封面圖片以一根纖維為線索, 串聯起特種功能、熱管理、儲能、能量收集、發光和傳感纖維, 并展示其應用, 如能量收集、發光衣物、智能手套等. 這種設計直觀展示了智能纖維的功能和應用, 體現了它們在構建智能化社會中的關鍵作用. 背景設計為整體織物, 將各個功能嵌入其中, 寓意著這些智能纖維協同工作, 共同推動科技進步和改善人類生活. 詳見本期專題.

悅讀科學

一個重復“變臉”的活動星系核正回到亮的I型狀態

呂兵, 吳學兵

一維宇稱時間對稱系統中的復能量安德森局域態

王威, 王緒隆, 馬冠聰

宇宙中的化學拼圖: 冷暗星云中的復雜有機分子

全冬暉, 盧楊

李冠良, 陳程杰, 夏瑞

重組XVII型膠原蛋白微針經皮遞送抗菌銅-DNA納米顆用于皮膚抗感染修復

張藜, 陳祎凡, 夏江, 王建浩

大西洋多年代際變率在全球變暖下的增強響應

王伊婷, 李姝珺, 吳立新, 蔡文炬, 耿濤

亮點述評

整合多源數據揭示基于影像組學的結直腸癌預后分層潛在生物學基礎

牟勝男, 付宇, 張惠茅

外磁層合聲波

陸全明

新型功能纖維與智能織物專題

編者按

新型功能纖維與智能織物: 制備、性能及應用

張瑩瑩, 陳文帥, 邵元龍

評述

碳納米管/石墨烯雜化纖維的制備、性能與應用進展

孫曈釗, 蹇木強, 張錦

碳納米管/石墨烯雜化纖維不僅能顯著提高單一纖維的性能, 還為功能纖維、智能織物等前沿領域的創新發展注入新的活力. 本文介紹了碳納米管/石墨烯雜化纖維的制備方法, 分析了其基本性能優勢, 探討了其在智能織物、可穿戴器件等方面的廣泛應用前景, 對未來發展方向與可能面臨的挑戰進行了展望.

面向智能傳感的多材料電子纖維器件的設計與應用

金政揚, 耿皓宇, 劉榮坤, 王怡森, 金宇航, 朱麗萍, 王海亮, 嚴威, 朱美芳

熱拉纖維技術通過精確調控纖維的結構與性能, 為力學、聲學、光學和電學傳感器的設計與性能優化提供了全新路徑. 本文系統綜述了熱拉技術在各類傳感器中的應用, 深入分析了其在傳感器穩定性提升與多功能集成中的創新設計策略, 并展望了熱拉纖維在智能傳感器和功能材料領域的應用前景與挑戰.

離子凝膠纖維的制備及其傳感性能研究進展

范源, 張其沖

離子凝膠纖維因其具有柔性、透明性、舒適性、離子導電性等特性, 成為可穿戴電子產品的理想選擇. 本文綜述了近年來離子凝膠纖維的制備及其傳感性能的研究進展. 結合該領域近年來的研究成果, 分析了離子凝膠纖維發展面臨的挑戰, 并針對性地提出了未來研究的方向與建議.

齊樂, 張瑩瑩

可穿戴電子器件的發展催生了對柔性供能器件的需求, 纖維電池因具有良好的柔性而成為理想選擇. 然而, 纖維高長徑比特性給纖維電池的電化學性能和力學穩定性帶來挑戰. 本文旨在從纖維本征特性出發, 分析纖維結構為電池帶來的機遇與挑戰, 為設計下一代纖維電池提供思路.

高導熱纖維研究進展

奚啟清, 楊志誠, 姚深冬, 李欣航, 陸國慶, 王夢蝶, 郭隱犇, 邵元龍

高導熱纖維, 如中間相瀝青基碳纖維、氮化硼纖維、碳納米管纖維、石墨烯纖維等, 具有優異性能, 是實現高功率散熱應用的結構功能一體化理想材料. 本文梳理了高導熱纖維的研究進展, 介紹了導熱機理, 匯總了纖維熱導率的測試方法, 展望了高導熱纖維的應用前景.

周群, 文顯, 孫朝陽, 郭俊澤, 王黎明, 覃小紅

隨著可穿戴技術的快速發展, 傳統電池供電系統難以滿足需求. 纖維基濕氣發電機不僅能供電, 還能提高設備舒適度. 本文詳述其工作原理, 分為一維線狀、二維薄膜狀和三維氣凝膠狀三類介紹制備方法、結構特點, 以及其在自供電設備和傳感器中的應用, 并展望其未來發展.

熱防護功能纖維與智能紡織品的研究進展

孫凡惠, 楊金, 鄭敏博, 李世雄, 侯琳, 樊爭科, 于志財, 樊威

熱防護服在消防、航空航天、應急救援等領域中至關重要, 能夠保護高溫工作人員免受燒傷甚至出現死亡的風險.基于當前研究現狀, 本文概述了熱防護的纖維和織物, 并闡述了智能熱防護服的應用研究進展. 最后, 對功能纖維與智能紡織品在熱防護中面臨的挑戰與機遇進行了總結和展望.

巨俊, 易鳳蓮, 伍亮, 王娟, 裴凌威, 熊靜, 李端, 喬琰, 張同華, 魯志松

紗線基微流控技術是可穿戴領域的研究熱點. 本文從該技術的演進脈絡切入, 深入剖析了紗線上液體的吸收與轉運機理, 歸納了紗線芯吸性能調控、紗線微流控器件構造及其與織物融合的策略, 總結了其在汗液分析、汗液激發供能以及汗液觸發致動等方面應用的研究進展.

航空航天用智能纖維與制品

朱宇文, 王浩宇, 孫恒達, 王剛, 朱美芳

航空航天領域對纖維材料的需求日益增長, 這些材料不僅能夠提供結構支持, 還能夠通過光、電、熱、磁等功能實現智能監測與能源供應. 本文探討了智能纖維的制備方法及其在航空航天中的應用現狀和潛在使用能力, 以及未來在材料性能優化、制造工藝提升和功能多元集成方面的發展前景. 深入了解這些先進材料如何在飛行器設計中發揮關鍵作用, 為讀者揭示未來航空航天技術的新面貌.

機電轉化纖維及自供能可穿戴紡織器件

趙繼忠, 陳梟, 董凱

機電轉化纖維(MECFs)通過摩擦起電效應將機械能轉化為電能, 從而為電子設備獲取能源或提供傳感信息. 本文綜述了MECFs的制備技術、結構分類及其在能源供應、運動傳感、生理監測等多個領域的應用潛力, 展望了其在可穿戴電子設備發展中的重要作用.

論文

具有高力學強度與穩定電致發光特性的連續發光紗線的設計與構筑

張嘉琦, 林君夏, 王洋, 任婧, 高文麗, 李雙志, 李柳燕, 鄭飛, 凌盛杰

本研究通過芯層單纖維加捻與皮層封裝處理, 有效提升了發光纖維的力學性能和韌性, 同時實現了色彩的多樣化和可調性. 制備的發光纖維在復雜環境下表現出卓越的穩定性和耐久性, 適用于柔性顯示、智能紡織品等領域. 特別是發光紗線鞋面展示的多種色彩風格切換, 凸顯了其在可穿戴設備中的應用潛力.

論文

地球與環境科學

尺度知識引導的深度學習生態系統碳匯模擬

周詠杰, 江昊, 陳星, 王旭輝

深度學習模型作為新興方法對陸地生態系統碳匯模擬尚存不確定性, 本研究基于凈生態系統碳交換(NEE)響應規律的先驗知識, 提出尺度知識引導框架優化深度學習NEE估算模型的擬合能力, 為評估氣候變化對碳循環過程影響提供新的數值模擬工具和分析方法.

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