光学波导可用于从外部光源到人体内部的光线,用于诸如光动力疗法或光学网络等疗法。[1]在高级波导中,可以将光输送与生物传感函数结合,其中光学/电气单位通过相同的波导在相反的方向上运输并用于诊断。在大多数情况下,此类波导是在批处理过程中制造的,具有顺序层沉积和预先固化/蚀刻步骤,该步骤适用于基于硅的微电子。[2]从制造的角度来看,需要采用连续的,更高的生产方法,以在单个生产过程中迈向额外功能的整合。令人印象深刻的进展,他们生产了多功能光纤[3],这些光纤融合了光学波导,微流体元素和电极通过热塑料的热绘制。[4]从患者的舒适性角度来看,生物医学波导还需要从二氧化硅和热塑性塑料转移到更合规的材料,以通过匹配目标组织的刚度来提高体内生物相容性。[1,5]要应用于肌肉或心脏等组织中的光遗传激活,光纤需要具有弹性特征并可扩展。有机硅弹性体(例如聚二甲基硅氧烷(PDMS))是有趣的候选者,在低MPA范围内提供刚度值[6],并将其作为生物兼容型植入物材料提供了证实的记录。[4C][7] PDM的光学特性非常适合波引导:PDMS具有较低的光学损耗系数,从UV到NIR波长(在850 nm时≤0.05dB cm –1)[8]和相对较高的折射率(RI≥1.40)。[8,9]此外,PDMS显示出较高的可扩展性(> 100%)和拉伸强度(> 1 MPa),[10]为体内高运动场景提供合规性和可伸缩性。[4C,11]使用可伸缩的光学设备在高应变下进行光输送和检索的重要性,用于假体中的一系列生物医学scenarios,例如假体中的应变感应[12],以及对外周神经的光学刺激[11b]和脊髓。
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交联弹性体是可拉伸的材料,通常不可回收或可生物降解。中链链长多羟基烷酸盐(MCL-PHANE)柔软且延性,使这些基于生物的聚合物成为可生物降解的弹性体的良好候选者。弹性通常是通过交联网络结构来赋予的,而共价可适应性网络已作为解决方案出现,以通过触发的动态价值键的重排来制备可回收的热固件。在这里,我们通过在生物学生产的MCL-phase中化学安装可价型适应性网络来开发可生物降解和可回收的弹性体。具体而言,使用Pseudomonas putida的工程菌株用于生产含有吊坠末端烷烃的MCl plus,作为用于官能化的化学手柄。硫醇 - 烯化学用于掺入硼酯(BE)交联,从而产生基于PHA的玻璃体。mcl-lass与BE在低密度(<6摩尔%)的交联,提供了一种柔软的弹性材料,可显示热重点,可生物降解性和生命末期工作。机械性能显示了包括粘合剂和可生物降解机器人和电子产品在内的应用的潜力。
摘要:碳纳米管 (CNT) 的优异性能在引入橡胶基质时也呈现出一些局限性,特别是当这些纳米颗粒应用于高性能轮胎胎面胶料时。由于范德华相互作用,它们倾向于聚集成束,CNT 对硫化过程的强烈影响以及填料-橡胶相互作用的吸附性质加剧了橡胶-CNT 化合物的能量耗散现象。因此,它们在滚动阻力方面的预期性能受到限制。为了克服这三个重要问题,CNT 已用含氧基团和硫磺进行表面改性,从而改善了这些橡胶化合物在轮胎胎面应用中的关键性能。通过结合机械、平衡膨胀和低场核磁共振实验,对这些使用功能化 CNT 作为填料的新材料进行了深入表征。该研究的结果表明,通过在CNT表面引入硫,在橡胶基质和纳米颗粒之间形成共价键,对橡胶化合物的粘弹行为和网络结构产生积极的影响,降低了60◦C时的损耗因子(滚动阻力)和非弹性缺陷,同时增加了新化合物的交联密度。
https://doi.org/10.26434/chemrxiv-2025-3cql6 orcid:https://orcid.org/000000-0002-4656-6056 consect content consect content content consect contem许可证:CC由4.0
这项工作通过开发氟化和塑性晶体嵌入弹性电解质 (F-PCEE) 展示了固态锂金属电池 (LMB) 的低温操作。F-PCEE 是通过聚合物基质和塑性晶体相之间的聚合诱导相分离形成的,在 -10°C 时提供高机械应变 (≈ 300%) 和离子电导率 (≈ 0.23 mS cm − 1)。值得注意的是,两相之间的强相分离导致锂 (Li) 盐在塑性晶体相内的选择性分布,从而实现低温下优异的弹性和高离子电导率。 Li/LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 全电池中的 F-PCEE 在 -10 °C 和 -20 °C 下分别保持 74.4% 和 42.5% 的放电容量,而 25 °C 下则相反。此外,全电池在 -10 °C 下经过 150 次循环后容量保持率为 85.3%,截止电压高达 4.5 V,是已报道的低温 LMB 固体聚合物电解质中循环性能最高的之一。这项工作将 F-PCEE 在 -10 °C 下延长的循环寿命归因于其出色的机械稳定性以抑制锂枝晶的生长和形成优异的富 LiF 中间相的能力。这项研究建立了弹性电解质的设计策略,用于开发在低温和高电压下工作的固态 LMB。
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高光学吸收弹性纳米复合材料可以形成为独立材料,以薄膜形式应用于宏观 [1] 和微观目标 [2] 上,并使用软光刻等表面改性技术进行图案化。 [3] 它们广泛应用于从发光二极管 [4] 到生物检测 [5] 和太阳能电池 [6] 的各个领域。 [7–11] 这些弹性复合材料在生物医学成像方面显示出巨大的前景,特别是在光学超声 (OpUS) 生成方面。 [7–11] 在这里,弹性复合膜吸收脉冲或调制光源,通过光声效应产生超声波。 [10,12,13] OpUS 发射器的优势在于它们可以从微型设备产生高超声压力和带宽,而不会影响其生成效率;此外,它们不受电磁干扰,并具有低成本生产的潜力。 [8,14,15]