2022知到答案 iCANX-Talks —全球前沿科技公开课（视频课）最新完整智慧树知到满分章节测试答案

第一章单元测试

1、问题:以下说法正确吗。
Q1：摩擦表面的纳米结构对TENG表面电荷密度有什么影响？
A1：我们最早是使用两种不同材质的平坦的表面，但是当它们真正接触时，看起来平坦的面在原子层面上并非如此。而只有当它们的距离小于一定数值时才会发生电荷的转移，因此只有很少一部分的接触面上进行了电荷的转移，这表明宏观平坦的摩擦表面效果并不好。而如果使用具有金字塔结构的摩擦面，则可以让输出功率增加20倍。所以说将其中一个摩擦表面进行微纳结构加工，不仅能增加接触面积，也能增加两个面之间的电荷转移量。但是如果两个面都是粗糙的，则会降低发电机的性能，这说明表面过于粗糙是对发电机不利的因素。所以在进行表面纳米结构加工时要控制粗糙的程度，从而得到最佳的性能。（）
选项：
A:对
B:错
答案: 【
对
】

2、问题:以下说法正确吗。
Q2：TENG作为物联网节点的商业化能源这一愿景所面对关键的问题有哪些？
A2：像任何技术一样，我们也需要TENG具有更好的效率、更小的尺寸、更高的输出功率或能量密度，以及更高的稳定性，所以我们需要继续提升它的效率、封装技术、稳定性和输出功率。TENG这项技术最早是在2012年被提出，不到八年时间里，世界上很多人对它非常感兴趣。来太阳能电池来说，它虽然经历了数十年的发展，但现在人们依旧对这项技术有着开放性的问题。我认为TENG对IoT节点供能方面，在很短的时间内就会有很好的应用出现。所以大家要开放思维，坚持不懈，保持兴趣，我们的发现会超出想象。（）
选项：
A:对
B:错
答案: 【
对
】

3、问题:以下说法正确吗。
Q3：湿度对TENG在实际应用中有什么影响？
A3：人们总是会担心水分对TENG输出的影响。在最新的研究中显示，作为摩擦层的薄膜在含水量为95%时，TENG仍能工作。当然，如果把它直接浸入水里是无法工作的，所以需要材料进行封装，完全的封装可以保证水无法渗入其中。虽然对于封装材料来说，只要不渗水都是可以的，但是我们仍需寻找新材料使得封装更加持久和稳定。（）
选项：
A:对
B:错
答案: 【
对
】

4、问题:以下说法正确吗。
Q4：纤维/织物基TENG的品质因数如何进行标定？
A4：类似于太阳能电池的品质因数的标定。只有当材料的几何形貌是平面时，我们才能够进行比较准确地计算。比如说，塑料的摩擦性能是多少？若把它制作成笔，它拥有了形状，就会很难测量，因为笔的直径可以制备成不同。但是把塑料制作成薄膜，就可以测量出数值了。因此人们如果想测量织物的品质因数，应该使用这种织物的构成材料的光滑薄膜进行标定，这里品质因数是对材料的标定。（）
选项：
A:对
B:错
答案: 【
对
】

5、问题:以下说法正确吗。
Q5：影响TENG产生表面电荷的因素有哪些？
A5：当你测量TENG的效率时，需要着重关注几个参数。比如σ2与材料相关，是电荷密度的平方。像在上一个问题中的，如果你有织物、薄膜或者笔，在这种情况下，我们就有两个品质因数，一个是材料，一个是结构品质因数。结构品质因数也会代入到公式中。将材料品质因数和结构品质因数分开，可以更好的定义性能。（）
选项：
A:对
B:错
答案: 【
对
】

第二章单元测试

1、问题:以下说法正确吗。
Q1: 为了在VHB和水凝胶之间实现良好的粘合，是否需要任何特殊的步骤？是否已研究过其他用于电介质的材料？
A1：当我们制备第一版的iTune时，我们只是将水凝胶放在VHB上面，粘合得很不好。有时候我们在两端施加循环电压，当电压施加到一定程度时，水凝胶会从弹性体表面脱落，两者间的粘附效果非常差。当时我们没有丰富的粘合经验。在那个时候，水凝胶与弹性体或者其他材料的粘附已经困扰大家几十年，例如有人想将水凝胶粘附在人体组织或医疗器械上。这些技术已经存在了很久，几十年来大家都只是在尝试。2016年，MIT的赵选贺教授取得突破性进展（详情见icanX talk Vol. 2），他文章中讲到水凝胶可以粘附所有物体。这引起我们的注意，但是我们发现他并没有解决水凝胶与弹性体和组织的粘附问题。对你的问题，我的回答十分肯定。我们现在肯定地宣告水凝胶可以粘附一切材料。获得诺贝尔奖的晶体管就是将半导体、金属、塑料组装制得的。现在，我认为将软材料与人体、生物体、植物集成得到的新型器件将是未来几十年的发展方向，而我们的研究正处于领先地位。对你的所有问题，我会给出一个大大的是！（）
选项：
A:对
B:错
答案: 【
对
】

2、问题:以下说法正确吗。
Q2: 离子二极管和晶体管可用于刺激神经系统吗？有没有相关尝试？
A2：我认为是可以的，它们可以模拟神经系统，但是这与离子弹性体具有不同的物理特性。据我所知，只有离子弹性体是一种可以移动的材料，但是神经系统中的多种物质都可以移动。相关尝试目前我还没有听说过。但是我鼓励你大胆尝试。（）
选项：
A:对
B:错
答案: 【
对
】

3、问题:以下说法正确吗。
Q3:这种透明材料是否已经商业化？在商业化应用中有哪些困难？
A3：首先，透明材料是并不是一种材料，是几类材料的总称。例如，从一些大公司（例如3M）已经可以买到透明弹性体。对于水凝胶，目前还没有听说公司或者团体实现商业化。但是，参考我们发表的文章，任何从事高分子科研的组织将很容易制得透明水凝胶。你可以与他们合作。但是弹性体就不一样了，不是所有的组都能合成。你要找一个合适的组。比如，可延展的电解液就是一种新型材料。不过，现在我们发表了相关文章以后，难度就下降很多了。我认为现阶段将该材料进行商业化是非常好的时机，进入商业化的阻碍非常小。（）
选项：
A:对
B:错
答案: 【
对
】

4、问题:以下说法正确吗。
Q4：水凝胶可以用作人工肌肉（例如，人工轴突）的良好介质，水凝胶能否真正与人体组织和骨骼结合在一起？我认为水凝胶与目前植入人体的辅助钢板或硬质合金相比具有固有优势。
A4：水凝胶与人体组织的结合已经实现。例如，替换损伤软骨。现在的新趋势在于，不仅使用水凝胶替换人体组织，并且要实现大量的功能。例如，你可以使用电子设备对组织进行检查，相关数据将发送到手机上并传到云端。所有数据通过云端传递给医生或计算机。通过这样的方式，计算机对大量的数据进行分析处理。你的数据可能对他人疾病的治疗提供帮助。通过这样的方式，我们实现疾病的云治疗。在未来几十年，这些将能够实现。（）
选项：
A:对
B:错
答案: 【
对
】

5、问题:以下说法正确吗。
Q5: 这种离子水凝胶除了具有良好的导电性能外，还具有其他优异的性能。这种材料在其他领域的应用怎么样，例如储能或生物传感器件？
A5：对于储能方面，水凝胶作为离子导体可作为电池中的电解质。它还具备许多其他性能，我认为在生物传感上它也有良好前景。如何与人体集成？如何实现同时测量多种生物物质？如何在单次电压测量下区别不同信号？可能初期需要机器学习来实现。因为人体就是一个复杂的水凝胶体系，如果我们能区分出这些信号，我相信我们将能创造出更好的凝胶体系。（）
选项：
A:对
B:错
答案: 【
对
】

第三章单元测试

1、问题:以下说法正确吗。
Q1：MXene在喷墨打印过程中的稳定性
A1：事实上，喷墨打印是一项非常可控的技术手段。首先，通过对MXene分散液进行简单的超声处理，可以破坏大片MXene的结构，从而将MXene片层的尺寸减小到100 nm左右。但是，对于很多应用领域来说，我们希望使用微米尺寸的大片MXene，因为大片MXene可以提供更高的电子电导率和机械稳定性。另外，通过设计喷墨打印机的针头，也可以实现大颗粒墨水的打印，这可能需要你与打印机的制造商一起来完成。事实上，我们实验室正在与公司合作进行这方面的开发，相关论文将在今年夏天上线。（）
选项：
A:对
B:错
答案: 【
对
】