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氮化硼纳米管的制备及应用研究展望

氮化硼纳米管的制备及应用研究展望

摘要：氮化硼纳米管（BNNTs）是一类具有独特结构和性质的一维纳米材料，自1995年首次合成以来，因其优异的物理化学特性而引起了广泛关注。BNNTs的结构与碳纳米管（CNTs）类似，但是由硼和氮原子交替排列形成，这种结构赋予了BNNTs一系列独特的性质，如高化学稳定性、良好的耐热性、电绝缘性和高热导率等。BNNTs的合成在其性能研究和应用开发中占有重要的地位。此外，基于优异的物理化学性质，BNNTs在多个领域展现出独特的应用价值。本文系统梳理了近年来国内外关于氮化硼纳米管的研究进展，重点对电弧放电法、激光烧蚀法、球墨退火法、化学气相沉积（CVD）法及模板合成法等制备工艺进行了深入的解析，并同步探讨了该材料在中子屏蔽、生物医学、光学器件及导热材料等应用领域的最新研究进展。
新材料 2026年04月10日
激光熔覆碳化物增强钛基硬质合金涂层的性能研究进展

激光熔覆碳化物增强钛基硬质合金涂层的性能研究进展

摘要：钛合金因其良好的密度、耐腐蚀性和生物活性被广泛应用于航空航天、医疗器械等领域。然而，由于硬度不足、耐磨性差、高温易氧化和生物相容性较差等因素，严重制约其在摩擦工况下的使用寿命。针对这一系列问题，国内外学者利用高硬度、高耐磨性、高温抗氧化性的陶瓷材料，以及激光熔覆层（是一种高效、狭窄的热影响区、高结合强度和致密的工艺），进行了一系列的研究工作。系统深入探讨了在激光熔覆技术中，如何精确选择碳化物增强相以及掌握激光熔覆过程中的关键参数（如激光功率、扫描速度、光斑直径、比能量和送粉量等因素）对所制备涂层的耐磨性能的影响，其次详细探讨了激光熔覆碳化物增强钛基硬质合金涂层在耐磨性、耐腐蚀性、高温抗氧化性及力学性能等方面的使用性能研究，最后，结合原位合成、梯度复合设计等创新方法，重点阐述其涂层在航空航天、生物医学、海洋工程、冶金等工业领域中的应用。并在现有的研究成果上对其未来发展进行了展望和总结。
有色 2026年04月10日
可遗传功能微生物活体智能生物医用材料：设计策略、集成技术及医学应用

可遗传功能微生物活体智能生物医用材料：设计策略、集成技术及医学应用

摘要：随着微生物科学、合成生物学和材料化学的快速发展，微生物活体智能医用材料作为一种新型可持续智能材料，已成为生物医学领域的研究热点。本文基于第391期双清论坛“面向未来的智能材料物质科学”会议内容，对我国在微生物活体智能生物医用材料的设计、集成及应用研究方面的国家重大需求进行了总结。本文回顾了基于合成生物学与材料化学的微生物活体智能材料的设计策略，探讨了单细胞与多细胞协同设计方法，并总结了当前面临的主要挑战。最后，提出了该领域未来5~10年内亟需解决的科学问题和核心技术，并展望了微生物活体智能材料在精准医疗和智能药物递送等领域的发展方向。
医疗 2026年04月09日
载运工具用燃料电池空气压缩机技术综述

载运工具用燃料电池空气压缩机技术综述

摘要:从性能需求与技术现状等角度,综述了载运工具用燃料电池空气压缩机的研究进展,总结了离心式空气压缩机的关键部件参数优化设计、机电耦合控制、加工制造和性能测试等技术,并展望了燃料电池空气压缩机技术未来的发展方向.研究结果表明:燃料电池空气压缩机需满足大流量与快速响应等要求;当前,两级离心式空气压缩机流量与压力等特性可满足5~350kW 燃料电池系统供氧需求,最高转速可达1.0×105r•min-1,零转速到怠速的响应时间为秒级;叶轮、扩压器、箔片气体动压轴承等关键部件的参数可采用优化算法进行设计以提高空气压缩机气动性能;为降低驱动电机的转速与转矩波动,离心式空气压缩机机电耦合控制可采用电流环解耦控制和无传感控制等方法以提高空气压缩机的动态响应能力;为保证离心式空气压缩机高速运转下的气动性能和系统稳定性,高精度三元叶轮加工主要通过五轴数控机床铣削实现,箔片气体动压轴承的涂层常采用固体润滑与等离子喷射工艺;燃料电池空气压缩机还需开展流量、压比、效率等特性与启停、寿命等耐久性的指标测试以综合评价其性能;目前,空气压缩机气动性能测试标准与试验方法较为完备,但耐久性相关的测试和评价方法还需进一步完善;未来,随着对可持续交通解决方案需求的不断增长,载运工具用燃料电池空气压缩机技术将朝着集成轻量化与智能化等方向发展.
新能源 2026年04月09日
大尺寸CsPbBr3晶体的熔体法生长研究进展

大尺寸CsPbBr3晶体的熔体法生长研究进展

摘要:由于出色的高能射线解析能力和优秀的环境适应性,全无机卤化物CsPbBr3吸引了众多研究者的关注。然而由于结构相变和热应力的存在,大尺寸CsPbBr3晶体生长过程中容易产生应力,从而导致晶体表面出现裂纹、亚晶界或孪晶等缺陷,严重影响其性能。目前大尺寸高质量CsPbBr3晶体仍然无法通过有效的手段进行批量化生产,因此开展大尺寸CsPbBr3晶体的生长与性能研究具有重大理论意义和实际价值。本文简要综述了CsPbBr3晶体的基本性质、制备方法及研究进展,主要讨论了垂直布里奇曼法生长CsPbBr3晶体的影响因素,并对高质量CsPbBr3晶体的生长提出了新的思路。
光电 2026年04月09日
游动微纳机器人的发展趋势及挑战

游动微纳机器人的发展趋势及挑战

摘要：游动微纳机器人作为微执行器的重要分支，凭借尺寸小、推重比大、可控性好等特性，能够深入传统机器人无法到达的狭小空间，为生物医学、环境监测、纳米工程等领域带来变革性思路。近年来，随着材料科学、纳米技术和生物技术的不断发展，游动微纳机器人的研究取得了显著进展。然而，游动微纳机器人的研究和应用仍面临着复杂环境中的高效运动和控制、生物相容性和可降解性，以及临床应用等诸多挑战。因此，文章综述了游动微纳机器人在驱动方法、设计与制造、控制方法及应用的进展，分析了发展趋势，并提出未来的发展建议，以期为相关领域学者提供参考和借鉴，推动游动微纳机器人技术的进一步发展和应用。
机械 2026年04月09日
共价有机框架作为质子导体的研究进展

共价有机框架作为质子导体的研究进展

摘要：共价有机框架(covalent organic frameworks, COFs)凭借其结构可设计性、高比表面积和优异的化学稳定性, 近年来在质子导体领域引起广泛关注. 本综述概述了COFs 在本征与非本征质子源体系中的质子传输机制、材料设计策略及相关研究进展, 阐明了Grotthuss 机制与Vehicle 机制的定义和判定标准. 将电化学阻抗谱、固体核磁、红外光谱等实验手段与密度泛函理论、分子动力学和从头算分子动力学模拟结合, 解析了COFs 的微观质子传输机制及其与结构的构效关系. 最后, 本综述分析了COF 质子导体在能源领域的应用前景, 并简要探讨了其结构设计、实验表征和理论模拟的发展方向.
有机 2026年04月09日
多孔液体的最新进展: 合成、表征与应用

多孔液体的最新进展: 合成、表征与应用

摘要：多孔液体(porous liquids, PLs)是一类兼具永久孔隙结构和流动性特征的新兴功能材料, 因其独特的物理化学性质在基础研究与技术应用中备受关注. 尽管近年来其应用研究已取得显著进展, 但系统性综述的缺乏阻碍了对该领域发展脉络的全面认知. 本文从合成策略出发, 系统梳理了多孔液体的构筑方法学, 详细阐释了孔隙率、流体性质及稳定性的表征方法体系, 并基于跨学科视角对催化转化、燃油脱硫、生物医药、电化学储能、摩擦学及阻燃材料等关键领域的应用进展进行批判性评述. 最后, 通过整合多孔液体的结构-性能关系, 提出未来研究应聚焦于理性设计其拓扑结构、优化表界面特性, 并探索其流动行为与异质体系协同作用机制, 从而拓展其在智能响应材料及绿色工程中的潜在应用场景.
新材料 2026年04月09日
镁基合金微弧氧化热控涂层的研究进展

镁基合金微弧氧化热控涂层的研究进展

摘要：镁基合金因质轻、高比强度、优良的阻尼和加工性能等特点，在航空航天等多个领域应用广泛。热控涂层是航天器热设计常用的一种被动热控制技术。选用合适的热控涂层，能使航天器某些部位处于期望的温度范围内，这对于航天器正常在轨运行具有重要的作用。而微弧氧化（MAO）技术可在镁合金表面原位生长结合力强的陶瓷膜，对镁基合金进行有效防护的同时，还可通过改变实验参数对涂层的热控性能进行调控，使其温度处在一个适宜的范围。目前，镁基合金热控涂层存在热控效率低、耐太空辐照性能差、耐蚀性和热震性能差等问题，围绕提升镁基合金热控涂层性能，简单介绍其热控机理，并从实验参数和色度性质两方面对热控性能的影响进行了综述。反应时间作为关键实验参数，通过改变氧化涂层的厚度、粗糙度及孔洞数量等表面结构影响其热控性能。氧化过程中，占空比、电源频率和电流密度等电参数，通过改变能量供给状况，显著改变涂层的表面形貌与微观结构，进而调控其吸收率、发射率及抗紫外辐照等性能。此外，在电解液中添加不同的着色盐可以改变氧化涂层的色度值，进而影响其吸收率、发射率、耐腐蚀及抗热震等性能。这些实验参数对热控涂层各方面性能影响的研究，对研制综合性能更好、应用更广的微弧氧化热控涂层具有重要的指导意义。
有色 2026年04月09日
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