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特刊详情 客座编辑 Jing Tao，美国劳伦斯伯克利国家实验室 Anna Liljedahl，美国伍德威尔气候研究中心 Christopher Burn，加拿大卡尔顿大学 Guido Grosse, 德国阿尔弗雷德·韦格纳研究所亥姆霍兹极地和海洋研究中心 Jeannette Noetzli, 瑞士WSL雪崩研究所 Scott Goetz，美国北亚利桑那大学 Thomas Douglas, 美国陆军寒冷地区研究和工程实验室 杨元合，中国科学院植物研究所   主题范围 Due to recent climate warming, permafrost regions at high latitude and high altitude have experienced dramatic changes. It is urgent to integrate efforts among interdisciplinary research communities in field science, remote sensing, and...

Materials Research Express（MRX）是一本开放获取、快速同行评审的期刊，发表涵盖各类材料的设计、制造、性能和应用方面的高质量研究成果。 近期，MRX期刊在能源材料、环境材料、医疗健康材料、生物炭基材料、激光工程与应用技术、环保再生材料及二维纳米材料等领域发表了专刊合集。欢迎大家阅读和下载！ 专刊列表 Focus on Materials for Energy, Environment, and Healthcare 客座编辑： Soney Varghese，印度卡利卡特国立技术学院 Deepalekshmi Ponnamma，卡塔尔大学 Aiswarya Bhaskar，印度卡拉库迪中央电化学研究中心 B Ratna Sunil，沙特穆罕默德·本·法赫德亲王大学 Devinder Yadav，印度巴特那理工学院   Focus on Biochar-Based Materials 客座编辑： Marta Marmiroli，意大利巴尔马大学 王兵，贵州大学 王圣森，扬州大学   Focus on Lasers in Engineering and Applied Technology 客座编辑： Moinuddin Mohammed Quazi，马来西亚彭亨苏丹阿都拉大学 Mohammadamin Ezazi，美国佐治亚南方大学 Mahadzir Bin Ishak，马来西亚彭亨苏丹阿都拉大学 M.A. Fazal，沙特阿拉伯吉达大学...

特刊详情 客座编辑 蔡闻佳，清华大学 Meghnath Dhimal，尼泊尔健康研究委员会 Ian Hamilton，英国伦敦大学学院 Stella Hartinger，秘鲁卡耶塔诺埃雷迪亚大学 张弛，北京理工大学 张颖，澳大利亚悉尼大学   主题范围 Climate Change is a health crisis and needs to be declared as a public health emergency. The most appealing reason why we should tackle climate change is to protect and improve the health and wellbeing of this generation and the next ones....

特刊详情 客座编辑 Sin Jin Tan 马来西亚伍伦贡大学 Sin Jin is currently serving as the Programme Leader for Bachelor of Electrical and Electronics Engineering Honours in School of Engineering, University of Wollongong Malaysia. She worked in the semiconductor industry before embarking her career in education. She is a registered Professional Engineer with Board of Engineers Malaysia. Her...

特刊详情 客座编辑 王建禄，复旦大学 黄海，复旦大学 王旭东，中国科学院上海技术物理研究所 梁佳，复旦大学 张旭涛，西北工业大学 李文武，复旦大学 张鸿，复旦大学   主题范围 As conventional semiconductor technologies near their physical scaling limits, there is an urgent demand for novel materials and device architectures to sustain innovation in electronics and optoelectronics. Low-dimensional nanomaterials—such as two-dimensional (2D) layered crystals, one-dimensional (1D) nanowires, and nanoscale heterostructures—exhibit unique electrical, optical, and...

本研究来自东北林业大学姜大伟、许苗军课题组。本研究系统综述水凝胶在柔性传感领域的前沿进展。文章从材料构筑、导电机制到多功能系统集成进行了全链条分析，揭示了水凝胶传感器在健康监测、环境检测等方向的创新应用。研究指出机械稳定性与导电性能的平衡是关键瓶颈，并提出“多响应智能水凝胶+软硬件融合”是未来发展的核心方向。 文章介绍 Advances and Future Perspectives in Hydrogel-Based Sensing Technologies: A Comprehensive ReviewMeiling Qi (齐美玲), Yuhang Han（韩宇航）, Wanyi Zhang（张琬依）, Yande Liu（刘颜德）, Dawei Jiang（姜大伟） Zijian Wu （吴子剑）, Miaojun Xu（许苗军）, Jiayu Fu（付佳玉）, Bin Li（李斌） 通讯作者： 姜大伟，东北林业大学化学化工与资源利用学院 许苗军，东北林业大学化学化工与资源利用学院   研究背景： 随着可穿戴电子、个性化医疗与软体机器人技术的快速发展，传统刚性传感器难以满足对柔性、舒适性与多参数实时检测的需求。水凝胶因其高含水量、生物相容性及可设计响应性，被认为是构筑柔性传感器的理想材料。通过导电聚合物复合、碳纳米材料填充及离子导电策略，可显著提升其信号灵敏度与机械强度。同时，双网络结构与多重交联设计进一步优化了其韧性与耐久性。然而，如何在高导电性与柔韧性之间取得平衡、实现多功能协同响应，仍是当前研究的核心挑战。本研究旨在系统总结该领域的材料创新、性能调控及应用进展，为下一代智能柔性传感系统提供理论依据与技术思路。   研究内容： 本综述全面梳理了水凝胶传感器的材料设计与功能拓展，从“材料—结构—性能—应用”四个层面构建了系统框架。首先，对天然、合成与混合型水凝胶的结构特征及交联机制进行了比较，揭示了聚合物浓度、交联密度、pH与温度等参数对力学性能与响应行为的影响。通过双网络、双交联及拓扑结构设计，可显著提升水凝胶的强度、韧性与可恢复性。 在导电增强方面，文章系统总结了三大策略：（1）导电聚合物型水凝胶，如PANI、PPy、PEDOT体系，实现高导电性与自修复性能；（2）碳纳米填料型水凝胶（CNTs、rGO等），具备优异机械强度和电子传输能力；（3）离子导电型水凝胶，兼具柔性、生物相容性与环境适应性，适用于极端条件下的传感。作者通过对比分析，指出在高导电性与可拉伸性之间的权衡是关键科学问题。 应用层面，水凝胶传感器已在多领域展现突破： 健康监测：用于实时捕捉人体运动、脉搏与呼吸信号，实现无线传输与可穿戴感知； 医学诊疗：开发基于SERS-AI的汗液分析与ROS响应型诊疗系统，实现癌症无创监测与术中治疗； 环境检测：构建颜色-电阻双模式紫外传感器，实现皮肤与环境辐射的可视化监测。 本研究不仅为水凝胶柔性传感提供了系统化综述，也为实现多响应、自修复、环境适应的“智能水凝胶系统”提供了科学路径，对推动个性化医疗与智能材料融合发展具有重要意义。 作者介绍 姜大伟  教授 东北林业大学 姜大伟教授，东北林业大学化学化工与资源利用学院，博士生导师，主要研究新型阻燃材料分子构筑与性能调控、功能高分子材料设计、高性能复合材料界面增强及柔性可穿戴传感器制备。曾任Advanced Composites and Hybrid...

📢 探索材料科学最新进展，全面开放获取！   我们很高兴向您介绍Materials Futures（MF）期刊最新一期内容。这是一本涵盖基础与应用材料科学与技术各领域的高水平期刊，重点发布突破性研究与专家综述。 🔍 无论您关注能源材料、纳米技术、结构合金，还是TENGs等新兴应用，MF期刊都将为您带来高影响力的科研洞见。 💎 值得一提的是，MF是钻石开放获取期刊：作者无需支付文章出版费用，读者也可免费获取所有文章。 🔬 MF由世界一流的材料研究机构——松山湖材料实验室提供合作支持，致力于推动材料科学前沿发展。   👨‍🔬 期刊编辑团队包括： 汪卫华院士：非晶合金与极端条件材料专家 赵金奎研究员：中子散射与量子材料领域的知名学者 Torsten Brezesinski研究员：电池材料与纳米技术创新者   👉欢迎点击此处链接，阅读完整内容。 文章介绍 Topical Reviews Energy Materials Fundamental theory and cutting-edge applications of TENGs Xilong Kang, Pengbo Li, Daniil Yurchenko, Shuge Dai and Junlei Wang   Electrocatalytic CO2/CO reduction to propanol: a critical review Toshali Bhoyar, Dohee Kim, Md...

本期内容来自Environmental Research Letters (ERL) 与 Environmental Research: Climate (ERCL)，涵盖中国焦化行业淘汰转型路径、气候研究中的知识权力结构、不稳定的喜马拉雅洪水风险、白云杉生长同步性驱动因素，以及净零排放情景下的未来热浪趋势等热点议题。 >>点击此处链接，订阅环境研究领域最新资讯。 精选文章 Strategic phase-down of China’s coking plants unlocks major climate and environmental co-benefits Hao Li, Xiaolong Lu, Linman Li, Bin Lu, Jing Meng, Leong Wai Hin Calvin, Xizhen Lu, Caiquan Bai and Zhaohua Wang This research Letter outlines a strategic phase-down of China’s coking plants, which dominate...

特刊详情 客座编辑 欧阳礼亮，清华大学 吴成铁，中国科学院上海硅酸盐研究所 边黎明，华南理工大学   主题范围 Multifunctionalised hydrogels and composites have emerged as advanced biomaterials designed to overcome the limitations of traditional hydrogels. While basic hydrogels provide a hydrating 3D environment, they often lack the structural integrity and biochemical complexity of native tissues. This has driven the development of composite systems, where hydrogels are...

本研究来自西湖大学崔维成实验室。尽管非平衡临界现象的研究已发现多个动力学普适类，但在描述多个普适标度间的转变时仍面临挑战。该研究建立了一个系统描述反应-扩散系统中标度转变的唯象模型——具有含时系数的伯努利微分方程。普适解准确描述了湍动液晶和激子复合中的标度转变的实验观察，为理解临界动力学提供了新工具。 文章介绍 Scaling crossovers in non-equilibrium critical dynamics Rong Li（李荣）, Qirui Ding（丁启睿） and Weicheng Cui（崔维成） 通讯作者： 李荣，西湖大学工学院电子与信息工程系 崔维成，西湖大学工学院电子与信息工程系   研究背景： 标度律和普适性是理解相变和临界现象的核心概念，揭示了不同微观系统如何表现出相似的临界行为。在远离平衡条件下，已确立了Kardar-Parisi-Zhang动态标度、扩散限制动力学以及定向渗流等几个重要的动力学普适类。 然而，实验研究揭示真实系统的演化往往超越单一动力学普适类，表现为多个不同标度之间的转换。例如，碳纳米管中激子-激子复合显示从反应限制衰减（1/t）到扩散限制标度（t-1/2）的转换；湍动液晶中吸收相变也展现多阶段弛豫过程。 目前对反应-扩散转变和多步弛豫已有定性描述，但解析精确的定量描述仍存在理论空白。传统单一标度假设在早期发散，且两步模型预测的反应-扩散转变远比实际观察更加缓慢，表明标度转变的解析描述需要更准确的理论工具。   研究内容： 本研究发展了一种描述非平衡临界动力学中标度转变的唯象方法。从反应-扩散系统的基本方程出发，我们导出了控制空间平均场演化的含时Bernoulli微分方程。其中反应系数的时间依赖主要源于空间涨落。研究团队提出了反应系数的标度不变性假设，并基于此推导出了方程的五类标度转变的严格解析解。 研究团队将理论应用于两个重要的非平衡实验系统。对于湍动液晶中的吸收相变，标度转变函数精确地描述了从早期缓慢衰减、中间的临界幂律衰减到末期的稳定或指数衰减的整个过程，解决了单一标度描述的早期发散问题和常反应系数系统的非幂律行为。对于碳纳米管中的激子-激子复合，研究揭示了一个新的双组分模型，精确刻画了实验观察到的突然转变现象，可能源于激子在高密度团簇和低密度区域之间的二象性存在。 该研究的创新意义在于：提供了一个系统描述动力学标度转变的解析理论，拓展了动力学普适性的唯象理论框架，为理解其他复杂非平衡系统的多阶段动力学演化提供了有力的工具。例如，本文的附录和讨论分别探讨了模型对描述Couette湍流和生物生长的可行性。 作者介绍 李荣  副研究员 西湖大学 李荣，西湖大学工学院电子与信息工程系，副研究员。长期从事复杂系统的数理模型研究，特别是超导材料的输运理论和非平衡相变方程，生物体系的非线性动力学方程研究。在Communications Physics, New Journal of Physics, Journal of Physics A, Royal Society Open Science等国际期刊发表论文10余篇，部分研究工作获得业内同行的赞誉和社会关注。   崔维成  教授 西湖大学 崔维成，西湖大学工学院讲席教授。长期从事大型复杂工程系统的多学科设计优化理论及应用研究，曾任“蛟龙”号载人潜水器总体与集成项目负责人，第一副总设计师，“百千万人才工程”一二层次首批人选,“长江学者奖励计划”首批特聘教授。2018年加盟西湖大学后，致力于基于东方二元共存哲学构建复杂系统统一理论的前沿基础研究。 期刊介绍 Journal of Physics...

IOP出版社每月从年度重点期刊中精选两个主题的研究文章供大家阅读，本月的主题为Robotics和Just transitions。这些文章体现了IOP期刊的高质量和创新性，并呈现了一些受关注的研究工作。欢迎大家阅读下载！ 您可以扫描下方二维码，查看IOP出版社生物医学工程领域和环境领域的最新资讯；还可以点击此处链接，订阅该领域的最新研究进展以及相关期刊的最新信息。   生物医学工程： 环境： 精选文章 Robotics Progress in Biomedical Engineering Exploration of biomechanics, mental workload and metabolism factors during prosthetic gait Andrea Berettoni, Samuele De Giuseppe, Giulia Mariani, Nicolò Boccardo, Matteo Laffranchi and Marianna Semprini   Systematic review on visual aid technologies for surgical assistant robotic devices Karen Jazmín Mendoza-Bautista, L Abril Torres-Mendez...

本篇研究来自湘潭大学胡金勇课题组。本文设计了一种双槽纳米硅盘阵列结构，实现了双频超窄带完美吸收（线宽<2 nm，吸收率>99%）；提出磁偶极子、衍射波模式和anapole模式相互耦合的混合机制，有效抑制辐射损耗，突破窄线宽与双波段兼顾难题；并为高性能的折射率传感器提供设计范式，在双通道生化传感领域显示应用潜力。 文章介绍 Ultra-narrow dual-band perfect absorber based on double-slotted silicon nanodisk arrays Can Yang 杨灿（本科生）、Minghe Luo 罗明贺（本科生）、Xiongwu Ju 巨雄吾（本科生）、Jinyong Hu 胡金勇（通讯作者） 通讯作者： 胡金勇，湘潭大学   研究背景： 本研究致力于解决当前超材料完美吸收器面临的核心挑战：如何在单一结构中同时实现双波段响应与超窄线宽吸收光谱。传统金属-电介质结构因金属固有高损耗难以压缩线宽，而低损耗的电介质结构又通常仅能支持单波段吸收，限制了其在多波段探测、滤波及传感等领域的应用。针对此问题，本研究旨在通过巧妙的结构设计融合磁偶极共振、衍射波耦合与anapole模式，以期实现一种兼具双波段响应与超窄线宽的完美吸收器，为设计高性能双频光学器件提供了理论基础和实验依据。   研究内容： 本研究采用有限时域差分法（FDTD）进行理论建模与数值仿真，系统分析了由双槽硅纳米盘阵列、二氧化硅间隔层和纳米银反射膜所构成超材料的光学吸收特性。通过笛卡尔多极子分解方法定量计算了各电磁多极矩对散射场的贡献，从而揭示了共振模式的物理本质。研究的关键在于利用阵列结构同时激发了两种机制：其一为磁偶极模式与衍射波模式耦合形成的混合模式，其二为相邻纳米盘间anapole模式的相互作用。     该研究系统分析了结构参数（如盘厚、直径、槽尺寸、晶格周期等）对光学吸收性能的影响，并通过优化参数在近红外波段实现了两个超窄线宽完美光学吸收峰，分别位于1155.23 nm和1212.17 nm，吸收率高达99.31%和99.61%，对应线宽仅为1.92 nm和1.25 nm；同时该结构表现出卓越的传感性能，两个通道的灵敏度分别为288 nm/RIU和204 nm/RIU，品质因数达到150 RIU-1和163.2 RIU-1。     这一研究成果的重要意义在于成功解决了双波段超窄带吸收的协同实现难题，为发展高Q值多频段光子器件提供了全新设计范式，特别是在高精度双通道生化传感领域展示了显著的应用潜力。 作者介绍 胡金勇  副教授 湘潭大学 胡金勇，湘潭大学博士生导师，中共党员，系副主任，湖湘青年英才，湘潭市D类高层次人才，湖南省电子信息技术研究会理事、湖南省电子学会理事、Rare Metals青年编委。2018年6月于中山大学获光学专业博士学位，2018年9月入职湘潭大学物理与光电工程学院从事教学研究工作，现为湘潭大学微电子科学与工程系副主任。主要从事微纳传感芯片的设计及其应用研究。近5年来，先后主持承担国家自然科学基金、湖南省科技创新计划项目、湖南省自然科学基金、教育部产学研协同育人项目、湖南省教育厅科研项目、湖南省教育改革项目等10余项，在ACS Sensors、Sensors and Actuators B: Chemical、Analytical...