王玲/封伟《Small》仿生耐冻软材料:设计、性能和应用

在自然界中,许多生物有机体已经发展出非凡的抗冻能力,可以在极冷的环境中生存。受这些生物体抗冻性的启发,研究人员投入大量精力开发先进的耐冻软材料,并探索其在电子皮肤、软机器人、柔性能源和生物科学等不同领域的潜在应用。本文从生物灵感和先进材料工程的角度全面概述了耐冻软材料的最新进展及其新兴应用。首先,介绍了耐寒生物体耐冻性的机制。然后,总结了开发防冻软材料的工程策略。此后,介绍了用于不同技术应用的耐冻软材料的最新进展,例如智能传感器和执行器、能量收集和存储以及低温医疗应用。最后,讨论了仿生耐冻软材料快速发展的未来挑战和机遇。

图文简介

一些具有抗冻能力的动植物的例子

开发仿生耐冻软材料的示意图。设计用于激活冰核抑制过程的耐冻软材料(左),灵感来自生物有机体中依数冷冻保护剂的功能。基于用于设计耐冻软材料的非依数型机制的冰生长抑制策略(右)。

通过氢键和静电相互作用引入软材料中的冷冻保护剂的最佳抗冻性能概述。

为实现软材料的冷冻耐受性而构造的受限混合结构。

用于人体运动检测的低温工作应变传感器,包括喉结的行为监测

基于耐冻软材料的低温工作应变传感器

防冻柔性超级电容器

防冻柔性电池

抗冻柔性摩擦纳米发电机

基于耐冻软材料的低温工作压力传感器

论文信息

论文题目:Bioinspired Freeze-Tolerant Soft Materials: Design, Properties, and Applications

通讯作者:王玲,封伟


通讯单位:天津大学


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收录于合集 #柔性器件

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