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。

光热超疏水表面防覆冰/除冰原理、策略和应用研究进展

摘要:低温环境下的结冰问题会对出行和输电线路安全造成一定影响。传统超疏水表面虽能防覆冰,但效果随时间减弱。新型光热超疏水表面,结合被动防冰和主动除冰,利用光热转换效应,有效抑制冰核形成,提高融冰效率,在防覆冰/除冰领域展现出广阔的应用前景。详细分析了超疏水表面的润湿理论和光热超疏水表面的光热转换机制,这一机制是其实现高效防覆冰和除冰功能的核心。首先全面总结了光热超疏水表面在防覆冰和光热除冰方面的原理,揭示了其如何通过特殊的表面结构和材料特性来延迟冰的成核和生长。综述了当前光热超疏水表面在防覆冰/除冰领域的最新研究进展,特别是针对碳基、聚合物基、半导体基、金属基和陶瓷基这5 种不同基材的光热超疏水表面,分析了它们各自的制备方法、性能特点以及在实际应用中的潜在优势。还深入探讨了这些光热超疏水表面在实际应用中展现出的疏水性能、防覆冰性能以及光热除冰性能等。最后,指出了在光热超疏水表面的制备和应用过程中存在的挑战,如材料的耐久性、成本效益和环境适应性等问题,并对未来的研究方向进行了展望,为后续的研究提供了有价值的参考。

导电纳米材料用于树脂基复合材料成型过程和结构健康监测的研究进展

摘要:导电纳米材料( 如碳纳米管、石墨烯等) 凭借其优异压阻特性,在复合材料的层间增强增刚、电磁屏蔽和结构健康监测中应用广泛。这类材料通过粉体、薄膜或纤维等形式集成于复合材料内部或表面,通过电阻响应实现从制造工艺优化到服役状态监测的全生命周期智能感知。当前研究聚焦于解决导电填料的分散机制、导电网络电信号的演变规律、响应灵敏度的提升等核心问题。本文系统阐述了导电纳米材料在树脂基复合材料成型固化过程、流动前锋/渗透率测量、复合材料损伤以及应力应变监测等领域的最近研究进展,突破了传统离线检测的局限。导电纳米材料的工业应用可拓展至航空航天、风电新能源、轨道交通等高端装备和民用可穿戴设备等领域,为大型复合构件的全流程质量管控提供了创新解决方案。

热障涂层辐射传热特性的研究进展

摘要:随着航空发动机、燃气轮机向着高推重比、高热效率的方向发展,涡轮进口温度(TIT)不断提高,热障涂层(TBCs)作为涡轮发动机热端部件中至关重要的热防护材料面临着严峻的挑战。研究表明,当燃气温度大于1 200 ℃时,热障涂层材料中辐射传热占总体传热的比例迅速增加,高温下热障涂层辐射传热特性研究显得尤为重要。综述了热障涂层材料、涂层结构对其辐射传热特性的影响,总结了热障涂层的光谱反射率、透射率、吸收率等光学性质与涂层材料及微观组织之间的关系,展望了热障涂层陶瓷材料辐射传热特性的研究方向。