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具有七重物理通道开关的热致变色铁弹体
东南大学国际分子铁电科学与应用研究院暨江苏省“分子铁电科学与应用”重点实验室团队发现了具有七个物理通道开关的热致变色铁弹体。相关工作以题为“The First Chiral Thermochromic Ferroelastic with Seven Physical Channel Switches”的学术论文在化学领域顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》上发表。此外,该论文被选为VIP(Very Important Paper)。据悉,只有不到5%的已接收论文才能获得如此积极的评价。 在信息化时代,电子智能设备的信号处理和加密显得至关重要,具有多重物理通道双稳态开关特性的多功能材料成为后起之秀。众所周知,一把钥匙对应一个锁,假如我们将财产放进保险柜中,我们就又多了一层防护。类似地,每增加一个物理通道,就是增加一层保障。基于此,我们报道了首例具有七个物理通道的手性化合物,可以对信息进行七层加密处理,使信息安全更加可靠。 图1. (a) 消旋晶体结构中的无序的CTA阳离子和手性有序的S-CTA和R-CTA阳离子;(b) (R-CTA)2CuCl4和(c) (S-CTA)2CuCl4的晶体堆积图。 早在1999年,Wataru Fujita等人在《Science》上就已经报道了磁双稳态(Science1999, 286, 261–262)。在1,3,5-trithia-2,4,6-triazapentalenyl(TTTA)分子中观测到一个明显的磁双稳态回线发生在230 K到305 K温度范围内。它的高温相为顺磁相,低温相在二聚作用的影响下具有抗磁性。三年后,M. E. Itkis等人在《Science》上报道了在非那烯基中性自由基产物中发现了电、光、磁三个物理通道的双稳态特性(Science2002, 296, 1443–1445)。直到2014年,熊仁根教授团队在《Advanced Materials》上报道了高碘酸咪唑(IPI)化合物具有介电、压电、SHG和铁电和机电耦合等五个物理通道的双稳态(Adv. Mater.2014, 26, 4515–4520)。由此可见,每增加一个物理通道都面临着巨大的挑战,在分子铁电“似球-非球”原理和手性引入的指导下,我们利用手性配体进行合成,将手性开关引入其中,成功组装得到了(R-CTA)2CuCl4和(S-CTA)2CuCl4(CTA = 3-Chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium) (图1),这两个化合物在介电、电导、二阶非线性、压电、铁弹性,手性和热致变色这七个物理通道上具有开关特性。其中热致变色特征尤为耀眼,区别于传统的相变材料,这为双稳态开关提供了光谱加密的新灵感。 图2. (a) DSC曲线;(b) 介电,电导,压电和二阶非线性光学等多重双稳态示意图。 (Rac-CTA)2CuCl4,(R-CTA)2CuCl4和(S-CTA)2CuCl4的相变点分别在361, 417 和420 K附近(图2),随着温度变化,相变温度以下的低温相和相变温度以上的高温相的介电常数、电导率、压电系数、SHG信号强度均呈现出可切换的两种稳定的状态。 图3. (S-CTA)2CuCl4和(R-CTA)2CuCl4晶体在293 K下的铁弹畴结构。 此外,这对手性化合物还具有铁弹性,铁弹相变往往伴随着铁弹畴的演化。在正交偏振光下,不同取向的铁弹畴具有不同的双折射特性,从而呈现出明暗不同的结构区域。(S-CTA)2CuCl4和(R-CTA)2CuCl4的晶态薄膜在室温下呈现出清晰的三角形铁弹性结构。当温度高于相变点时,铁弹畴迅速消失,呈现出立方对称的消光特性。在随后的冷却中,规则的铁弹畴又很快显现,表现出明显的开关特性。 图4.变温固体紫外-可见吸收光谱。 除了铁弹性外,这一对手性晶体还展示出可转换的热致变色的性质。室温下,(R-CTA)2CuCl4和(S-CTA)2CuCl4晶体对光的吸收均低于540 nm,与它们呈现的黄色外观一致。随着温度的升高,电子吸收带的吸收边缘发生红移。当温度超过相变点达到423 K时,吸收边移动到580 nm,这也与晶体受热变成橙色一致。利用热致变色特征对光谱加密和信号检测进行特定的处理,这为开发新型加密技术带来新的思路。 该工作由博士生陆思祺(第一作者)等人的共同努力下完成,东南大学为第一通讯单位。该成果得到“东南大学十大科学与技术问题”启动培育基金的资助。
东南大学 2021-04-11
一种具有温度补偿的宽温度全MOS电压基准源
一种具有温度补偿的宽温度全MOS电压基准源,设有启动电路、基准核心电路、由温度检测电路、温度逻辑开启电路和高低温温度补偿电路构成的温度补偿电路。启动电路向基准核心电路注入电流使其正常工作,基准核心电路基于阈值电压和热电压的一阶温度补偿原理,采用CMOS型自偏置电流产生电路产生电流并经过有源负载产生基准电压VREF,温度检测电路提取MOS器件的阈值电压进行温度检测,经温度补偿逻辑开启电路进行逻辑处理后输出给高低温温度补偿电路,高低温温度补偿电路针对对不同的工作温度范围进行补偿并将补偿结果反馈耦合到基准核心电路输出的基准电压中,实现宽温度工作条件下低温度系数和高电源抑制比的全MOS电压基准源。
东南大学 2021-04-11
具有多层纳米结构的柔性铜基材料及其制备方法、应用
本发明提供一种具有多层纳米结构的柔性铜基材料,该材料包括柔性基体,所述柔性基体具有多层结构层,所述多层结构层包括:铜基金属层构成的第一结构层;位于铜基金属层两侧的第二结构层,所述第二结构层为铜多孔层;以及位于铜多孔层上的第三结构层,所述第三结构层为氧化物层。本发明通过控制基体材料,结合脱合金溶液和时间的控制,调控材料的结构,获得不同的纳米结构层,并保留部分原始基体层,从而在具备优异的柔韧性同时,多层纳米结构层提供优异的催化性能。
南京工业大学 2021-01-12
具有荧光特性的水溶性单分散聚合物纳米球
本技术从两亲共聚物出发,通过一步加热法,得到粒径高度均一的纳米球,直径可在20-80nm范围内任意调节。该纳米球可在水中长期稳定分散,根据需要可通过调控酸碱度予以沉淀回收。另外,在聚合物纳米球制备过程中,可直接包载疏水性荧光或药物分子,从而具备其他功能特性,而纳米球的尺寸规整性保持不变。该方法只涉及到加热,甚至无需搅拌,极易规模化制备。
南京工业大学 2021-01-12
具有梯度浸润性孔道结构的纳米纤维膜及其制备方法
本发明属于空气净化领域,具体公开了一种具有梯度浸润性孔道结构的纳米纤维膜及其制备方法,向聚丙烯腈(PAN)纺丝溶液中掺杂疏水性二氧化钛(F‑TiO<subgt;2</subgt;)纳米颗粒,采用静电纺丝技术制备了疏水性复合纳米纤维膜,F‑TiO<subgt;2</subgt;纳米颗粒可在紫外光下发生响应产生活性自由基催化分解表面接枝的全氟链段,实现浸润性沿膜厚方向上的逐渐变化,构筑具有梯度浸润性孔道结构的纳米纤维膜。
南京工业大学 2021-01-12
质子/重离子治疗仪具有 360°旋转机架的治疗室
质子治疗肿瘤已被全世界评估为疗效最好、副作用最少的治疗方法,质子放射治疗肿瘤需要质子重离子治疗设备,质子重离子治疗设备价格昂贵,目前国际上也只有少数的医院具有,高昂的成本设备成本是质子重离子治疗推广应用的最主要瓶颈,质子重离子治疗设备要实现适形治疗,需要高效地控制束流的横向位置、纵向的能量分布,以精准地匹配病灶的形状,这就需要能够360°旋转、等中心点的旋转机架,上海理工大学与其他单位利用在航天领域的合作成果和相关的自主技术,破解了质子重离子束用于实体瘤的精准治疗的核心技术和工程难题,成功研发质子重离子治疗仪360°旋转机架,位置精度达到了<1mm,为质子重粒子治疗设备小型化、降低成本、更普及推广打下了坚实的基础。质子重离子治疗仪360°旋转机架是质子重离子治疗仪的重要组成部分,它能将粒子束按照最优路径准确打到患者的肿瘤位置,减少对健康部位的损害,更有效的杀死癌细胞。
上海理工大学 2021-01-12
一种集控制功能与I/O功能于一体的智能控制器
本实用新型涉及一种集控制功能与I/O功能于一体的智能控制器,包括主板电路和罩体,所述主板电路包括MCU单元、电源单元、UI单元、UO单元、DI单元、DO单元、通讯单元,所述UI单元包括模数转换单元、开关量输入处理单元、电平量输入处理单元,所述UO单元包括数模转换单元、外接继电器驱动单元,所述通讯单元包括以太网通讯处理单元、485通讯处理单元、无线通讯处理单元,所述UI单元、UO单元、DI单元、DO单元和通讯单元皆与MCU单元相连,所述电源单元对MCU单元、UI单元、UO单元、DI单元、DO单元和通讯单元进行供电。本实用新型具有最精简的计算机控制结构,采用 CPU 主控单元独立完成控制与运算,其结构紧凑,集成度高,产品具有多种通讯方式,可操作性强。
浙江大学 2021-04-13
人手自然抓握功能的机器人拟人手
如何用工程科学的方法复现人手日常的抓握功能是一项挑战性的难题。我们发明了一种能复现人手自然抓握功能的机器人拟人手。它的独特之处在于它仅需四个电机就可驱动5指16关节的拟人手展现出卓越的抓握操作能力。由于独特的设计技术,使用者能够通过有限表面肌电信号(一种非侵入式的手段)随意地控制该手执行他们的运动意图,完成丰富的抓取功能。
华中科技大学 2021-04-10
功能磁性纳米材料的构建及诊疗应用基础
"该成果获2018年度高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)自然科学类一等奖,系统研究了磁性纳米材料的控制制备及表面修饰,研究成果发表在Coll. Surf. A与Nanoscale Res. Lett.,共计被SCI正面他引260篇次。研制出10L纳米g-Fe2O3弛豫率国家标准物质(GBW(E)130387),教育部组织的科技成果鉴定认为该标准物质填补了国内外空白,对磁共振成像造影剂研制、生产及临床应用具有重要意义。提出了一种交变磁场诱导磁性纳米颗粒组装的新机制,制备得到具有各向异性磁热效应的水凝胶,结果发表在Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.等专业期刊上,被同行认为“交变磁场组装磁性纳米颗粒是过去十几年来除了静磁场控制组装以外首次提出的新的组装方式和机制”,“首次制备具有各向异性磁热效应的磁性水凝胶”,“在未来的临床热疗中具有重要应用前景”。
东南大学 2021-04-10
天然产物来源的抗炎症药物及功能食品
已有样品/n许多健康问题,如慢性疼痛、肥胖、糖尿病、心脏病、中风、偏头痛、甲状腺问题、牙齿问题、感染性疾病和癌症都源于炎症。从天然产物资源中筛选对炎症具有良好疗效的成分,开发为药物,抗炎治疗;来源于可食性植物天然产物开发成功能性食品或饮品,消除和改善慢性炎症。相关内容采用技术秘密保护,详情可进一步协商。
中国科学院大学 2021-01-12
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