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掺杂石墨烯的软性电容器，用于机械可调谐电光调制器
摘要： 除数据管理具备超高容量与速度外，未来通信网络还需通过有限资源下的系统可重构性提升性能。超高速运行使光数据管理器件成为与现有电子器件混合集成的理想候选，但其仍需在集成方案中实现系统重构的可调谐性。我们展示了一种高效电光调制器，该调制器基于采用石墨烯与聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）柔性电容结构的多光学波导系统，具有机械可调谐特性。这种通过电信号调控光信号时序吸收来产生光学信号的柔性电容，可机械脱离并重新附着于波导刚性表面，从而提供调制操作的启闭状态，并能根据重构的数据路由切换工作波导。经质量控制的石墨烯主要实现电光功能，而PMMA既作为电容中的柔性介电层，又作为石墨烯?；ざ刍惴⒒又匾饔?。我们研究了手动制备的石墨烯-PMMA电容在侧抛光纤（D形光纤）上机械调节时的调制效应，重点考察了透射光的消光比（ER）与工作带宽。成功实现了调制器在-50V至50V电压控制范围内达到19.8dB的消光比，其稳定工作经验证调制速度可达2.5MHz。
关键词： 电光调制器、机械调谐、石墨烯、可调谐调制器、软材料
更新于2025-11-28 14:24:03
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光活性功能软材料（制备、性能与应用）|| 光热效应驱动的软材料及其应用
摘要： 我们周围遍布软性材料。人体大多数器官都由软性材料构成。软性材料的一个决定性特征是它们能轻易被外部刺激和应力形变——即便室温下存在的热能也足以引发显著形变。德·热纳在1991年诺贝尔演讲中强调"柔韧性"是软性材料的本质特性。胶体、聚合物、液晶、凝胶及生物材料均属此类。作为自然界普遍存在的物质，软性材料持续启发着科学家与工程师设计制造智能响应材料系统，既用于基础原理研究，也应用于器件研发和医疗健康领域。由此发展出的各类工程化软性材料在现代技术中发挥着关键作用：软纳米技术、软体机器人和软光刻等技术，都体现了软性材料在生物学与工程学中的深远影响。软性材料构成了现代科学最具活力的跨学科前沿领域之一，其理论基础涵盖多元实验与计算体系。虽然纯净态软性材料已获广泛应用，但近期通过整合其他功能材料制备软性复合材料已成为常见做法，以此实现具有增强性能的先进可调材料以满足高科技应用需求。将光热剂掺入软性材料基质正是这类新兴方法之一。
关键词： 纳米复合材料、软材料、液晶、光热疗法、聚合物、凝胶、光热效应、执行器、药物递送
更新于2025-09-23 15:21:01
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光活性功能软材料（制备、性能与应用）|| 微流控中的软光致动器
摘要： 微流控技术，又称芯片实验室（LOC）和微全分析系统（μTAS），涵盖了一系列处理微量液体的多学科技术，用于生物学、物理学及跨学科前沿领域的反应、分析或基础研究。与传统笨重的台式仪器及其处理大量生物化学试剂的耗时且不够环保的手工方法相比，在微尺度通道中对连续流体或纳/皮升级离散液滴进行精准控制更有利于微型化系统。因此，人们日益关注在保持成本效益和易制造性的同时，将相应流程缩小至芯片实验室规模。微流控系统具有试剂消耗极少、便携性强、自动化程度高、耗时短及成本效益高等固有特性，从广泛的实验室和工业应用角度来看极具吸引力。
关键词： 微流控技术、芯片实验室、光致动器、软材料、微全分析系统
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过双气泡激光诱导空化微射流实现软材料穿孔
摘要： 通过研究两个相互作用激光诱导空化气泡产生的射流，优化了该技术用于软材料微尺度靶向的方法。双气泡微射流具有高度可控性，在需要最大限度降低消融或热损伤风险的应用中（如软生物结构），其配置优势优于单气泡方案。本研究将双气泡射流作用于琼脂凝胶仿生皮肤模型以探索微尺度注射应用，并针对软石蜡材料量化双气泡相较于单气泡射流的靶向效能。双气泡过程中产生的急剧拉伸效应形成快速聚焦的射流，平均速度达Ujet = 87.6 ± 9.9 m/s。作用于琼脂时，每次后续射流的穿透深度增加约250微米，注入量提升5纳升——该效果无需采用现有无针激光注射系统中的定制微喷嘴即可实现。在软石蜡中，双气泡射流虽与单气泡射流穿透深度相当，但在3倍目标距离下损伤面积减少约45%。因此双气泡射流能实现更小作用范围与更大靶向距离，有望降低附带热损伤及强冲击波压力的影响。
关键词： 微射流、双泡喷射、软材料、激光诱导空化、无针注射
更新于2025-09-23 15:19:57
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薄膜的光诱导形状变形
摘要： 利用光将二维薄片转变为三维结构在远程控制制造、表面调控和驱动领域备受关注。过去数十年间，人们已投入大量精力研发包含光化学或光热元件的材料体系，以响应光照产生形变。然而这些材料中化学、光学与力学之间的相互作用机制尚未被充分理解。本综述通过阐述光致应力的基础物理原理及其在近期文献中的应用，介绍了此类体系的形状变形机理。此外，我们系统评述了光化学与光热体系的关键设计特征，并对这一快速发展的领域所面临的机遇与挑战提出了见解。
关键词： 软材料、薄膜力学、光力学、聚合物、光响应材料、形状变形、执行器
更新于2025-09-22 20:27:59
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玫瑰红在自组装纤维网络上的吸附产生了一种热致可切换的氧化光催化剂和一种热致变色软材料。
摘要： 玫瑰红在自组装纤维网络上的吸附产生了一种热致可切换的氧化光催化剂和一种热致变色软材料。
关键词： 自组装、光敏剂、热致变色、软材料、超分子凝胶
更新于2025-09-16 10:30:52
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光活性功能软材料（制备、性能与应用）|| 软材料中的光化学手性诱导与反转
摘要： 手性或"旋向性"是生物世界的基本前提，生命以特定的手性形式存在。在生物体中，几乎所有糖类都是专一的右旋（D-异构体），氨基酸为左旋（L-异构体），DNA螺旋则组装成右旋结构。这种同手性的成因仍是未解之谜。受自然同手性启发，科学界一直致力于探究手性从单体分子水平向宏观/超分子水平的传递机制及其起源。自然界中由非手性分子自组装产生的超分子手性及其特定旋向性，在生命演化与超分子材料发展中起着关键作用。分子手性源于构型与构象，而超分子层次的手性则产生于分子组织过程——通过分子长程位置与取向有序形成手性超结构。
关键词： 超分子、聚合物、圆偏振光、光致变色开关、螺旋结构、液晶、光化学、自组装、软材料、手性
更新于2025-09-09 09:28:46