Abstract State‐of‐the‐art proton exchange membranes (PEMs) often suffer from significantly reduced conductivity under low relative humidity, hampering their efficient application in fuel cells. Covalent organic frameworks (COFs) with pre‐designable and well‐defined structures hold promise to cope with the above challenge. However, fabricating defect‐free, robust COF membranes proves an extremely difficult task due to the poor processability of COF materials. Herein, a bottom‐up approach is developed to synthesize intrinsic proton‐conducting COF (IPC‐COF) nanosheets (NUS‐9) in aqueous solutions via diffusion and solvent co‐mediated modulation, enabling a controlled nucleation and in‐plane‐dominated IPC‐COF growth. These nanosheets allow the facile fabrication of IPC‐COF membranes. IPC‐COF membranes with crystalline, rigid ion nanochannels exhibit a weakly humidity‐dependent conductivity over a wide range of humidity (30–98%), 1–2 orders of magnitude higher than that of benchmark PEMs, and a prominent fuel cell performance of 0.93 W cm −2 at 35% RH and 80 ° C arising from superior water retention and Grotthuss mechanism‐dominated proton conduction.

Force measurement is indispensable in vast engineering applications but conventional force sensors usually encounter large measurement errors or high costs. To address this problem, we develop a force sensor based on a 3D-printed elastic ring structure, which measures the external force by utilizing the displacement variation of the elastic ring. The nonlinear theory based on the minimum potential energy principle is proposed to describe the nonlinear relationship between the external force and the ring top displacement. The feasibility of the proposed force sensor scheme are validated through FEM simulations and experiments. The range of the force sensor can be adjusted by tuning the geometric parameters and the material parameters of the elastic ring, while the force sensor shows good measurement error at different measurement ranges. This force sensor possesses simple fabrication and low cost, showing good potential for various applications such as industrial automation, mechanical testing, and medical devices.

Abstract Epitaxial growth of 2D transition metal dichalcogenides (TMDCs) on sapphire substrates has been recognized as a pivotal method for producing wafer‐scale single‐crystal films. Both step‐edges and symmetry of substrate surfaces have been proposed as controlling factors. However, the underlying fundamental still remains elusive. In this work, through the molybdenum disulfide (MoS 2 ) growth on C/M sapphire, it is demonstrated that controlling the sulfur evaporation rate is crucial for dictating the switch between atomic‐edge guided epitaxy and van der Waals epitaxy. Low‐concentration sulfur condition preserves O/Al‐terminated step edges, fostering atomic‐edge epitaxy, while high‐concentration sulfur leads to S‐terminated edges, preferring van der Waals epitaxy. These experiments reveal that on a 2 in. wafer, the van der Waals epitaxy mechanism achieves better control in MoS 2 alignment (≈99%) compared to the step edge mechanism (<85%). These findings shed light on the nuanced role of atomic‐level thermodynamics in controlling nucleation modes of TMDCs, thereby providing a pathway for the precise fabrication of single‐crystal 2D materials on a wafer scale.