全固态锂硫电池固态电解质研究进展

摘要:全固态锂硫电池利用固态电解质替代有机液态电解液,有望从根源解决液态锂硫电池穿梭效应,同时,可以改善锂硫电池循环稳定性、能量密度和安全性能,实现高比能、高安全、低成本全固态锂硫电池,推动新能源产业发展。然而,将传统液态电解液的固态化,带来了电解质/电极界面物理接触不佳、化学/电化学稳定性差、固态电解质电导率低等系列关键科学问题。针对以上问题,重点围绕近5年内聚合物和硫化物固态电解质在全固态锂硫电池中的最新研究动态及未来发展趋势,综合讨论了固态电解质电导率、电解质/电极界面稳定性等问题对全固态锂硫电池性能的影响及其改性策略,并对全固态锂硫电池的设计进行展望,为高比能、高安全锂硫电池发展提供重要参考。

半导体电阻型氨气传感器及其在人体呼气健康监测中的应用

摘要:人类呼出气与疾病有着密切的关系,其中氨气是肾病和幽门螺旋杆菌阳性等疾病的呼吸标志物。传统的呼出气检测主要通过气相色谱等手段,但其仪器体积庞大,操作复杂。新兴的氨气传感器具有便携、易集成、小型化、成本低和操作简单等优点,从而受到广泛关注。本综述系统阐述了半导体型氨气传感器的工作机制、传感器类型和常见的氨敏材料,同时介绍了传感阵列-电子鼻技术相对于单一传感器的优势,并提出了氨气传感器及其电子鼻系统在健康监测和疾病诊断中的应用研究,最后针对目前氨气传感器存在的问题以及未来前景进行了分析展望。

PCBN刀具和材料存在的问题及发展思考

摘要:介绍了PCBN刀具和材料在国内的研究和市场现状。经过近50年的发展,PCBN 刀具在国内占比7%左右,全球占比6%左右,实际规模与理论预期存在差距,分析其未达到预期的主要原因是PCBN的成型性和可加工性差、生产制造成本高、强度韧性低。提出大腔体合成技术、更高效先进的PCBN 加工技术、高强度高韧性PCBN合成技术及PCBN铣刀是未来PCBN刀具和材料的发展方向。

机器学习赋能的水中全氟/多氟烷基物质去除技术

摘要:全氟和多氟烷基物质(PFAS)因其极高的化学稳定性和环境持久性, 在全球水体中广泛存在, 且对生态系统与人类健康构成潜在威胁. 传统去除技术依赖大量实验与参数调优, 面临效率低、成本高与适应性差等瓶颈.近年来, 基于人工智能的机器学习(ML)方法在环境科学领域快速发展, 展现出提升去除效率和优化处理过程的重要潜力. 本文综述了ML在吸附、膜分离、电化学及光催化等主流PFAS去除技术中的应用进展, 聚焦其在去除性能预测、工艺参数优化、材料筛选与合成、机制解析等方面的赋能作用. 在此基础上, 进一步剖析了当前ML方法在数据质量、模型泛化、环境适应性与毒性预测等方面面临的挑战. 最后提出通过高质量数据集、多模态模型和智能化部署等路径, 推动构建高效低碳的PFAS治理体系, 为未来研究与工程实践提供参考.

多级层片异构设计构筑超高强塑性金属材料

摘要:“异质结构”或“异构”作为强韧化领域前沿构型范式,为突破金属材料的强度、塑性与韧性等难以兼顾的矛盾提供了全新的解决思路。受天然材料的跨尺度构筑启发,本研究团队提出了仿生“多级层片异构”的协同设计策略,且实现了更突出的强-塑-韧性同步提升。本文主要聚焦本研究团队多年来在多级层片异构金属材料方面的研究进展,提炼了仿生鱼骨型、微层片遗传型、蚕茧位错网型等典型多级层片异质结构的理念、设计原理和强韧化机制,重点回顾了如何有效突破不可控裂纹、超细晶组织以及高密度位错诱导的强塑性掣肘难题,并将该新型异构策略和相应的突出性能改善成功拓展至多金属体系,制备出新一代高铁关键接触线材,综合性能国际领先。最后,展望了更先进的多级层片异构材料的开发及未来潜在发展方向。

纳米析出强化高熵合金的研究进展

摘要: 纳米析出强化是提高高熵合金强度的重要方法,理解纳米析出相的形成机理及其对高熵合金力学性能的影响机制,对设计和开发高性能高熵合金具有重要意义。系统综述了纳米析出强化高熵合金的研究进展和未来展望,重点讨论了共格析出、非共格析出和复合析出等不同析出形式对高熵合金力学行为和强韧化机制的影响。共格析出相凭借其与基体良好的晶格匹配性和应力传递能力,在显著强化合金的同时保持了良好的塑性; 非共格析出相可显著增强合金的加工硬化能力,但需要合理调控其形貌、尺寸和分布,并充分利用高熵合金基体优异的塑性和应变硬化能力,也可以实现强韧性的良好匹配; 多种纳米相的复合析出可有效发挥不同析出相的集成优势,为高熵合金的性能优化提供了新思路。需要指出,尽管纳米析出强化高熵合金极具应用前景,但在热稳定性、高温性能和工业化生产成本等方面仍面临挑战,需要进一步深入研究。对纳米析出强化高熵合金的研究现状和关键问题进行了系统归纳,可为今后设计高性能高熵合金提供重要指导依据。

低维有机-无机杂化金属卤化物光电材料的研究进展

摘要:有机-无机杂化金属卤化物因其光电特性可调、荧光量子产率高以及易于制备等特点引起了研究者的广泛关注。通过选择不同的有机阳离子模板剂可以得到结构、维度多变且性能优异的有机-无机杂化金属卤化物。近年来,尤其是关于低维有机-无机杂化金属卤化物光电材料的研究取得了显著进展。本文深入分析了此类材料的晶体结构、合成方法,归纳了其光学性能、发光特性和机理,总结了低维有机-无机杂化金属卤化物在白光发光二极管(WLEDs)、X射线探测器、传感器、太阳能电池等方面的应用现状。最后,分析了该类材料当前存在的问题,并对其未来发展进行了展望,旨在为低维有机-无机杂化金属卤化物的研究与进一步发展提供参考。

镁基储氢材料纳米化研究进展

摘要:氢能被认为是一种可替代化石燃料,是实现碳减排目标的理想载体。 高性能储氢材料的开发、利用和改性是氢能经济发展的关键。 氢化镁(MgH2)具有质量储氢密度高、成本低廉和环境友好等特点,在固态储氢材料领域备受关注。 然而,MgH2缓慢的吸/放氢动力学性能和高的热力学稳定性在一定程度上限制了其实际应用。 近年来,大量研究工作聚焦于镁基储氢材料的热/动力学改性,并取得了大量成果。 通过回顾国内外相关文献,综述了改善镁基固态储氢材料储氢性能的最新研究进展,着重介绍了纳米化研究方法对Mg/MgH2体系不同维度纳米结构的研究现状,旨在为开发性能卓越的先进镁基氢储存材料提供见解和指导。

可生物降解合成纤维

摘要:通过化学过程和微生物与酶等生物过程来生产生物可降解塑料发展迅速,在一些领域替代不可降解塑料,有利于“白色污染”的治理。纤维材料是一类通过普通材料经过特殊加工而得到的一维材料。可生物降解材料制备成纤维材料,在纤维增强复合材料、纺织品及生物医学领域的应用具有重要意义。本文针对材料可生物降解机理和生物降解合成纤维制备方法、研究现状,以及基于可生物降解合成纤维的复合材料进行评述,并对材料纺丝成型方式、说明部分生物可降解塑料与常规纤维成型方式的适用关系,并指出了生物可降解合成纤维材料发展所面临的挑战和发展前景。