微系统集成传感、通信、处理、执行和微能源等多种功能单元，被认为是21世纪的革命性技术之一。伴随着技术进步与人型机器人、无人机、6G通讯技术等新兴产业的涌现，微系统需实现更低功耗与更长寿命（甚至是全寿命）。面对这些需求，基于半导体和MEMS的传统微系统存在技术瓶颈，而具有极低摩擦和磨损特性的超滑技术为此提供了新机遇。超滑微系统定义为集成了多种功能及超滑组件的微小型系统。结构超滑是指两个接触固体表面间相对滑移时零磨损和近零摩擦的状态，这一具有原理性创新的根技术是实现超滑微系统的关键途径 [1]。自2002以来，郑泉水团队致力于探索结构超滑原理，发展超滑发电机、超滑微电机、超滑射频开关等超滑微系统技术。微系统在执行功能时受到载荷、环境等条件约束，因此结构超滑状态的稳健性是一个值得关注的问题。图1 超滑微系统郑泉水院士团队在国家自然科学基金委员会等资助下探索结构超滑状态的稳定性、长寿命边界，在多种材料、结构体系及超高速运动、高载流密度条件下实现结构超滑 [2-5]。在近日发表于Nano Letters期刊的论文 [6] 中，该团队构建了移动Schottky接触，实现了界面性能的在线力学调控，展

柔性可拉伸电子在可穿戴电子设备、电子皮肤和软体机器人等多个领域得到了广泛关注。其中能够感知多种外界刺激并产生响应信号的智能柔性系统逐渐成为研究的热点，在柔性显示、健康监测、软体机器人等领域具有重要的应用价值。开发出具有刺激响应特性的智能软材料是构建未来无源柔性智能系统的基础。清华大学深圳国际研究生院汪鸿章课题组联合清华大学刘静教授、新南威尔士大学汤剑波博士研发出一种智能液态金属弹性体架构（LMEA），同时具有多刺激响应与感知能力。该体系将磁化后的液态金属分散于弹性聚合物中，并使其中的液态金属处于高度过冷状态。当感知到接触式（如机械按压、拉伸、扭转）或非接触式（如磁场）刺激时，平衡状态受到扰动，立即触发液态金属相变并释放大量潜热。这些潜热释放到低热导率的弹性体内部，会使得材料温度快速升高（可超过30摄氏度）并能维持数分钟。这些刺激触发的热信号能够被红外相机捕捉，由此实现多重输入信息如按压、拉伸、扭转、磁场的可视化感知，为柔性智能提供了新的材料体系。此外，基于导电弹性体、水凝胶和液态金属的可穿戴电子设备常面临透气性低、粘附性差、延展性有限等挑战，不适合长时间或剧烈运动佩戴，从而限制了其在长

第一作者：范颖正、王潇雄通讯作者：Lea R. Winter通讯单位：耶鲁大学成果简介近日，耶鲁大学Lea R. Winter团队和清华大学SIGS王潇雄团队在Nature Water上发表了题为“Highly efficient metal-free nitrate reduction enabled by electrified membrane filtration”的研究论文。该研究解决了电化学脱除水中硝酸盐依赖于金属催化剂的困境，通过传质和电流调控利用未经修饰的碳纳米管电活性膜实现了硝酸盐的高效还原，提供了一种无需金属的高效电化学硝酸盐还原策略。引言饮用水中硝酸盐的电化学脱除技术主要依赖于金属催化剂。然而，金属催化剂的制备过程复杂，处理成本高，且存在金属溶出引发二次污染的风险。本研究采用了未经修饰商品化碳纳米管（CNT）制成不含金属的电活性膜（CNT-EM），利用流通式电过滤，实现了与金属催化剂相媲美的硝酸盐还原性能。通过实验结合计算流体力学模拟，揭示了CNT-EM中硝酸根扩散边界层的缩减降低了扩散阻力，进而提高了局域硝酸盐的转化效率。通过对比原始CNT-EM和富缺陷CNT-

原文发表于2024年4月《自然-水》Walking-induced electrostatic charges enable in situ electroporated disinfection in portable water bottles行走静电实现水杯直接即时、按需安全消毒人走的每一步都会因脚与地面的摩擦而产生静电。本研究提出了一种新概念消毒水瓶，可以通过利用身体在步行10分钟内产生的摩擦静电，巧妙地驱动极低能耗、易集成的限域电场电穿孔消毒技术，在手持水瓶中杀死病原体。研究背景饮用水中微生物消毒是保障公共健康的关键环节。如果可以实现对水杯、水壶等容器中存放的水进行直接、原位消毒，将有效保障饮用安全，成为确保用水安全的最后一道防线。但是现有消毒技术（氯消毒、紫外消毒、膜过滤消毒）主要应用于集中式处理，并依赖药剂或电力资源，难以实现在每个水杯中按需及时地快速消毒。限域电场电穿孔是一种基于物理机制的快速消毒技术，利用限域强化电场，可有效损伤细菌细胞膜或病毒衣壳。虽然电穿孔消毒技术具有极低能耗、易集成的核心优势，但在实际运行中，仍旧需要常规能源的不间断输入。研究方法人走的每一步都会

物质科学Physical science2023年10月20日，来自加州大学伯克利分校的吴军桥教授、李嘉琛博士后研究员，以及来自清华大学深圳国际研究生院的双螺旋中心董恺琛助理教授等在Cell Press细胞出版社旗下期刊Joule上发表了题为“Printable, emissivity-adaptive and albedo-optimized covering for year-round energy savings”的研究论文。该研究报道了一种批量打印且颜色可调的温度自适应辐射制冷薄膜（PEAC），不仅解决了辐射制冷领域长久存在的低温过制冷问题，还实现了低成本、大面积的卷对卷生产技术。此外，该材料的太阳光吸收率可在生产过程中进行定制，以优化不同气候条件下的全年节能总量，或者优化无空调无暖气的建筑物的温度舒适度。第一作者为李嘉琛、董恺琛，通讯作者为吴军桥。▲长按图片识别二维码阅读原文研究背景日间辐射制冷（daytime radiative cooling）材料具有非常高的太阳光反射率及大气窗口（8-14 μm）红外辐射率，于建筑物、服装、汽车等场景中展现出巨大的节能和控温潜力。然而

清华新闻网10月16日电近日，清华大学微纳米力学与多学科交叉创新研究中心郑泉水院士研究组在结构超滑技术相关研究领域取得重要进展，该研究设计了全自动的结构超滑材料转移测试系统，通过结合人工智能算法、精确位移平台和力传感器，实现了结构超滑材料的自动转移技术，以及石墨-三维材料异质结的摩擦性能测试。基于该系统，该研究展示了结构超滑材料精确转移和组装的应用结果。研究将加速大尺度结构超滑的应用和结构超滑器件的研发。自动化系统的设计原理、功能和照片。（a）自动化系统核心组件的设计原理图，包括XYZ长程位移平台、XYZ精密位移平台、光学显微镜等。除手动显微镜轴外，所有组件均由软件控制。（b）微米级石墨片的转移过程示意图。首先，通过手动操作找到目标位置。然后，将光学显微镜对准石墨片，系统会自动寻找尖端并记录目标石墨片。然后，位移台和探针将石墨片推起并拾取。同时，系统会判断石墨片是否为具有自回复性质以及操作是否成功。最后，石墨片将被转移到目标位置。（c）整体系统的照片。（d）核心部件的特写。（e）力传感器和钨针尖结构超滑（Structural Superlubricity）指的是两个完全接触的固体表面在

仿生合成铁氧体量子点/石墨烯异质材料用于高性能超级电容器第一作者：付民通讯作者：雷钰*，林雨潇*，Mauricio Terrones*单位：山东科技大学, 清华大学深圳国际研究生院，江苏师范大学，宾夕法尼亚州立大学【研究背景】由于具有成本低和理论容量高等优点，尖晶石铁氧体被认为是非常有潜力的电极材料。然而，传统的块状铁氧体材料仍受限于导电性差、活性位点不足和离子传输迟缓等问题。课题组前期工作（Carbon, 2022, 199, 520-528；Small, 2021, 17(1), 2004827； Journal of Power Sources, 2021, 492, 229669；Carbon, 141 (2019) 748-757）开发了一系列不同结构的铁氧体及其他金属化合物，研究表明材料结构在提升电化学表现方面扮演着关键的角色。因此，铁氧体基电极材料的组分和结构的设计与调控至关重要。【文章简介】近日，来自山东科技大学的付民，清华大学深圳国际研究生院的雷钰、江苏师范大学的林雨潇与宾夕法尼亚州立大学Mauricio Terrones合作，开发了一种普适性的仿生合成策略，得到一系

全文速览纸和折纸进入工业和日常生活已经成为人类文明的一个标志。然而，折纸的性能受到组成材料特性的限制，包括长期弯曲、电导率和导热率。这里，作者们报告了一种将液态金属直接大规模附着到非湿润基板上的新方法，通过在制造过程中控制施加的力来调节增强纸的机械和电性能。解释了不同液态金属（eGaIn 和 BiInSn）与非润湿基板通过力的粘附机理。此外，基于增强纸的多功能折纸结构可以在几种变形模式之间切换，并包括用于接收和发射电磁信号的形状记忆天线。这项工作提供了一种开发可穿戴测试平台、柔性设备和软机器人应用的多功能纸张的通用方法。本文亮点1. 一种仅依靠力响应黏附就能在不同类型的纸张上直接印刷液态金属的大规模快速制备方法。2.增强纸的多功能折纸结构具有可穿戴测试平台、柔性设备和软机器人的潜力。背景介绍纸，可以从天然纤维素纤维获得，是公认的文明标志。蔡伦发明的植物纤维纸被认为是中国古代智慧的结晶。由于纸张具有良好的可降解性、可吸收性和柔韧性，目前已广泛应用于艺术、教育、印刷等领域。值得注意的是，材料非常薄的厚度使得它非常容易弯曲、折叠和扭曲，并创造了一种新的艺术风格，称为折纸，这是一种简单而高效的