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高强度耐低温离子水凝胶的制备及在摩擦纳米发电机中的应用

高强度耐低温离子水凝胶的制备及在摩擦纳米发电机中的应用

摘要：摩擦纳米发电机（TENG）作为一种新型可持续的能量收集设备，具有自供电、高输出、低成本、灵活性和轻量化等优点。然而，传统TENG的电极材料为金属薄膜、碳片和液态金属等，存在可拉伸性差、导电性差且在低温无法工作等缺点。文中将氯化锌（ZnCl2）、磺基甜菜碱（SBMA）、纳米纤维素（CNC）和柠檬酸（CA）引入聚丙烯酸（AA）基体中，制备了具有优异力学性能（拉伸强度2.16 MPa、断裂伸长率382%）、抗疲劳性、导电性能（9.3 mS/cm）、抗冻性能（-75 ℃）和保水性能的离子水凝胶材料。基于该离子水凝胶所制备的TENG具有良好的可拉伸性、抗冻性（-50℃）和稳定的输出电压（60 V），能够将人体运动产生的机械能转化为电能，并成功点亮了39 个LED 灯。因此该水凝胶基TENG在能量收集领域展示出巨大的发展潜力，具有广阔的应用前景。
新材料 2025年02月21日
能源存储与转化用微纳超结构碳：现状与建议

能源存储与转化用微纳超结构碳：现状与建议

摘要:碳材料作为电极材料或关键组分在诸多能源存储与转化器件中发挥着不可或缺的作用。然而，传统碳材料存在的结构单一、富含缺陷和织构无序等问题严重制约了相关器件性能的提升，难以满足新能源和电动汽车产业的快速发展需求。针对上述问题，文章提出了微纳超结构碳的概念和设计思想，采用结构纳米化、复合化、有序化设计和功能导向组装，构建碳材料跨越“纳−微−宏”的多层次孔道、多尺度网络、多组分界面，获得具有“精准定制、层次有序、厚密联通、多相耦合”基本特征的微纳超结构碳。同时，文章全面综述了微纳超结构碳材料在能源存储与转换器件中应用的国内外最新研究进展，涵盖了锂/钠离子电池、超级电容器、固态电池、水系电池以及氢能转换技术等关键领域，并对未来储能用碳材料的发展方向和应用模式作出展望。
新能源 2025年02月21日
聚合物表面活性剂在水泥基材料气泡调控中的应用现状

聚合物表面活性剂在水泥基材料气泡调控中的应用现状

摘要：水泥基材料中的气泡调控一直以来都是学科难题，通过多因素提高水泥基材料中气泡的稳定性和可控性，对提高水泥基材料的流变性能和耐久性能具有十分重要的意义。在众多影响因素中，气泡调控型聚合物表面活性剂在水泥基材料气泡调控中起到十分关键的作用。文中首先对新拌混凝土中气泡的形成和破灭过程进行了简单介绍，综述了影响气泡稳定性的主要因素，如引气型外加剂、减水剂及纳米颗粒等对气泡稳定性的影响，同时介绍了近年来引气型外加剂的合成研究进展。最后，讨论了水泥基材料中气泡对混凝土性能的重要意义。
建筑 2025年02月21日
海洋强国目标下我国海洋装备关键基础性技术发展战略研究

海洋强国目标下我国海洋装备关键基础性技术发展战略研究

摘要：近年来，我国海洋装备应用技术发展迅速，但基础性技术仍显薄弱，加快攻关海洋装备关键基础性技术是推动海洋强国建设的重要基础。本文在分析我国海洋装备发展需求的基础上，总结了我国海洋装备关键基础性技术的内涵和凝练路径，从海洋运载装备、海洋资源开发装备、海洋科考装备三方面介绍了全球海洋装备的科技前沿和发展趋势，梳理了我国海洋装备技术的发展现状及存在的主要问题，筛选出对海洋装备产业发展影响较大的10 项关键基础性技术。面向海洋强国建设，提出了海洋装备关键基础性技术的发展目标、发展路线图和重点任务，并从提升海洋装备基础性技术研究定位和加强技术创新顶层设计、推进海洋装备基础性技术创新多维度协作体系建设、推动我国主导的海洋技术与装备走向国际等方面提出了保障措施。
海工 2025年02月20日
基于蒽核深蓝光材料的合成及电致发光性能

基于蒽核深蓝光材料的合成及电致发光性能

摘要：以蒽作为三线态-三线态湮灭（TTA）型蓝光材料的基元，通过在蒽的9和10位分别引入弱给电子基团二苯并噻吩和弱吸电子基团苯氰，设计合成了两个给体-受体型深蓝光TTA 材料4-（10-（二苯并［b，d］噻吩-4-基）蒽-9-基）苯腈（2）和4-（10-（二苯并［b，d］噻吩-2-基）蒽-9-基）苯腈（3），并对它们的热稳定性、电化学性质、光物理性质及电致发光性质进行了系统表征。在纯膜状态下，两个化合物的光致发光峰分别位于445 nm和451 nm处，光致发光量子产率分别为40.2% 和57.9%。基于化合物2和3的非掺杂器件的电致发光峰分别位于448 nm和458 nm处，实现了深蓝光发射。两个器件获得了较好的发光效率，其最大电流效率分别为4.2 cd·A-1和6.9 cd·A-1，最大功率效率分别为2.3 lm·W-1 和3.6 lm·W-1，最大外量子效率分别为3.8%和5.6%。即使在1 000 cd·m−2亮度下，两个器件的外量子效率依然保持在3.7%和5.4%，表现出极低的效率滚降。
有机 2025年02月20日
基于上转换纳米材料的免疫检测技术应用

基于上转换纳米材料的免疫检测技术应用

摘要：免疫分析法具有简便、快速、准确等特点，广泛应用于医学、食品、环境等领域检测，将免疫分析方法与纳米材料相结合可以提高免疫分析的性能。与传统纳米材料相比，上转换纳米颗粒（upconversion nanoparticles，UCNPs）具有光稳定性好、发光寿命长和狭窄及可调整的发射带等优秀的光学性质，与免疫分析相结合可显著降低背景噪声，提高分析灵敏度。本文简要介绍了UCNPs的发光机制，对UCNPs的合成和表面修饰方法进行了总结，并详细论述荧光共振能量转移、内滤效应、磁分离技术、上转化连接免疫吸附技术和上转换免疫层析技术五种基于UCNPs的免疫检测技术，最后对该技术所面临的挑战和前景进行总结和展望，以期为UCNPs免疫检测技术的发展提供理论指导。
医疗 2025年02月20日
新型水煤气变换反应催化剂研究进展

新型水煤气变换反应催化剂研究进展

摘要：水煤气变换反应是氢气提纯的重要过程，是燃料电池供氢系统的重要组成部分。综述了近年来水煤气变换反应催化剂的研究进展，包括催化反应机理、可选择的催化剂体系及提升催化反应性能策略等。反应机理主要包括联合机理、氧化还原机理及重整机理，其中联合机理主要包括甲酸盐和羧酸路径。催化剂体系主要包括贵金属催化剂及过渡金属催化剂。此外，通过掺杂助剂及优化金属-载体相互作用等手段可实现高效的水煤气变换反应催化剂的设计开发。
石化 2025年02月20日
应用于高密度多层光存储的聚合物基存储介质

应用于高密度多层光存储的聚合物基存储介质

摘要：飞秒微爆多层光存储是一种新型光存储技术，它通过在介质内部记录多层数据，成倍地扩充了光盘容量极限，有望解决传统光盘容量过低的问题。但由于飞秒微爆多层光存储信息记录过程受到多种材料因素的共同影响，导致长期缺乏介质材料选择的理论依据。文中选择误码率作为光存储性能的关键指标，测试对比了不同光学树脂的光存储性能。采用相关系数量化了材料的力学性质、热性质、光学性质、介电常数和高分子链结构与光存储性能之间的依赖关系，从而揭示出光学树脂的高分子链结构才是影响光存储性能的决定性影响因素。基于此发现，在聚甲基丙烯酸甲酯材料中实现了60层高密度多层光存储信息读写测试，容量密度达到1600 Gbits/cm3。
光电 2025年02月20日
高稳定性相变储能复合材料的制备及其光电转换性能

高稳定性相变储能复合材料的制备及其光电转换性能

摘要：文中采用溶液法制备了以聚乙二醇(PEG)为基体、聚乳酸(PLA)和碳纳米管(CNTs)为支撑结构的相变复合材料。通过微观结构发现，CNTs 在PEG相变复合材料中呈类“隔离”结构分布，显著降低了PEG相变复合材料的导电逾渗阈值，从0.46%（PLA/CNTs）降低至0.13%（PEG/PLA/CNTs）；且PEG/PLA/CNTs 相变复合材料在100 次的热力学循环测试中能够保持良好的热循环稳定性和化学结构，在160 ℃的高温环境中能够保持良好的形状稳定性，未出现PEG泄露和塌陷现象。在温敏响应行为研究中发现，PEG/PLA/CNTs 相变复合材料实现了PTC效应到NTC效应的转变；随着测试温度的提高，相变复合材料的能量储能平台逐渐变宽，最高可达37.2 min。在光-电-热效应测试中发现，PEG/PLA/CNTs 复合材料在不同的光照强度下均能体现出储能效果和光电转换效率（η），在150 mW/cm2光照强度下复合材料的η 值达到了42.9%，且随着光照强度的增加，复合材料的η 值随之上升。
新能源 2025年02月20日
微纳制造技术的发展趋势与发展建议

微纳制造技术的发展趋势与发展建议

摘要：微纳制造技术能够实现微纳米级别的高精密加工，是现代高科技制造领域的核心技术。提升微纳制造技术水平，有助于提高中国高端制造业的整体竞争力，对推动科技创新和促进产业升级具有积极意义。文章概述了微纳制造技术体系，着重分析了芯片微纳制造、激光微纳制造和聚合物微纳制造等典型微纳制造技术的发展态势，概述了多尺度精密微纳加工、多功能材料合成制造、高度集成和多功能化、自组装技术与结构、生物纳米技术融合制造、量子信息与纳米器件及绿色环保制造技术等发展趋势，针对性提出了深化基础研究、创新材料与工艺、强化人才培育与引进、加强产学研结合与技术转化等发展建议，以期促进我国中国微纳制造技术产业整体水平提升和高质量发展。
新材料 2025年02月20日
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