Soft Science 2024年第三期文章合集!欢迎在线阅读、下载、分享!

文摘   2025-01-19 18:06   陕西  

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Soft Science(Online ISSN 2769-5441)2024年第三期文章合集均为开放获取,欢迎各位专家学者们免费阅读、下载、转发和分享!

此合集共收录 12 篇论文,2篇Research Article,2篇Perspective,以及8篇Review Article。研究话题包括:皮肤电子、热电材料&设备、生物电子、压力传感器、柔性显示等(下列文章根据发文时间排序)。

V4 I3

2024



本期封面文章—罗马生物医学自由大学 Carlo Massaroni 教授最新研究:基于超弹性材料磁耦合机制的可调式柔性压力传感器

Research  Article

1. Unity quantum yield of InP/ZnSe/ZnS quantum dots enabled by Zn halide-derived hybrid shelling approach

锌卤衍生法提高InP/ZnSe/ZnS量子点产率研究(点击题目进入中文导读)

Dae-Yeon Jo, Hyun-Min Kim, Goo Min Park, Donghyeok Shin, Yuri Kim, Yang-Hee Kim, Chae Woo Ryu*Heesun Yang* 



环境友好的磷化铟(InP)量子点(QDs)作为新一代显示技术的可见光发射体,展现出巨大潜力,尤其在高亮度和窄发射谱线的应用中,能够实现卓越的能效与色彩还原。近年来,InP量子点的光致发光(PL)性能得到了显著提升,这主要得益于对核心尺寸均匀性和核/壳异质结构精确的合成控制。

传统的InP量子点合成过程常产生表面氧化物,影响壳层生长。虽然氢氟酸(HF)可有效去除氧化层,但其腐蚀性限制了大规模应用。因此,我们开发了一种新方法,通过协同使用油酸锌和锌卤化物,成功去除了氧化物并合成了光致发光量子产率接近100%且线宽仅为32 nm的绿色InP量子点。

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Citation: Jo DY, Kim HM, Park GM, Shin D, Kim Y, Kim YH, Ryu CW, Yang H. Unity quantum yield of InP/ZnSe/ZnS quantum dots enabled by Zn halide-derived hybrid shelling approach. Soft Sci 2024;4:27. http://dx.doi.org/10.20517/ss.2024.19

2. Tunable soft pressure sensors based on magnetic coupling mediated by hyperelastic materials

基于超弹性材料磁耦合机制的可调式柔性压力传感器(点击题目进入中文导读)

Chiara Romano, Daniela Lo Presti, Sergio Silvestri, Emiliano Schena, Carlo Massaroni*



近年来,压力传感器的进展引起了广泛关注,因为它们在医疗保健、机器人技术和可穿戴技术中的应用前景广阔。在这些领域中,对能够适应复杂表面(如人体)的柔性传感器的需求不断增长。然而,当前的传感器在可测量的压力范围上存在局限性,且定制化通常涉及复杂的制造过程。在本研究中,我们提出了一种创新的解决方案,能够生产具有不同最大检测压力的柔性压力传感器。通过利用磁性传导机制和不同的超弹性材料,我们开发了可以适应不规则表面的传感器。这些传感器可以测量从超低到中等范围的压力,并提供可变的刚度、灵敏度和测量范围。

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Citation: Romano, C.; Presti D. L.; Silvestri S.; Schena E.; Massaroni C. Tunable soft pressure sensors based on magnetic coupling mediated by hyperelastic materials. Soft. Sci. 2024, 4, 31. http://dx.doi.org/10.20517/ss.2024.24

END

Perspective

1. Electrolyte engineering in organic electrochemical transistors for advanced electrophysiology

有机电化学晶体管的电解质工程推动先进电生理学应用(点击题目进入中文导读)

Yanlan Zhu, Xiaomin Xu*



有机电化学晶体管(OECT)的原位放大效果、高生物相容性以及设计的灵活性使其在电生理学领域具有巨大的潜力。然而,液态电解质的流动性影响了OECT的稳定性及独立门控,阻碍电生理学发展,迫切需要先进的电解质工程。在本文中,作者介绍了近年来OECT的电解质发展,提出了未来的发展方向。

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Citation: Zhu Y, Xu X. Electrolyte engineering in organic electrochemical transistors for advanced electrophysiology. Soft Sci 2024;4:21. http://dx.doi.org/10.20517/ss.2024.01

2. Towards the optimal design of optically clear adhesives for flexible display

面向柔性显示器的光学胶粘剂的优化设计(点击题目进入中文导读)

Youngjoo Park, Junkyu Kim, Daewhan Kim, Seokju Lee, Daihyun Hwang, Min Sang Kwon*



随着设备形态日益复杂化和灵活性的提升,粘合剂在显示模块层叠中的作用变得愈发关键。在绑定功能层的过程中,这些粘合剂不仅要具备最小厚度,还需在灵活设备的动态操作中有效缓解应力。本文全面阐述了粘合剂的核心特性,包括粘附力、粘弹性、光学性能和环境适应性等,这些特性对于灵活显示设备在多种形态和复杂环境下的稳定运行至关重要。值得一提的是,本文深入探讨了在模拟技术、材料选择、聚合物网络调控以及新功能集成方面的最新研究进展,以实现最佳性能表现。

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Citation: Park Y, Kim J, Kim D, Lee S, Hwang D, Kwon MS. Towards the optimal design of optically clear adhesives for flexible display.Soft Sci 2024;4:28. http://dx.doi.org/10.20517/ss.2024.22

END

Review Article

1. Controlling the lifetime of biodegradable electronics: from dissolution kinetics to trigger acceleration

控制可生物降解电子产品的寿命,从溶解动力学到触发加速(点击题目进入中文导读)

You-Jung Park, Young-In Ryu, Myung-Kyun Choi, Kyung-Sub Kim, Seung-Kyun Kang*



可生物降解的电子产品具有固有的优势,例如在有效功能期后自然降解,从而消除了切除手术的需要,从而彻底改变了医疗设备领域。这种范式转变解决了长期植入的挑战、二次手术的风险和潜在的并发症,为临时植入装置提供了更安全、更适合患者的方法。本综述深入研究了材料的溶解动力学和寿命控制策略,全面概述了可生物降解电子产品的最新进展。

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Citation: Park YJ, Ryu YI, Choi MK, Kim KS, Kang SK. Controlling the lifetime of biodegradable electronics: from dissolution kinetics to trigger acceleration. Soft Sci 2024;4:16. http://dx.doi.org/10.20517/ss.2024.06


2Liquid metal neuro-electrical interface

液态金属神经-电接口(点击题目进入中文导读)

Xilong Zhang#, Chang Liu#, Rongyu Tang, Weichen Feng, Jingru Gao, Bingjie Wu, Zhongshan Deng, Jing Liu*, Lei Li*



在本文中,我们系统地总结了现有的基于液态金属的神经接口技术,包括用于信号采集和刺激的神经电极,以及用于神经连接和功能重建的神经导管。首先概述了神经-电接口领域中使用的液态金属材料的基本性质,然后介绍了现有液态金属神经电极和神经导管的制备方法和研究现状,最后概述了液态金属神经-电接口的发展前景和可能面临的挑战。未来,在神经科学领域将迎来更多与液态金属有关的创新研究和应用,如能够长期植入活体、无线传输神经信息和稳定获取神经信号的液态金属神经接口系统,以及用于生物神经系统的修复、替换和增强的液态金属神经导管等。

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Citation: Zhang X, Liu C, Tang R, Feng W, Gao J, Wu B, Deng Z, Liu J, Li L. Liquid metal neuro-electrical interface. Soft Sci 2024;4:23. http://dx.doi.org/10.20517/ss.2023.58

3. Body-attachable multifunctional electronic skins for bio-signal monitoring and therapeutic applications

多功能电子皮肤在生理信号检测及医疗方面中的应用(点击题目进入中文导读)

Kang Hyeon Kim, Yu Jin Ko, Han Eol Lee*



新冠疫情爆发后,医疗系统在应对流行病爆发及传播上的能力引发全球关注。为减轻医疗系统因多种疾病同时爆发而带来的负担,个性化可穿戴电子系统已经成为初期传染病监测和治疗的下一代生物医学设备。特别是具有多功能延展性潜力的电子皮肤(e-skin)已能应用于实时生物信号感测的下一代长期医疗设备中。在此,文章介绍了各种e-skin系统在医疗应用中的最新优化,涵盖材料类型和设备结构,其中包括传感器组件、生物信号感测机制、适用的技术进展以及医疗利用。

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Citation: Kim KH, Kim JH, Ko YJ, Lee HE. Body-attachable multifunctional electronic skins for bio-signal monitoring and therapeutic applications. Soft Sci 2024;4:24. http://dx.doi.org/10.20517/ss.2024.09

4. Organic flexible thermoelectrics for thermal control

用于热控制的有机柔性热电材料(点击题目进入中文导读)

Shu-Jen Wang*



随着柔性可穿戴电子技术的快速发展,对柔性制冷技术的需求日益增加。热电制冷技术因其轻量化和无活动部件等柔性制冷特性,具有显著优势。有机热电材料由于其固有的机械柔性、低热导率和易加工性,为柔性和可穿戴制冷应用提供了新的可能性。然而,有机珀耳贴(Peltier)制冷设备的研究仍相对有限,需要进一步探索其在柔性制冷应用中的潜力。本综述探讨了最新的有机珀耳贴制冷技术,以及推动珀耳贴器件技术向实际应用迈进所需的材料和设备设计方面的考量。

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Citation: Wang SJ. Organic flexible thermoelectrics for thermal control. Soft Sci 2024;4:25. http://dx.doi.org/10.20517/ss.2024.14

5. Recent advances in laser-induced-graphene-based soft skin electronics for intelligent healthcare

基于激光诱导石墨烯的柔性皮肤电子设备在智能医疗中的最新进展(点击题目进入中文导读)

Zhiqiang Ma*, Bee Luan Khoo*



近年来,激光诱导石墨烯(LIG)的出现为开发既经济实惠又高性能的柔性皮肤电子设备提供了切实可行的解决方案。文章全面回顾了近期关于基于LIG的柔性皮肤电子设备(LIGS2E)在智能医疗应用中的研究。文章首先概述了激光诱导石墨烯(LIG)的制备方法、基本特性及其在柔性皮肤电子设备开发中采用的标准调控策略。接着介绍了多种LIGS2E的设计及其在智能医疗领域的广泛应用,包括生物物理和生物化学传感器、生物驱动器以及电源系统。文章的最后部分探讨了LIGS2E在医疗环境实际应用中可能面临的挑战,并提供了对未来研究和发展方向的见解。通过详细阐述LIGS2E的性能及局限性,本综述旨在促进智能医疗技术的发展。

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Citation: Ma Z, Khoo BL. Recent advances in laser-induced-graphene-based soft skin electronics for intelligent healthcare. Soft Sci 2024;4:26. http://dx.doi.org/10.20517/ss.2024.20

6. Flexible and stretchable electrochromic displays: strategies, recent advances, and prospects

柔性与可拉伸电致变色显示器:策略、进展与未来展望(点击题目进入中文导读)

Wenting Wu, Pooi See Lee*


柔性和可拉伸电致变色显示器(ECDs)在物联网(IoT)系统中发挥着至关重要的作用,因其具备优异的护眼、节能性能,以及出色的柔韧性和可拉伸性。这些显示器可以与物联网设备集成,并成功应用于可穿戴和智能电子产品。尽管柔性和可拉伸ECD技术展现了广阔的潜力,但目前仍处于发展初期。因此,有必要从材料选择与改性、结构设计和先进制造方法等多方面进行系统性概述。在本文中,我们重点介绍了在基底、活性层和电解质方面的策略,以制造高性能柔性和可拉伸的ECDs。我们系统总结了这些策略中材料选择/改性和器件结构设计的进展。

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Citation: Wu W, Lee PS. Flexible and stretchable electrochromic displays: strategies, recent advances, and prospects. Soft Sci 2024;4:29. http://dx.doi.org/10.20517/ss.2024.21

7. The neuromorphic computing for biointegrated electronics

生物集成电子学的神经形态计算(点击题目进入中文导读)

Soon Joo Yoon, Jin Tae Park, Yoon Kyeung Lee*



本综述探讨了神经形态计算在推动生物集成电子学发展中的变革潜力,特别是其在医学传感、诊断和治疗干预中的应用。通过研究边缘计算与神经形态计算原理的融合,我们探索了模拟人类大脑运行机制如何提升生物集成电子设备的能效和功能性。综述首先介绍了在材料和电路设计方面的最新突破,这些突破旨在模仿生物神经系统的各个方面。接下来的章节综合了神经形态系统的演示,这些系统旨在增强与医疗相关的电子系统功能,包括那些能够直接与生物组织进行信号通信的设备。

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Citation: Yoon SJ, Park JT, Lee YK. The neuromorphic computing for biointegrated electronics. Soft Sci 2024;4:30. http://dx.doi.org/10.20517/ss.2024.12

8. Advances in solid-state and flexible thermoelectric coolers for battery thermal management systems

固态与柔性热电冷却器在电池热管理系统中的研究进展(点击题目进入中文导读)

Lijun Wang, Xiao-Lei Shi*, Yicheng Yue, Lvzhou Li, Cuicui Dong, Jianjun Guan, Jianning Ding, Ningyi Yuan, Zhi-Gang Chen*



本文全面探讨了多种基于固态和柔性TEC的BTMS技术,并系统分析了与空气冷却、液体冷却、相变冷却、热管冷却及多种复合冷却技术的组合应用。文章首先对电池的产热模型及基于TEC的BTMS的分析方法进行了详细论述。接着客观评价了不同TEC方案的优缺点,探讨了合理的技术路径和未来的发展趋势,为设计最优的BTMS方案提供有价值的参考。最后,文章强调根据具体应用场景选择合适的冷却技术,并合理组合多种冷却方式以满足多样化的热管理需求,是实现高效BTMS的关键。

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Citation: Wang, L.; Shi X. L.; Yue Y.; Li L.; Dong C.; Guan J.; Ding J.; Yuan N.; Chen Z. G. Advances in solid-state and flexible thermoelectric coolers for battery thermal management systems. Soft Sci. 2024, 4, 32. http://dx.doi.org/10.20517/ss.2024.15

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Soft Science (https://softscijournal.com) 是一本金色开放获取,严格同行评议的国际学术期刊。它专注于机械软性、可变形、可展开的材料、设备、系统领域,目标是成为该领域具有高影响力的旗舰期刊。Soft Science 由OAE出版公司主导创办,华中科技大学黄永安教授担任主编。期刊自上线以来,已出版15期文章,总计发表论文120余篇,目前已被ESCI, Scopus, CAS, Lens, Dimensions, CNKI等数据库收录,欢迎大家关注!

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主编 Editor-in-Chief

黄永安

华中科技大学机械科学与工程学院教授,智能制造装备与技术全国重点实验室副主任;国家杰出青年科学基金获得者,国家重点研发项目首席科学家,腾讯“科学探索奖”获得者;湖北省“柔性电子制造创新群体负责人”、华中科技大学“柔性电子制造团队带头人”和“ChinaMaker创新团队创始人”;建立了先进的柔性电子制造实验室。

副主编 Associate Editors

陈俊

加州大学洛杉矶分校生物工程系

UCLA终身教职,曾获ACS Nano Rising Stars Lectureship Award, Advanced Materials Rising Star, UCLA Innovation Fellows等多个奖项,全球高被引科学家。

谷国迎

上海交通大学机械与动力工程学院

上海交通大学人力资源处处长、党委教师工作部部长,国家杰出青年基金获得者,德国洪堡学者,腾讯科学探索奖获得者,上海市机器人学会秘书长等。

顾军渭

西北工业大学化学与化学工程学院

化学与化学工程学院院长,国家级领军人才,英国皇家化学会、英国皇家航空学会、英国材料、矿物与矿业学会Fellow,中国复合材料学会副秘书长、导热复合材料专委会常务副主任、青年工作委员会副主任委员。

麦立强

武汉理工大学材料科学与工程学院

武汉理工大学党委常委、副校长,材料学科首席教授,国家级高层次人才,俄罗斯工程院外籍院士,中国化学会会士,中国微米纳米技术学会会士,英国皇家化学会会士。


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