工程生物材料 (ELM) 是一类新型材料,旨在合成 21 和/或由生物体填充。ELM 有可能降低材料制造中的能源成本,并提供包括自修复和 23 传感在内的新型材料功能。然而,材料制造的能源成本主要来自用于建筑和机器的刚性材料的生产 24。为了大幅减少碳排放,25 ELM 必须能够替代其中一些刚性材料。然而,由活细胞合成的天然材料不够坚硬,无法替代大多数刚性工程材料 27。此外,目前最坚硬的 ELM 中的细胞活力还不足以实现这些材料的潜在可持续性优势。对刚性 ELM 的需求将需要新的方法来增强驻留细胞活力和/或将活细胞与刚性支架相结合 30。在天然材料中,骨骼是一种罕见的刚性材料 31,它由能够保持多年活力的细胞合成和功能化。骨骼有望为克服挑战提供宝贵的经验,以实现用于承重目的的 ELM 所需的活力和 33 机械性能。34
电导率和柔性超级电容器中电极活性材料的低电阻不能被夸大。在超级电容器的领域中,电极材料具有至关重要的意义,持续的效果致力于开发新型材料,例如石墨烯,MXENE,金属有机框架(MOF)等,旨在增强设备性能。MOF材料是新型材料,由金属簇和配体组成。先前的研究表明,超级电容器可以直接利用该材料作为电极材料。4 - 6中,电极和电解质之间的接触可以通过材料中的多孔结构来促进,从而产生双电动层效应,金属离子可以与electrolete进行某些氧化还原反应,从而导致假性含量。7,8在先前的作品中,Ni-Mof,9,10 Co-Mof,11,12 Fe-Mof,13和Ni/Comof(14,15)在其他工作中显示出很大的潜力作为超级电容器电极材料。中,由于其较高的电化学活性,双重动物的Ni/ComoF具有比单个MOF更高的电容和更有希望的性能。我们还准备了CO/NI-MOF粉末材料,并研究了CO和Ni的摩尔比以对电化学性能的影响。16准备好的圆锥体0.5 -mof
如今,经济发展在很大程度上依赖能源和能源技术。相当大的效果专门用于设计与能源相关应用的新型材料,尤其是可再生能源(例如太阳能和电池)的生成和存储。本课程旨在为学生提供介绍能量材料的物理和应用,包括电池材料,光伏材料以及燃料电池和氢技术的材料。将重点放在有关基本物理机制,一般绩效,当前局限性和挑战的讨论上。
对表现出非类量子效应的新型材料的探索继续带来许多惊喜。最近,例如,二维Moiré异质结构已成为中心阶段 - 最突出的双层石墨烯。在扭曲的双层石墨烯的最令人兴奋的特征中,观察到的强相关状态的出现,包括莫特绝缘子,超导性等。通常,二维材料的堆叠仅通过门掺杂或调谐扭曲角提供了前所未有的目标访问,以操纵电子性能。因此,它们能够对非常规的物质量子状态进行受控的工程,这不仅为强相关系统的基本方面开辟了新的观点,而且还构成了一种非常有希望的新型材料功能化的途径。在我的演讲中,我将介绍扭曲的双层石墨烯和相关Moiré异质结构的物理和最新发展。此外,我将解释在这种材料的复杂多体物理学的理论描述中必须应对的挑战。我将讨论现代功能方法如何提供一种多功能的工具包,以与密切相关的Moiré异质结构的许多通用和非宇宙方面联系,包括描述竞争相关性的描述,费米语表面的不稳定性,量子关键行为,以及Chern Insululators和Chern Insululators和Chern Insoluctators and topoldogical ofdodicaldodictive的可能出现。
I.发现灵感的项目:在此主题下,我们正在寻找新颖和高风险的想法,主要集中于生物细胞,生物和系统(合成生物学)的设计和重新设计。研究主题包括生物工程的细胞和系统(包括合成植物),生物启发的设计和新型材料。可以在下面找到这三个主题的更多详细信息。这些描述并不详尽,并且鼓励所有适合这些主题的想法。我们还认识到这些主题没有硬边界,因此也鼓励跨三个主题的新思想。生物工程细胞和系统
Benedetto Bozzini 是意大利米兰理工大学应用物理化学教授、电池材料工程实验室协调员和能源系执行委员会成员。他的研究活动涵盖了电化学材料科学和光谱电化学交叉领域的广泛领域,重点关注电池材料,既涉及开发新型材料和电化学装置的电化学合成,也涉及推动在分子水平上理解原位电化学界面的能力。特别是,他专注于电化学储能装置的原位非线性和 X 射线光谱和显微光谱,以及原位 X 射线和中子成像。