A strategy towards efficient mechanochromic luminogens with high contrast is developed. The twisted propeller-like conformations and effective intermolecular interactions not only endow the luminogens with AIE characteristics and high efficiency in the crystalline state, but also render them to undergo conformational planarization and disruption in intermolecular interactions upon mechanical stimuli, resulting in remarkable changes in emission wavelength and efficiency.

Nature-inspired ionic conductors based on supramolecular nanofibril are developed for flexible and stretchable strain/pressure sensors.

Highly oriented polycrystalline ZnO films were deposited on Si substrate by rf reactive sputtering technique. X-ray diffraction (XRD), atomic force microscope (AFM) and the refractive index were employed to analyze the influence of the post-annealing treatment on the structural properties of ZnO thin films. It has been found that the grain size of ZnO thin films increases with increasing the annealing temperature, the shift of the diffraction peak position from its normal powder value was observed. AFM analysis shows that the surface roughness of ZnO films is very low at temperature between 250 and 600 °C. The packing density investigation shows ZnO films can obtain high packing densities (above 0.973) in the annealing temperature rang from 450 to 600 °C.

Nonconventional biomacromolecular luminogens have attracted extensive interest due to their fundamental importance and potential applications in diverse areas. To explore novel luminogens and, moreover, to gain deeper insights into their emission mechanism, we study the emission behaviors of sodium alginate (SA), a natural anionic polysaccharide composed of mannuronic (M) and guluronic acids (G). We find that the luminescence from aqueous SA solutions exhibits distinct concentration enhanced emission and aggregation-induced emission (AIE) characteristics. Meanwhile, the ratio of M/G also matters. Rheological measurements reveal the distinct regimes of the solutions, which are consistent with the observed emission, indicative of strong association between the chain entanglement and emission. Moreover, we observe persistent room temperature phosphorescence (RTP) in the amorphous SA solids, which is a rare case even in pure organic aromatic luminogens. Such unique emission can be remarkably enhanced via coordination with Ca2+ ions. These emission behaviors can be well rationalized by the clustering-triggered emission (CTE) mechanism. Namely, the emission is caused by the electron cloud overlap due to the clustering of oxygen atoms and carboxylate units, together with conformation rigidification. Owing to its biocompatibility, intrinsic emission, and, moreover, persistent RTP, SA shows great potential for anticounterfeiting, encryption, intracellular imaging, and so on.

Herein, we demonstrate a ternary ionic hydrogel sensor consisting of tannic acid, sodium alginate, and covalent cross-linked polyacrylamide as skin-mountable and wearable sensors. Based on the multiple weak H-bonds and synergistic effects between the three components, the as-prepared hybrid hydrogel exhibits ultrastretchability with high elasticity, good self-healing, excellent conformability, and high self-adhesiveness to diverse substrates both in air and underwater. More importantly, the ternary hydrogel exhibits high strain sensitivity especially under subtle strains with a gauge factor of 2.0, which is close to the theoretical value of the ionic hydrogel sensors; an extremely large workable range of strain (0.05-2100%); and a low operating voltage 0.07 V. Consequently, the sensor demonstrates superior sensing performance for real-time monitoring of the large and subtle human motions, including limb motions, swallowing, smiling, and wrist pulse. Therefore, it is believed that the STP hydrogel has great potential applications in health monitoring, smart wearable devices, and soft robots.

Triphenylacrylonitrile and diarylamine based D–π–A luminogens exhibit typical AIE characteristics with high solid state efficiency up to unity and switchable mechanochromism with high contrast, which render them multifunctional materials for versatile applications in optical storage, volatile organic compound (VOC) detection, OLEDs, etc.

l-Cysteine reduced graphene oxide exhibits high adsorption capability towards anionic indigo carmine and cationic neutral red via π–π interactions.

Achieving persistent room-temperature phosphorescence (p-RTP), particularly those of tunable full-colors, from pure organic amorphous polymers is attractive but challenging. Particularly, those with tunable multicolor p-RTP in response to excitation wavelength and time are highly important but both fundamentally and technically underexplored. Here, a facile and general strategy toward color-tunable p-RTP from blue to orange-red based on amidation grafting of luminophores onto sodium alginate (SA) chains, resulting in amorphous polymers with distinct p-RTP and even impressively excitation-dependent and time-dependent afterglows is reported. p-RTP is associated with the unique semi-rigidified SA chains, effective hydrogen bonding network, and oxygen barrier properties of SA, whereas excitation-dependent and time-dependent afterglows should stem from the formation of diversified p-RTP emissive species with comparable but different lifetimes. These results outline a rational strategy toward amorphous smart luminophores with colorful, excitation-dependent, and time-dependent p-RTP, excellent solution processability, and film-forming ability for versatile applications.

Facing the severe problem of microplastic pollution, there is an urgent need to develop biodegradable fibers to replace the petrochemical fibers. Sodium alginate, a biomass polysaccharide, has gained widespread attentions recently for the fiber manufacture. However, the limited mechanical strength of alginate fibers restricts their usages as load-bearing fabrics and reinforcement fibers. Here, we develop a novel strategy to prepare alginate multifilaments using pre-crosslinked sodium alginate solutions. The increase in the pre-crosslinking ratio effectively hinders the disentanglement of sodium alginate chains at high stretches, causing an increase in the shear viscosity of the solution ascertained from the capillarity-driven thinning process from 4.5 Pa·s to 9.9 Pa·s and facilitating the high alignment and orientation of sodium alginate chains. The resultant fibers possess a breaking strength of 474 MPa, elongation at break of 16 %, Young's modulus of 14.4 GPa, and toughness of 51.8 MJ/m3, exceeding most biomass fibers without reinforcement additives. The high orientation degree of 0.865 and high spinnability of alginate multifilaments enable their applications in multi-channel encryption fabrics that exhibit distinct information under various optical conditions. This rheological regulation of spinning solutions provides a facile yet effective strategy to enhance the mechanical performance and broaden application scenarios of alginate fibers.

As a biomass material with biodegradability and biocompatibility, sodium alginate (SA) is a good candidate for constructing hydrogels for tissue-mimicking and biomedical scaffold fabricating through extrusion-based 3D printing technology. However, the mechanical strength and stiffness of alginate hydrogels are still not comparable with biological tissues such as tendons and the printability of SA solutions is often poor. Here, a novel strategy for 3D printing of alginate hydrogels with high mechanical performance is developed by using glycerol as a co-solvent for SA solutions. The addition of glycerol (GL) enables the formation of a homogenous SA/GL solution with a high solid content of 12-20 wt.% and endows crosslinked SA hydrogels with high stretchability. By applying uniaxial stretches, hydrogel filaments prepared with concentrated SA/GL solutions reveal a high tensile strength of 36.6-161.3 MPa, Young's modulus of 59.2-1964.2 MPa, and elongation at break of 8.5%-106.2% due to the high orientated and closely packed SA chains. SA/GL solutions become more solid-like with increasing SA concentration, and the solution with a solid content of 16 wt.% exhibits optimal 3D printability because of the appropriate rheological properties and thixotropic behavior. By designing the deforming-and-fixing process, 3D printed high-strength alginate hydrogels with complex structures are prepared, broadening the application of alginate hydrogels in load-bearing and biomedical fields.