人形机器人2026:一个新市场的汇聚时刻

摘要:仿人机器人正从科幻走向工业现实。人工智能与机器人硬件的进步,使得构建能在人类设计环境中运作的机器日益成为可能。与此同时,劳动力短缺正强化对新形式自动化的需求。这标志着技术能力与市场需求交汇的时刻,将使仿人机器人更接近于在工业及其他领域实现实际应用。如果当前趋势持续,其经济影响可能十分重大。作为向物理人工智能发展的更广泛趋势的一部分,人形机器人可能会演变成一个万亿美元级别的产业——根据我们的预测,到2035年市场规模可达7500亿美元,到2050年可达4万亿美元,其规模可与今天的汽车产业相媲美。对于工业、汽车和电子公司而言,人形机器人因此代表着一个重要的增长机会,并且鉴于其预计的每小时运营成本仅为2美元,它还是实现重大效率提升的潜在杠杆。

单丝高速热镀锌及锌铝合金钢丝生产工艺

摘要:传统热镀锌及锌铝合金钢丝生产工艺存在工艺流程长、生产效率低、镀后强度损失大、生产成本高等问题。提出一种单丝高速热镀锌及锌铝合金新工艺,通过前处理、感应加热、风冷和水冷等关键技术的控制,实现了钢丝高速连续热镀锌和单镀锌铝合金,Dv 值可达2 000 mm·m/min。实际生产表明,该工艺镀层连续性、附着性、均匀性及耐腐蚀性能优异,且镀后强度损失极小。经济性分析显示,单丝高速热镀锌及锌铝合金生产工艺在产能、设备投入、原辅材料、能耗及人工成本方面均显著低于传统工艺,具有高效、节能、环保的综合优势,为高性能镀层钢丝的生产提供了可靠路径,符合制造业高端化、智能化、绿色化的发展方向。

纳米二氧化铈复合抗菌材料研究进展

摘要:自21世纪以来,随着人们对卫生健康问题关注度的不断提升,细菌作为影响健康的关键因素之一,其耐药性问题因抗生素的滥用而愈发严峻,对人类生命健康构成了重大威胁。因此,抗菌剂的研究与开发显得尤为重要。纳米二氧化铈(CeO2NPs) 作为一种稀土基无机抗菌纳米材料,凭借其出色的抗菌活性,在抗菌领域赢得了广泛关注。本文旨在系统梳理CeO2NPs的抗菌机制,概述其主要合成方法,归纳其结构、形貌、大小对抗菌性能的影响。在此基础上,本文总结了CeO2NPs与各类无机及有机材料复合所形成的新型抗菌复合材料的最新进展,并对未来CeO2NPs抗菌材料的研究提出了工作建议。

石墨烯增强铝基纳米复合材料扭转载荷下的微观变形行为

摘要:采用分子动力学模拟, 构建纯铝及含0.5%(体积分数) 的1—3 层石墨烯0°, 90°嵌入的石墨烯增强铝基纳米复合材料(Gr/Al nanocomposites) 的7 种模型, 探究Gr/Al 纳米复合材料扭转载荷下微观变形行为. 仿真结果表明, 石墨烯显著影响铝基的扭转力学响应: 石墨烯通过机械互锁与电子-声子耦合降低体系势能、平缓动能, 含石墨烯的纳米复合材料体系剪切应力波动更剧烈、极值更大; 0°嵌入时随层数增加影响更显著, 3 层石墨烯0°嵌入(3-Gr-0°) 在540°—610°附近应力极端值突出, 表明3-Gr-0°可承受更大的扭转载荷. 进一步研究发现, 3-Gr-0°中石墨烯对铝原子近短程和长程有序性的破坏作用更明显, 阻碍位错传播, 使初始位错角度增大, 位错类型仍以Shockly 为主. 本研究为该类复合材料结构设计与性能优化提供理论参考.

基于全介质超表面的液晶空间光调制器

摘要:传统的液晶空间光调制器依靠光在液晶层中的传播相位积累实现相位调制,需要较大的盒厚以满足所需的相位延迟量,进而导致响应速度受限,并制约器件的小型化与高密度集成。提出一种基于非晶硅超表面的反射式空间光调制器,采用步进式光刻技术在8 inch(1 inch=2.54 cm)晶圆上制备幅面为0.37 inch 的超表面,并将其对位集成于一维阵列电极之上。该设计将主要相位调制机理从传统的液晶传播相位累积转移至超表面的共振相位调控,从而减少对液晶层厚度的依赖。利用米氏共振效应提供初始相位覆盖,液晶层仅需产生微小的折射率扰动即可实现全相位调制,从而将液晶盒厚度压缩至1 μm。实验结果表明,该器件在1550 nm 工作波长下的连续相位调制摆幅达到2.46π,实现全相位调制,光束扫描角可达34°。该方案验证基于共振相位调制的超表面空间光调制器的可行性,为提高液晶器件响应速度与推动其小型化提供一条有效的技术路径。

机器学习在生物医用合成材料中的设计与应用

摘要: 生物医用材料包括天然材料和合成材料,其在组织再生和精准给药等医疗领域中具有不可替代的作用。然而,生物医用材料的性能优化长期受限于传统试错法的高成本与低效率。随着材料基因组计划和高通量实验技术的发展,数据驱动的设计方法为生物医用材料的开发提供了新范式。机器学习(Machine learning, ML)作为人工智能的核心分支,能够从海量的多源数据中提取有效特征,建立成分、结构与纳米尺度功能特性之间的构效模型,显著加速了新材料的筛选与性能预测。本文系统综述了机器学习在金属有机框架(MOFs)、水凝胶及生物质炭等生物医用合成材料设计中的创新应用,重点探讨了监督学习、生成模型及可解释人工智能等方法在材料建模中的实施路径与典型范例。结果表明,ML 在多项任务中成效显著,如预测MOFs 的药物负载与释放行为、优化水凝胶的力学性能与生物相容性,以及调控生物质炭的孔隙结构及表面活性等,这不仅提升了材料研发效率,也揭示了材料功能的内在影响机制。目前,ML 虽面临数据标准化不足、模型可解释性有限和实验验证体系不完善等挑战,但通过融合多模态数据库与自动化实验平台,将推动生物医用材料逐步实现智能化设计与个性化应用。本综述旨在为生物医用材料领域研究人员提供基础知识、方法选型参考,并展望了未来的发展方向。

镍带在电池连接片中的应用

摘要:电池连接片的性能对电池组的整体性能和安全性起着重要作用,镍带因其卓越的导电性、耐腐蚀性、焊接性能和加工性能,成为一种极具应用前景的电池连接片材料。为增强镍带连接片产品的可靠性,应对未来更高能量密度和更严苛应用环境的挑战,对镍带材料的物理性能、力学性能和耐腐蚀性等关键指标进行了全面分析。在此基础上,进一步论述了基于镍带材料的电池连接片的设计与包含镍带制备、连接片制造和组装的工艺流程方案,优化了加工方法组合。研究结果为基于镍带的电池连接片设计和制造提供了理论基础和技术支持,具有显著的工程应用价值。

飞机迎风面蒙皮涂层高动态雨蚀损伤评价和机理

摘要:目的飞机在雨中高速飞行时,机体迎风面蒙皮涂层受到雨滴冲击作用而产生损伤,出现表面开裂、剥离等典型损伤,会降低结构的安全性和功能性,因此需要对蒙皮涂层的雨蚀损伤机理进行深入研究。方法利用一级轻气炮搭建的单射流试验平台和水切割装置改装的多射流试验平台模拟雨滴冲击。针对以碳纤维T300 编制材料为基体,表面涂有3 种同等厚度的聚氨酯涂层材料,在不同试验条件下对材料进行雨蚀试验研究。结果在 617 m/s 冲击速度条件下,以0°、15°、30°的冲击角度以及在15°冲击角度,430、490 和555 m/s 的冲击速度下对三种涂层材料进行单射流试验;对三种涂层材料在 350、370 和420 m/s 的冲击速度下,进行1 000 次冲击的多喷射流试验。结果表明:随着冲击角度和速度的变化,三种涂层材料的损伤趋势是一致的;典型损伤形貌相同,即当水锤压力低于涂层材料的屈服强度极限时,损伤区域由环形损伤包围中央未损伤区域构成;当水锤压力超过材料的屈服强度极限时,水锤压力结合侧向射流会造成1~2 倍液滴直径的损伤区域。多射流与单射流的试验结果具有相似性。结论通过对比单射流与多射流试验下涂层材料的典型损伤形貌可知,材料的雨蚀损伤机理与自身的力学性能关系密切。根据三种涂层材料在不同试验参数下的损伤结果,材料1 性能最佳,在多种试验条件下均有良好的表现,能够满足飞机在不同环境下的飞行需求。

铜基粉末冶金摩擦材料的研究进展及展望

摘要:文章综述了近年来铜基粉末冶金摩擦材料在强化组元、润滑组元和摩擦组元的组分设计以及成型压力、烧结参数的制备工艺研究进展,总结了各组元协作用机制及工艺参数对材料性能的影响规律。在此基础上,提出铜基粉末冶金摩擦材料未来的研究应聚焦于界面结合优化、摩擦副匹配性分析及智能化制备工艺开发,以推动铜基摩擦材料向更优性能,更低成本方向发展。