印刷有机数字电路及应用

印刷有机电子技术是基于印刷原理的有机电子器件制造技术,是指将有机电子材料配制成功能性油墨,用印刷方式来制造电子器件与系统的方法,其发展涉及到材料化学、微电子学等多个学科方面的知识。其独特的制造方式和器件形态具有柔性、低成本、大面积制造等优势,并且与传统硅基电子器件在应用场合上形成了互补,在生物传感、电子皮肤、柔性显示等领域展示出优势。为了及时跟进这一快速发展的领域,对领域的发展有宏观的把握,本文从印刷技术和电路系统的角度进行了全面概述,介绍了喷墨打印、丝网印刷和转印印刷等印刷技术和基于印刷技术制备的有机数字电路(反相器、与非门、环形振荡器、D触发器),以及实现功能化的印刷电子应用(RFID、电子皮肤、OLED显示驱动背板等);最后,对本领域目前存在的问题和未来发展方向做了简要探讨。     

磁性离子印迹技术用于元素形态分离分析

元素的形态决定了其在环境和生物过程中的不同行为,形态分析正在被分析化学、环境化学、地球化学、生态学、农学和生物医学等众多学科所关注。环境和生物样品基质复杂、化学形态多样、含量低且易转化是元素形态分析面临的挑战,因此对元素形态的甄别、定量、生态毒性评价和生理功能研究需要对原生形态进行高选择性识别和高效率分离。固相萃取是一种有效应对以上难题的方法,但现有材料和方法远不能满足要求。离子印迹聚合物可与印迹金属离子特异性结合,具有准确、灵敏、可靠的特点,近年来在元素形态分离富集和分析检测方面得到了较为广泛的应用。鉴于非磁性吸附剂在固相萃取操作时,需要将分散在样品溶液中的吸附材料经过离心或过滤分离,操作比较繁琐费时,而磁性材料易被外部磁场快速分离,因此操作简便快速的磁固相萃取正成为元素形态分离富集中一种极具潜力的方法。这篇综述系统总结了离子印迹技术的最新进展,包括离子印迹技术的原理、离子印迹聚合物的制备方法,并根据元素形态分析中离子印迹磁固相萃取的发展现状,分析了离子印迹技术所面临的挑战,最后对元素形态分析中离子印迹技术的未来发展方向和策略提出了建议,提出开发基于有机-无机杂化聚合的多功能磁性离子印迹纳米复合物用于样品的前处理是建立识别选择性高、分离能力强、吸附容量大、形态稳定性好的形态分析方法的一种重要举措。     

环境样品中痕量锑的形态分析研究进展

总结了近年来环境样品中痕量锑的测定方法研究进展,内容包括水环境体系中锑的赋存形态、传统的样品预处理和分离富集技术、现代仪器在线分离分析技术,并指出了痕量元素锑形态分析存在的问题和未来的发展方向。     

金属锰暴露致神经毒性的多组学研究进展

锰是环境重金属污染物之一,长期暴露于金属锰或其无机化合物主要引发锰中毒或亚临床神经功能缺陷。锰暴露诱导的神经毒性对遗传易感性、基因表达调控、代谢稳态的影响机制复杂,涉及多靶点,然而常规机制研究往往只能局限于单一通路。鉴于工作场所和环境中重金属锰的分布日益广泛,需要更明确地界定锰的神经毒性作用网络,实现多靶点预防和治疗。多组学技术及其相关分析可在不同的功能水平上对疾病发生发展进程中的差异化进行描述。综述了基因组学、表观遗传学、转录组学、代谢组学在金属锰暴露致神经毒性中的研究结果,探讨潜在的代表性生物标志物,支持多组学方法的整合应用,构建锰的神经毒性作用网络,并对未来研究方向提出展望。     

土壤样品中汞的形态分析研究进展

土壤中汞的活性及其生物有效性因其赋存形态不同而存在差异,汞赋存形态分析已成为环境科学领域研究的热点之一。归纳总结了近年来土壤环境中汞赋存形态分类、样品预处理技术和汞形态分析技术研究进展,指出了未来的发展方向。     

环境样品中痕量锑的形态分析研究进展

环境样品中不同形态锑,其生物活性及其毒性不同,其形态分析具有重要意义。由于环境样品中锑的含量相对较低,不同形态锑的分析具有挑战性。归纳总结了环境样品中痕量超痕量锑的形态分析概况及近年来的发展趋势,内容主要包括样品的前处理和不同形态锑的分析方法,指出了未来的发展方向。     

石墨烯在神经电信号检测中的应用

神经电极是监测大脑活动的重要工具,在理解大脑运行机制和治疗神经系统疾病等领域发挥着重要作用。实现神经电极对神经电信号的长期稳定检测,构筑可靠的电极-神经界面是关键。传统的神经电极多采用刚性材料,与柔软的神经组织力学性能不匹配,限制了其对神经电信号的长期稳定记录。石墨烯是一种具有单原子层厚度的二维碳纳米材料,具有高的导电性、力学柔性和良好的生物相容性,可以与神经细胞/组织构筑稳定的电极-神经界面,从而实现神经电信号的长期稳定记录。本文梳理了石墨烯在神经电信号检测中的应用,包括石墨烯-细胞的相互作用及利用石墨烯神经电极进行体外和在体神经电信号的检测和记录等。最后,对石墨烯在神经电信号检测方面的未来发展方向进行了展望。     

有机电化学晶体管及其在生物电子学领域的应用进展

有机电化学晶体管(organic electrochemical transistor, OECT)具有高跨导、低工作电压和高灵敏度等特点,在逻辑电路、传感器件、健康检测和仿生电子等领域显示出广泛的应用潜力. OECT器件采用独特的液态电解液结构,赋予其优异的水介质稳定性和生物兼容性,能够将微弱的离子和生物信号放大并转换为电学信号输出,因此在生物电子学领域具有内在的应用优势.本文综述了近年来OECT器件在生物电子学领域的研究进展与发展现状,从OECT器件的结构和工作原理出发,重点介绍了OECT技术在生物生理信号监测、生物化学传感和仿生神经形态方面的应用进展,最后讨论了OECT技术在生物电子学领域中仍存在的关键挑战和未来发展方向.     

有机神经形态机器视觉器件及系统

随着有机半导体材料及其器件的快速发展,有机电子学在可穿戴设备、人工智能等发面取得快速发展.有机半导体材料具有成本低、生物相容性好、光谱响应可调、柔性度好等优势,在光电器件等新兴智能感知领域显示出巨大的商业应用潜力,同时也是制造柔性仿生视觉传感器不可或缺的组成部分.本文从有机光电材料分类及用于视觉仿生感知的光电器件层面重点介绍了近年来人工神经形态视觉智能传感系统的研究进展,包括应用较多的视觉触觉多感集成系统.最后阐述了发展有机仿生视觉系统的重要意义与现存挑战以及展望,为将来有机视觉感知应用及多感集成提供可行的研究方向.     

有机电化学类脑仿生电子器件研究进展

类脑计算被普遍认为是一种可以实现高算力、低功耗的全新计算范式,有望突破传统“冯·诺伊曼”架构瓶颈.近年来,受人脑独特工作模式的启发,利用新型器件构建具备存算一体功能的类脑器件获得了广泛关注.从底层出发研制具有生物突触行为的神经突触器件对于研制超低功耗“类脑芯片”和实现神经形态感知系统意义十分重大.其中,有机电化学晶体管(OECTs)作为人工突触研究中的一个新分支,因其具有更高的跨导、低驱动电压、良好的机械柔韧性和生物相容性而得到了广泛研究.在结构上, OECTs沟道与电解质直接接触,通过离子掺杂/脱掺杂的方式调节沟道电导,工作原理类似于生物系统的离子驱动过程和动力学.因此,利用OECTs开发多感知和生物兼容的类脑仿生系统是一种可行的方案.本文综述了有机电化学类脑仿生电子器件的研究进展,并且探讨了该领域目前存在的挑战和发展趋势.     

大气中活性气态汞的分析方法和赋存转化

活性气态汞(Reactive gaseous mercury, RGM),在大气环境中通常被认为是气态的氧化汞,主导大气汞沉降过程,对汞的全球循环至关重要。本文详细介绍了RGM的多种采样和分析方法,讨论并比较了当前技术的优势和局限性;对RGM在大气中的生成、赋存、清除等环境过程以及相关的机制进行了梳理,并探究各过程在大气汞循环过程中的贡献。针对当前RGM分析的难点(如赋存浓度低、采集困难)与关键科学问题(如赋存形态与转化),需着力发展实际环境中RGM采集和形态分析的可行方法,进而深入探究其环境行为。大气中RGM的分析方法和环境行为研究是极具挑战性的任务,将是未来大气汞研究的重要内容之一,对于深入理解RGM在大气汞循环过程中的作用具有重要的意义。     

有机/聚合物光探测器在医疗健康领域中的应用

有机/聚合物光探测器因其具有响应光谱大范围可调、可制备柔性化器件以及可溶液加工等优势,受到研究人员的广泛关注.随着近年来有机/聚合物光电材料体系的迅速发展,有机/聚合物光探测器的各项性能指标已经可以与商业化硅基光探测器媲美,甚至在短波红外光区的响应性能已经超越硅基光探测器,这使其显示出巨大的应用潜力.特别是在医疗健康领域中,具有轻、薄、柔性等优势的有机/聚合物光探测器受到了广泛的关注,为新型便携式健康监测设备的发展提供了新的技术可能.本文围绕有机/聚合物光探测器,综述了近年来有机/聚合物光探测器在医疗健康领域中的研究进展,并对与之相关的应用原理进行了分析与讨论,最后指出了有机/聚合物光探测器在医疗健康领域中的发展潜力,展望了其未来的发展.     

聚合物气体辅助注射成型制品的形态结构

作为一种由常规注射成型发展起来的聚合物加工技术,气体辅助注射成型具有节约原材料、缩短成型周期以及提高制品性能等优点,已得到广泛的应用.由于气辅成型过程是一个在刚、柔双重约束界面条件下进行的多相复杂体系的多次流动过程,因而其形态结构的形成、发展和演化要远比常规注塑成型复杂.然而在气辅成型的形态结构方面,国内外的研究一直以来开展得较少.近年来,作者在聚合物及其共混物、复合材料气辅成型制品的形态结构方面已开展了广泛的研究工作,本文对这些工作和一些重要结果作了总结,并简要分析了成型过程中剪切场对形态演化的影响,最后对该研究方向的发展趋势作了展望.     

生物效应导向的污染物分析研究新进展

与日俱增的化学品污染导致环境形势日益严峻.效应导向分析技术(effect-directed analysis, EDA)是分析复杂基质中效应污染物的实用工具,该方法结合了生物效应测试、有机污染物分离、污染物浓度测定和结构鉴定等分析评价方法.本文综述了近年来EDA在样品提取、生物效应测试、分离制备流程和质谱鉴定方法等方面的最新研究进展.同时,本文介绍了高通量筛选在EDA中的应用,并对EDA未来的研究方向和挑战进行了展望.     

蓝色延迟荧光材料及器件的研究进展

有机发光二极管(OLEDs)作为新一代的显示技术,因其启亮电压低、厚度薄、能效高、响应速度快等优点,而被世界各国研究人员所关注。 有机电致发光材料及器件的发展一直备受关注,根据发光机理的不同,有机发光材料可以分为荧光材料和磷光材料。 蓝色荧光材料作为OLEDs发展中的重要部分,拥有磷光材料无法比拟的优势,近年来成为研究热点。 本文介绍了近年来国内外蓝色延迟荧光材料的研究进展,并展望了其发展前景和趋势。     

一种可光交联聚芴蓝光材料的合成与表征

有机电致发光器件代表了未来显示技术的发展趋势,已引起学术界、企业界和政府部门的广泛关注[1~4].目前,全色显示是有机电致发光器件商业化的控制因素之一,成为当前研究的一项热点.利用多层器件结构获得的白色电致发光器件,可以有效地提高平板显示器的分辨率.与有机小分子相比,     

高分子加工制品的多层次结构控制——从传统加工到定构加工

现代高分子材料加工所倡导的高性能化、功能化、多用途性、节能低碳等对加工制品内部多层次结构控制提出了非常高的要求.与传统高分子加工方法所注重评价加工参数变量对形态结构的影响不同,本文提出的定构加工方法学是通过特殊外场作用使得形态结构更利于调控,其特点是由外场作用决定的多层次结构;所获得的加工制品具有比常规加工更优异的宏观性能.两个典型的定构加工实例,聚丙烯/β成核剂注塑制品中形成类似竹子的仿生结构以及嵌段共聚物SIS微相分离结构与宏观力学性能关系,表明定构加工在调控制品最终多层次结构上的突出优势.定构加工代表着未来高分子加工发展的重要方向.     

共轭微孔聚合物光催化分解水制氢研究进展

氢能开发是未来解决能源危机和环境污染问题的理想途径之一,利用太阳能光催化分解水制氢被认为是一种极具潜力的制氢技术,而开发高效、廉价的实用性新型光催化剂是实现这一技术的关键,成为当前该领域的研究热点。目前,光催化制氢材料主要集中于无机半导体材料如金属氧化物或硫化物等体系,但这些传统的光催化材料存在可见光响应弱、制备条件苛刻及资源短缺等问题。相对于无机半导体光催化剂而言,有机半导体光催化剂具有合成方法多样、易功能化修饰、能带结构和电子结构易调控等诸多优势,使其在光催化制氢领域具有巨大的应用潜力。尤其是近年来发展起来的有机共轭微孔聚合物材料,具有传统共轭聚合物的半导体特性及高比表面积的多孔特性,成为一类新型的有机光催化剂材料,吸引了众多的研究关注。本文主要综述了近年来有机共轭微孔聚合物在光催化制氢领域取得的进展,并对有机聚合物光催化剂面临的挑战和未来发展方向做了综合性概括。     

数字核酸扩增检测技术的研究与应用进展

近年来,微纳尺度流体控制技术由于具备实现多相、多步和平行反应的优势,已成为传统分析手段的首选的补充和替代方法.其与核酸扩增方法的完美结合,有效推动了数字核酸扩增检测(Digital nucleic acid detection,dNAD)技术的建立与发展.作为可实现单分子水平检测的分析方法,dNAD技术已成为分子诊断领域重要的组成部分.本文回顾了dNAD技术的发展历程,阐述了其检测原理,以及相比于传统方法的优势,对其最新研究与应用进展进行了综述,并对其未来的发展进行了展望.     

自然环境中砷的迁移转化研究进展

砷污染严重威胁着人类健康和生态系统安全,已成为全球性环境问题,砷在环境中的迁移转化及形态分布研究受到了人们的普遍关注。本文对近年来有关砷在环境中的迁移转化规律的研究进行了综述,重点论述了砷在自然水体中的迁移、在不同的pH和氧化还原条件下的环境行为,分析了在特定环境下砷的各种形态与不同的矿物质元素(如Fe,Mn,S等)的反应过程。最后,提出了今后值得进一步研究的重要方向,以为环境中砷污染的修复和治理提供一定的指导和参考。