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材料 | 聚合物

聚合物海绵产生的自来水

世界卫生组织与联合国儿童基金会的一个联合调查项目显示,很多地区缺乏自来水是21世纪面临的重大挑战之一。

然而,总体上看这并不是缺水的问题,而是可利用的水的质量问题:可利用的水中只有不到百分之一可以饮用。另一方面,由于世界人口的25%居住在沿海区域,海水淡化可解决数十亿人口所面临的缺乏清洁的饮用水的问题。因而,分离可溶于水的离子(主要是氯化钠)对于潜在的应用具有十分重要的意义。 继续阅读”聚合物海绵产生的自来水” »

材料 | 纳米

壳、纤维和上层建筑

具有定向和形态控制的纳米晶体材料的生长对于某些特定应用方面至关重要。然而,即使当这个要求可以实现时,纳米材料所要求的制备技术对于单一体系通常也很复杂和特殊。经由异质外延,TiO2纳米材料的大小、形状和阵列控制的发现,为生产复杂纳米材料提供了一种更简单的方法。

目前,University of Connecticut的Steven L. Suib et al. 展示了一种廉价的可调节的热液方法,用以生产隐锰钾矿MnO2基质上的异质外延金红石TiO2 纳米级壳-纤维上层建筑。原理研究表明纳米壳在表面纳米纤维之前形成。整个生长过程高度依靠于材料界面的不吻合处。

当这个过程应用到薄膜隐锰钾矿MnO2基质时,结果是大面积统一了TiO2纳米纤维阵列。这表明这种方法使用到传感器和能量采集器上的潜在性。隐锰钾矿MnO2基质也可以从上层建筑上化学去除,产生空心的纳米结构。这项工作在生产外延附生金红石SnO2 NSFS的成功延伸,可能是金属氧化物纳米结构生长的最普通方法的基础。在Small第9期的封面上可以看到壳/纤维上层建筑的电子显微镜图像。

C.-H. Chen, Small ; DOI: 10.1002/smll.200902381

材料 | 纳米

屈曲变形

碳纳米管泡沫、森林和草皮日益受到重视,因为它们看起来在能源减少薄膜、冷阴极阵列、低反射涂层、热交换转换等方面,非常有前景。为了确保操作时这些物质的适当运作,对于其生命周期(即耐机械降解性能)的评估,是至关重要的。

现在,在本月发表的新作中,Caltech的Julia Greer及其同僚,通过光刻催化剂的化学气相沉积,对成千上万的50微米直径的、表面垂直、缠绕在一起碳纳米管的生长,进行了单轴压缩研究。通过这些实验结果,作者发现,第一次在表面上成核,典型的从底部到顶部连续屈曲变形结果,通过捆绑而横向传播,最终逐渐压毁了整个结构。这一机制说明了所有重大变形适应性。研究人员还研究了非均匀微结构,这些结构显示密度和管方向梯度,研究人员认为这些机构对独特的定期屈曲变形机制起了作用。

J. Greer et al., Adv. Funct. Mater. ; DOI: 10.1002/adfm.201000305

材料 | 生物医学及健康

拼装器官:逐片建立组织

器官由数百万的细胞以非常特殊的方式构成,其中每一个细胞相对彼此的位置在组织的正常功能上和它们的生物学特性一样重要。曾经,人们可通过逐个移动单原子形成复杂的模式,将同样的方法用于细胞以建立一个功能性组织激发无数的研究和调查工作。然而,主要的障碍不是处理单细胞这个相对较大的物体(约20-50µm)而是使单细胞保持在适当的位置。

单细胞来自组织的消化作用,基本上打破了所有细胞-细胞及细胞-容器连接。没有这些连接的话,将需要数个小时甚至几天的时间来重新建造,细胞变成“流体”,不可能以任何组合方式聚集,而是靠重力强迫其聚集(即分层)。 继续阅读”拼装器官:逐片建立组织” »

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