灵敏度的一条有效途径。在众多纳米结构中，一维纳米结构不但可以为电化学反应提供更多的反应位点，同时还可以为参与电化…
仿血小板多尺度亲细胞界面的设计用于目标癌细胞的识别 细胞识别在许多生命过程，例如胚胎的分化及发育、神经系统的回路形成以及免疫系统的功能行使中扮演着重要的角色。设计亲细胞界面来模拟并研究细胞之间的识别，不仅有利于理解细胞之间的通讯机理，而且对于发展相关疾病的治疗技术具有重要的意义。在过去的几十年中，癌症患者血液中血小板和癌细胞之间的识别及相互作用引起了广泛关注。血小板与癌细胞的相互作用对于癌转移的发生发展非常关键。血小板也被视为实现抗转移治疗的一种新途径。血小板和癌细胞之间的相互作用主要包括分子尺度的识别与结构尺度的…