水凝胶因其固有的仿生特性、高度可调的化学物理特性(机械、电气等)和出色的生物相容性,在可穿戴电子产品中引起了越来越多的关注。在众多拟议的品种中,导电聚合物基水凝胶 (CPH) 已成为未来可穿戴传感器设计的有希望的候选材料,能够使用不同的调整策略实现所需的特性,从分子设计(长度范围低至 10 -10 米)到微结构配置(长度范围高达 10 -2 米)。然而,仍有相当大的挑战需要克服,例如由于机械强度导致的应变传感范围有限、膨胀/消膨胀导致的信号丢失/不稳定、传感信号的显著滞后、脱水引起的故障、制造/加工过程中的表面/界面失效等。本综述旨在针对性地扫描基于 CPH 的可穿戴传感器技术的最新进展,从实验室中建立专用的结构-性能关系到潜在的大规模生产的先进制造路线。本文还探讨了 CPH 在可穿戴传感器中的应用,并提出了 CPH 未来新的研究途径和前景。
在碳2D纳米结构中调整量子运输的能力是迈向未来实现碳纳米电子和旋转型的关键步骤。尽管在实现具有不同电子特性的多种碳纳米材料中取得了巨大进展,但对于如何将这种多功能性转化为可调传输特性的多功能性知之甚少。在这里,通过有效的量子传输模拟,我们证明了化学修饰的纳米多孔石墨烯(NPGS)允许对平面量子运输的有效控制:也就是说,控制电荷的首选方向的控制。具体,我们首次发现,NPG中固有的量子转运各向异性不仅生存,而且在静电障碍条件下增强,这对于其在真实设备中的技术适用性至关重要。此外,对于特定的化学调谐NPG,我们表明各向异性变得巨大,这意味着运输只能沿着一个平面方向进行。因此,我们的结果为具有原子精度的碳2D纳米结构中的工程量子传输提供了一般配方,从而在2D材料领域开放了新的途径。
几乎无论我走到哪里,都能看到人工智能 (AI) 的变革潜力被大力推广,因此,它成为本期《研究视野》的焦点可谓恰逢其时。本文介绍的一些研究人员是全球人工智能专家之一,他们签署了一封公开信,肯定了这项技术的好处,并敦促谨慎发展。他们说的实际上是:“人工智能系统必须做我们希望它们做的事情。”在实现巨大希望的同时推动进步是一种复杂的平衡。它需要工程师、计算机科学家和数学家构建从数据中学习的系统,既像人类一样思考,又不像人类思考;它需要气候科学和犯罪学等不同领域的专家开发这些学习机器的创新用途;它需要研究人员在算法丰富的世界中提出有关安全、信任、透明度、保障和隐私的新问题。剑桥在机器学习、机器人技术和人工智能技术应用方面具有优势。研究不仅旨在最大限度地发挥人工智能的影响,还旨在了解如何确保该技术造福人类。这得益于两个新的研究机构——利华休姆未来智能中心和生存风险研究中心——以及阿兰图灵研究所的创始合伙人。这些发展确实来得正是时候。2017 年 11 月,英国政府的工业战略提出了四大挑战,其中之一就是让英国走在人工智能和数据革命的前沿。在本期中,我们将介绍剑桥人工智能研究人员正在产生重大影响的一些领域,并考虑加入“剑桥集群”对学术界和工业界的一些好处。在这期《研究视野》的不同版本中,我们介绍了囊性纤维化研究的重大推动、史诗的史诗分析以及剑桥第一个专门的树木年轮实验室。我们希望您喜欢这些文章以及本期的其他文章。克里斯·阿贝尔教授研究副校长