天大高水平高起点英文期刊《智能材料》（SmartMat）已于近日正式上线！
SmartMat
天津大学高水平高起点英文期刊
《智能材料》（SmartMat）
已于近日正式上线！
第一期集结了来自全球顶尖材料学家所撰写的10篇论文，其中包括中国科学院申长雨院士、唐本忠院士、田禾院士以及爱尔兰皇家学院Mike Zaworotko院士等的综述和研究论文。
该期刊由天津大学副校长胡文平教授 与香港城市大学张华教授 担任共同主编，是天津大学 主办并与Wiley 合作出版的一本聚焦智能材料领域前瞻性科研成果的英文学术期刊 ，旨在办成国内领先、国际上有较高声誉的学术刊物，提升我国该领域的影响力和话语权。SmartMat编辑部依托天津大学分子光电实验室TJMOS建立了以相关领域全球高被引学者为主体、多位两院院士加盟的国际化编委会，国际编委比例达到42%，两院院士占比26%。
随着第四次科技革命和产业变革的到来，大数据、云计算、物联网、人工智能的浪潮席卷全球，现实社会与虚拟空间加速融合；量子通讯、类脑计算、5G通讯波涛汹涌，可穿戴传感器和智能终端无处不在，人机交互深入融合，人类正在步入万物互联、虚实结合的智慧新时代。作为“985工程”首批重点建设大学和世界一流大学建设A类高校，天津大学聚焦双一流建设优势学科（材料科学与工程，进入ESI全球前1‰） ，开展科技期刊布局，于2020年创办了高起点新刊–《智能材料》（SmartMat）。除了强大的编委团队外，SmartMat还开创性的设立由天津大学理学院与分子聚集态研究院7名青年教授组成的学术编辑团队，负责刊物的整体质量，把关稿件的初审与宣传推广工作。
《智能材料》（SmartMat）第一期发表了来自5个国家的10篇名家名作 ，包括4篇综述、3篇研究论文、2篇述评以及1篇观点文章，涵盖了智能材料多个热点研究方向。
3篇研究论文分别聚焦在高能效吸附材料、刺激响应材料以及二维层状材料的制备。 其中由爱尔兰皇家学院院士、利默里克大学Mike Zaworotko教授 （研究活动集中在晶体工程的基础和应用方面， 旨在应对全球挑战，如碳捕获、水净化和更好的药物）课题组发表的关于有效地将燃料C2H2从C2H2/CO2混合物中分离研究。 论文在上线一个月内获得了广泛的关注以及超过360次的下载。C2H2 可充当燃料或者原料，被视为一种非常重要的化学产品。然而，C2H2的产生通常带有CO2杂质，且两者具有相似的物理化学性质。如何有效地将C2H2从C2H2/CO2混合物中分离，是目前面临的重要挑战之一。另外，C2H2的可燃范围极广（2.5-81%），当C2H2浓度高于2.5%极易引发火灾和爆炸。高反应活性的C2H2如果混入下游化工催化反应中会产生很多不必要的衍生物。而传统的工业精馏纯化手段需要巨大的经济成本和能源成本。因此，研究人员集中于开发高效的吸附剂去选择性地捕获C2H2 。在本文中，Michael J. Zaworotko教授团队报道了一种新型的立方晶格配位网络 ，作为新一类的超微孔吸附剂（孔道半径0.7Å） ，其展示了高的C2H2/CO2选择性。
郑州大学代坤教授与申长雨院士（高分子及其复合材料成型加工领域专家、“中国载人航天工程突出贡献奖”、国家科技进步二等奖获得者，享受国务院政府特殊津贴专家）团队发表了题为Flexible Conductive Polymer Compositesfor Smart Wearable Strain Sensors的观点文章，分析并概括了FCPCs基柔性智能传感器目前面临的一些机遇和挑战。柔性导电高分子复合材料（FCPCs）由导电填料和柔性高分子基体复合制备而成，FCPCs基柔性可穿戴应变传感器在人机交互、医疗健康、人体运动监控、机器人、电子皮肤等领域备受关注。研究者已经逐渐开发出高柔性、高灵敏、快响应、稳定性优异的FCPCs应变传感器。近期，随着人工智能的迅速发展，FCPCs柔性智能传感器更是展现出了极大的应用前景。
天津大学分子聚集态科学研究院团队青年教师杨杰博士、李振教授和唐本忠院士（AIE概念创始人、在创造具有新颖分子结构和独特功能特性，以及聚集诱导发射特性的新材料方面做出了重要贡献，荣获2017年国家自然科学奖一等奖）通过简单的主客体掺杂开发了一种高效的热响应室温磷光材料，其磷光效率和寿命分别高达13.4％和2.08 s。在此基础上，通过引入具有浓度依赖性发射的荧光素作为能量受体进一步构建了三元掺杂体系，实现了从蓝色到黄色的余辉颜色调节。作者利用该体系实现了多色热敏打印，展示了刺激响应RTP材料的巨大应用潜力。
华东理工大学曲大辉教授与田禾院士（精细化工专家， 曾获国家自然科学二等奖、国家科技进步二等奖，开发出系列全新结构的高性能光盘染料，解决了低成本合成生产技术难题，突破了光盘染料的技术壁垒）团队综述了近年来通过小分子自组装构建超分子粘附材料的研究进展。以分子设计和分子尺度为切入口，对如何提高粘附材料的强度进行总结。其中，基于超分子自组装的动态特性能够赋予粘附材料响应性和自适应性等多种性能。开发高性能粘附材料不仅能够满足工业和社会发展的需求，而且对进一步了解自然生物粘附机制以及开发仿生高粘附材料具有重要意义。随着超分子化学的快速发展，一系列内部含有可逆非共价键和动态共价键的超分子材料被广泛开发，其能够替代传统共价材料应用于各个领域。基于上述优势，超分子粘附材料开始崛起，并进一步向集响应性、可逆性、可回收性等性能于一体的智能超分子粘附材料发展。与基于高分子的粘附材料相比，低分子量的粘附材料具有精确的化学结构、可控的分子设计以及较高的可重复性等优势。
智能材料（SmartMat）编辑部隶属于天津大学期刊中心 。作为期刊中心主办的7本期刊之一，期刊中心紧紧围绕学校“强工、厚理、振文、兴医” 的综合性学科布局，聚焦科技前沿，对期刊工作进行顶层设计。在“厚理” 方面，以《智能材料》（SmartMat）做引领，促进理科与其他学科发展交叉融合 ，增强与国内外相关研究机构和学术团体的联系，注重发挥高水平科学家办刊 优势提升办刊质量和水平，加强与国内外编委专家团队、研究机构、学术团体等的沟通联系，推动融合发展，努力推进一流期刊建设，助力“中国特色、世界一流、天大品格” 的社会主义大学建设。
《智能材料》网页https://onlinelibrary.wiley.com/journal/2688819x，在线投稿https://mc.manuscriptcentral.com/smartmat，
如有任何疑问请联系smartmat@tju.edu.cn
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通讯员 / 陈曦
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鲍哲南团队Nature、Science两连发，论文一作讲述背后故事
作者｜沈春蕾
北京时间3月24日和25日，美国斯坦福大学工程学院化工系主任鲍哲南团队接连在Nature和Science发文，介绍了一款可拉伸的显示器和一种制作电子皮肤的新方法。
两篇论文的一作是两位年轻的华人学者：张智涛和蒋圆闻，目前他们都在斯坦福大学从事博士后研究工作。鲍哲南是两篇论文的通讯作者，她是全球柔性电子皮肤研究的领军人物，也是美国工程院院士，并在2021年当选为中国科学院外籍院士、美国艺术与科学院院士。
“真的很巧，两家出版社在近乎同一时间发表了我们的成果。”当《中国科学报》问及投稿期刊和发表时间时，鲍哲南表示，“很高兴我们的研究能得到Nature和Science编审的认可，也期待更多读者的关注。”
在“皮肤”上显示健康指数
手机或电脑的显示器可以很薄、很软，就像皮肤一样，贴在手臂上，甚至可以实时显示人体健康指数……
张智涛兴奋地向《中国科学报》介绍了他在Nature发表的最新研究成果，并肯定地表示，未来这些应用都将实现。
张智涛
这是一项历时3年的研究成果，研究人员最初的设想是做一款电子皮肤显示器，形成电子皮肤和人们之间的交互界面。这也对技术指标提出了苛刻的要求，如高柔软性、高拉伸性、高亮度如何兼得。
电子显示需要用到发光材料，但现有的发光材料大多是共轭聚合物发光材料，其拉伸性能较差，材料内部存在大量电子陷阱，无法满足高亮度发光器件的制备需求。
为了让电子显示器有良好的柔软性和拉伸性，传统的解决方案是，将纳米材料嵌入到弹性聚合物基质中，或者在小的刚性单元之间引入可拉伸的桥梁结构。
研究显示，这些方案势必要牺牲发光器件的亮度、驱动电压、拉伸性以及分辨率等。如果能找到一款自身具有拉伸性的聚合物材料，上述难题也将不复存在。
可拉伸聚合物发光材料（张智涛供图）
寻找这样的材料并不容易。张智涛告诉《中国科学报》：“我尝试了很多办法都没能有效提高拉伸性能。发光薄膜在拉伸的情况下很容易断裂，发光性能也受到严重影响。”
在反复思考验证后，张智涛发现一种名为SuperYellow的黄色发光聚合物与聚氨酯（一种弹性塑料）混合时，不仅变得柔软而有韧性，还会发出更明亮的光。
实验进展和结果都很不错，张智涛却无法解释出现这样结果的内部原因。鲍哲南给出建议，可以通过做详细电学和光学表征来进行研究和证明。
除了聚合物发光材料的设计，这项研究的另一个亮点是多层器件结构的构建。张智涛通过优化发光器件中每一层材料，最终得到了高亮度的可拉伸全聚合物发光二极管。
可拉伸聚合物发光二极管（张智涛供图）
来自斯坦福大学的消息称，利用该材料制成的显示设备最大亮度至少是手机的两倍，并且可以拉伸到原始长度的两倍而不撕裂。
鲍哲南对这项研究成果的评价是：“由此诞生的新型显示设备不仅能显示我们需要的信息，还能让我们与信息进行直接交互，比如显示设备可以根据我们发出的指令做出响应。”
首次记录章鱼的肌肉信号
蒋圆闻发表在Science的研究突破，则与章鱼有关。
他们利用具有高拉伸性和高密度的导电材料，首次记录了章鱼触脚运动过程中的精细肌肉信号。在相同实验条件下，传统的硬质电极材料连保持稳定接触都做不到。
蒋圆闻
“这是我很喜欢的一项研究，因为它很好地诠释了化学之美，并且展示了通过材料创新，我们可以开辟新的应用场景，尤其是在神经工程等新兴领域上。”鲍哲南对蒋圆闻等人的研究给出了自己的评价。
在早期的研究工作中，为了突破现有导电材料无法综合兼顾力学和电学性能的瓶颈，研究团队经历了一次次失败后，最终设计出更为合理有效的结构——在导电高分子材料中引入了拓扑交联网络，并实现了创纪录的高拉伸性、高导电性和高分辨光图案化的性能优势。
“在寻找生物应用过程中，我们早期比较专注于在人体皮肤测试表面肌电。虽然结果还不错，但并不能完全突出我们器件的全部优势。”蒋圆闻告诉《中国科学报》。
从人体到软体，这是鲍哲南给蒋圆闻的提议：“可以考虑在其他更需要柔性设备的方向上进行尝试。”
“鲍老师给我们指出了很关键的研究方向。”随后，蒋圆闻在软体动物上进行了测试，并发现不仅可以直接突出柔性可拉伸器件的优势，整个应用还更具有说服力。
在实验中，蒋圆闻选择了具有代表性的软体动物——章鱼，并首次记录了章鱼触脚运动过程中的精细肌肉信号。利用获得的高质量电生理信号，研究人员可以对软体动物独特的分布式智能系统进行更深一步的解码研究，有望研制出更加智能的人造软体机器人。
连接在章鱼臂上的可伸缩电极阵列（蒋圆闻供图）
这条章鱼给蒋圆闻带来了全新的思路和实验结果，就像蒋圆闻所说：“最终的结果都是一开始无法预测的。”
在随后的实验中，研究团队实现了一系列过去难以实现的生物医疗应用，特别是针对柔软且精细的组织，包括以高分辨率稳定记录软体动物的肌肉信号，以及通过脑干实现单核团级别精准神经调控。
研究团队选用大鼠来模拟脑外科手术，首次将该材料制备的神经电极运用在脑干等不规则并且高度易损伤的区域，并通过电极阵列精准定位到单个神经元的精度，以热图的形式快速且准确地勾勒脑干神经核团。
未来，这款神经电极有望成为脑外科手术的好帮手，也有望为脑机接口提供新的方案。
柔性电子材料让梦想成真
《中国科学报》获悉，张智涛即将回国组建自己研究团队。这几年在鲍哲南课题组的工作经历让他感触颇深：“博士后阶段的工作将成为我迈向独立PI的重要一步，不仅培养了我独立思考和解决问题的能力，还学会主动去寻找身边的合作者。课题组的成员来自不同国家，拥有不同的研究背景，合作更加方便。”
对此，蒋圆闻也表示认同。他博士毕业于芝加哥大学化学系，期间经历了一个实验室从零开始搭建的全过程。加入鲍哲南课题组后，他也来到了一个更大的实验室，锻炼了自己和不同领域的专家协同合作的能力。
张智涛和蒋圆闻也是对方论文的共同一作。
鲍哲南团队（张智涛供图）
心有多大舞台就有多大。从十多年前专注传感器的研究，到如今聚焦人造电子皮肤的研究，鲍哲南希望人们借助人造电子皮肤，不仅可以触摸到事物，还能感知并看见。
她曾在演讲中提到，未来的手机功能将融入到人们所穿的衣服、贴在身上的电子透明膜，甚至是植入到体内的电子器件中。
实现这一梦想的关键在于材料。
“我们团队花了很长时间才开发出这种材料，该材料让未来的可拉伸电子产品的出现成为可能，其中透明的可拉伸导体是关键部件。”鲍哲南告诉《中国科学报》，“为了改进这种材料，我们还有很多工作要做。”
相关论文信息：
https://www.nature.com/articles/s41586-022-04400-1
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abj7564
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