锂离子在固态聚合物电解质中传输机制

摘要:【目的】为了设计新型高性能固态聚合物电解质(solid polymer electrolytes,SPEs),深入探讨锂离子在SPEs中的传输机制是核心科学问题,可以在根本上实现高性能SPEs 的理性设计。【研究现状】分析阿伦尼乌斯模型、 Vogel-Tammann-Fulcher(VTF)模型和William-Landel-Ferry(WLF)模型等经典离子传输理论模型的特征及其适用范围; 重点阐述近年来利用先进光谱技术(如红外光谱、 太赫兹光谱等)在实时观测锂离子传输过程中配位环境动态变化方面取得的实验进展;综述分子动力学(molecular dynamics,MD)模拟中的经典分子动力学模拟、 粗粒化分子动力学模拟、 从头计算分子动力学及机器学习分子动力学模拟在该领域的研究现状与发展趋势。【结论与展望】认为先进模拟技术与实验光谱技术协同发展,在解决复杂界面问题等挑战性课题中将发挥越来越重要的作用,为理性设计SPEs提供坚实依据;经典MD模拟具有在计算效率与精度间的良好平衡,仍是当前研究锂离子传输机制的主要手段。

2400MPa级超高强钢粉末及SLM成形合金的组织与性能

摘要:折叠屏手机日益轻薄化的发展趋势对3C领域精密转轴部件材料的强度提出了更高要求,但当前用于转轴件生产的金属注塑成型(metal injection molding,MIM)工艺难以同时满足零件的超高强度和良好塑性需求。因此,基于选区激光熔化(selective laser melting,SLM)工艺特点,分别采用真空感应熔炼气雾化(vacuum inductionmelting gas atomization,VIGA)和等离子旋转电极雾化(plasma rotating electrode process,PREP)法制备了2400 MPa级超高强钢粉末,并利用SLM方法成形合金试样。利用SEM(scanning electron microscope)、EBSD(electronbackscatter diffraction)、XRD(X-ray diffraction)等表征技术,对比研究了VIGA 与PREP 2 种超高强钢粉末的特性以及SLM 合金的微观组织与力学性能。研究表明,VIGA 与PREP 超高强钢粉末微观组织均以柱状晶和胞状晶为主,但PREP 粉末具有更低的气体和杂质含量、更优异的松装密度和流动性。由于PREP 制粉工艺极快的冷却速度,使PREP粉末出现晶体择优取向和较少的FCC(face center cubic)相。对SLM成形合金的研究表明,沉积态(as-built,AB态)和热处理态(heat-treated,HT 态)下的VIGA试样的位错密度均高于PREP试样,但由于VIGA粉末氧含量较高,SLM VIGA成形件中存在明显氧化物夹杂,导致材料塑性下降。经固溶时效处理后,PREP-HT试样相较于VIGA-HT试样呈现出显著的晶粒细化,提高了材料的强塑性,实现了抗拉强度2 406 MPa和伸长率4.3% 的良好匹配。研究结果验证了PREP 粉末在SLM超高强钢制备中具有显著优势,为突破3C领域精密零部件的“高强-复杂-轻量化”协同设计瓶颈提供了新的技术路径。

超双疏表面耐久性研究进展及其应用

摘要:超双疏表面通常指对水和油均表现出高接触角和低滚动角的特殊润湿性表面。超双疏表面在日常生活、工业生产、液体运输、航空航天及航海等多个领域具有潜在应用前景,受到了科研人员的广泛关注。由于超双疏表面微纳粗糙结构较为脆弱,一旦表面微结构或化学物质受到破坏,其超双疏性可能会受到影响,甚至失效,因此材料表面的低耐久性是限制超双疏表面规模化推广应用的技术瓶颈,如何提高超双疏表面的机械耐久性,是当前业内亟待解决的重点课题之一。首先概述了超双疏表面的润湿理论和设计基础,并系统总结了包括层层自组装法、模板法、电化学沉积法和气相沉积法在内的多种制备方法,并深入分析了上述制备方法所获得超双疏表面的耐久特性。随后,重点探讨了提升超双疏表面耐久性的技术和方法,如自修复技术、底面复合技术和微结构保护技术等,并阐述了各方法的耐久性提升原理。最后,总结了超双疏表面在自清洁、防冰除冰、防雾、抗黏附和抗菌等领域的应用,分析了当前制约其规模化应用的原因及其解决策略,并对超双疏表面未来的工程应用前景及发展方向进行了展望。

激光制备纳米材料及在新能源催化领域应用

摘要:【目的】探讨激光与物质相互作用机制,优化激光合成纳米材料策略。【 研究现状】综述激光制备纳米材料方法、原理及其在新能源领域的应用;凝练激光固相合成原理,总结激光合成碳材料、碳化物、氧化物、合金及高熵合金等的研究现状,研究激光合成技术在光热催化和电催化领域的技术优势和应用潜力。 【结论与展望】激光合成作为新兴技术,通过优化激光合成策略,可提高纳米材料结构可控性,提升纳米材料的性能。

基于专利的热障涂层技术发展研究

摘要:热障涂层技术是高性能航空发动机不可或缺的关键技术之一,对于提高航空发动机性能和延长使用寿命具有重要作用。本文基于专利信息,对热障涂层技术发展趋势、技术构成、研究机构和重点专利技术进行了分析,并简要阐述了热障涂层技术未来发展方向,以期为进一步开展热障涂层技术研究提供参考与支撑。

纳米生物材料前沿进展与未来挑战

摘要:纳米生物材料领域作为21 世纪生物医药领域的战略性科技领域,正深刻重塑疾病诊疗范式并驱动全球科技竞争格局变革。梳理了中国纳米生物材料领域在产学研方面的发展现状与战略挑战,通过对比揭示中国在生物医用涂层材料、上转换成像探针材料及纳米酶等部分细分领域的领跑优势,同时指出当前存在基础研究与应用脱节、跨学科协作壁垒、监管与产业适配失衡等结构性矛盾。在新型举国体制框架下,通过借鉴成熟行业的技术跃迁经验,推演出中国纳米生物材料领域可能的三阶段演进轨迹,即从技术攻坚期的工艺突破,到产业扩张期的标准主导,最终实现全球引领期的范式革新。建议通过“临床需求反向驱动”研发模式、千亿级产业基金布局及国际标准突围策略,中国有望构建以纳米生物材料驱动的“技术-产业-治理”三位一体中国方案的生物经济模式,为高水平科技自立自强提供实践范本。

离子凝胶在柔性可穿戴系统中的应用研究进展

摘要:离子凝胶( IG) 是由离子液体和聚合物支撑网络构成的离子导体,具有抗冻、抗干燥、透明度好、柔韧性高、迟滞低等优点,是当前研究的热点和焦点。本文综述了IG 在柔性可穿戴系统中应用的最新进展,重点介绍了IG 的合成方法( 直接混合法、原位聚合法和溶剂交换法) 、物理/化学性能( 包括力学性能、导电性能、自愈合性能、抗冻耐热性能、生物相容性、可降解性、形状记忆性和粘附性等) 以及应用场景( 包括离子皮肤、人体运动监测、人机交互和柔性能量存储等) ,并总结了IG 性能提升和应用场景拓展的常用方法,最后提出了IG 目前存在的问题以及未来发展的方向。

基于热舒适性与电池温控协同的跨临界CO2汽车热管理系统

摘要:新能源汽车热管理系统是保证热安全和热舒适性的关键,而电池热管理和乘员舱冷却强耦合,造成动态特性差。为此,本文针对某跨临界CO2汽车热管理系统进行研究,基于热舒适性与电池温度协同控制方法,通过在Amesim 中搭建热管理系统及控制模型,对不同应用场景和工况下的热管理系统进行仿真分析,并与传统基于乘员舱温度的控制方法进行对比。结果表明:该热管理系统在各工况下能够迅速将乘员舱热环境和电池温度稳定在适宜范围,并具有良好的稳定性和较快的恢复速度,具有很好的抗扰动效果; 同时与传统基于乘员舱温度的控制方法相比能够始终使乘员舱具有极好的热舒适性,验证了基于该控制方法的热管理系统的优越性。

钴基材料催化氧化脱除CO研究进展

摘要: 近年来, 钴基催化材料(如四氧化三钴, Co3O4)凭借其多价态、高配位数以及不饱和d电子轨道等特性, 在众多催化剂中脱颖而出, 并在CO催化氧化技术领域引起广泛关注。为推动钴基催化材料的实际应用, 制备低温长期稳定且高效的钴基CO氧化催化剂一直是当前研究的焦点。例如, 在汽车尾气和工业烟气处理方面, 需要避免催化剂高温烧结失活; 而在甲醇重整制氢燃料电池的原料气中的CO脱除过程中, 则需要实现高效的CO选择性氧化反应。回顾了针对钴基催化体系采用的不同改进策略的研究进展, 通过这些改进手段, 成功地提升了催化剂的活性、稳定性和耐受性。同时, 简要阐述了CO在钴基催化剂表面的反应机理, 并总结了当前钴基材料催化氧化CO的热点研究方向, 为其深入研究和商业应用推广提供参考。