基于碳基纳米材料的防/除冰复合材料制备及机制研究进展

摘要:碳基纳米材料(如碳纳米管、氧化石墨烯、石墨烯等) 凭借其高导电性、导热性以及优异的力学性能,为高效、低能耗防/除冰技术提供了新方向。基于碳基纳米材料的复合材料可兼具碳基纳米材料本身的优点,但基于碳基纳米材料的防/除冰复合材料制备和机制研究的综述性论文不多。本文针对基于碳基纳米材料的防/除冰复合材料的国内外研究现状进行了介绍,重点介绍了3 种碳基纳米材料(碳纳米管、氧化石墨烯、石墨烯) 的定义、理化特性以及与防/除冰性能之间的关联;重点阐述了3 种基于碳基纳米材料的防/除冰复合材料的制备和性能优化;归纳总结了其防/除冰机制(单一机制(光热转换机制、电热转换机制、超疏水机制)和复合机制)。并对基于碳基纳米材料的防/除冰复合材料面临的关键挑战、潜在应用和发展前景进行了展望。

飞秒激光赋能精准微创牙科治疗:原理、进展与挑战

摘要:飞秒激光具有超短脉冲和极高的峰值功率,其独特的“冷烧蚀”作用机制,可在极小的热影响区内实现高精度去除,从而避免传统激光和机械钻头所导致的牙髓热损伤、牙体微裂纹及碳化等问题。凭借这一特性,飞秒激光在牙科治疗中展现出卓越的微创性与精确性。文中综述了飞秒激光与牙体硬组织及其他相关材料的相互作用原理,系统梳理了飞秒激光在牙科治疗核心领域的最新应用进展,包括牙体龋坏组织的高效清除和牙体的再矿化,高精度制备修复体和种植体空腔,以及种植体表面微纳结构的诱导。此外,飞秒激光在根管消毒、龈上洁治、牙石检测等其他牙科治疗领域也展现出了优越的应用潜力。尽管如此,飞秒激光技术在牙科的临床转化中仍然面临作用机理复杂、装备成本较高、操作流程未标准化及长期疗效验证不足等挑战。未来的研究可聚焦于作用机理探究、自动化智能化设备研发、临床方案优化及长期效果验证等方面,以加速飞秒激光在精准、微创牙科治疗中的广泛应用。

溴化铯种子层助力全热蒸发红色钙钛矿发光二极管

摘要:信息显示作为人机交互的界面,正朝着低能耗、高集成度和高分辨率的方向发展。热蒸发钙钛矿发光二极管(PeLED)因其良好的工艺兼容性、高色纯度及高效率等优点而备受关注。然而,全热蒸发红色PeLED 的器件性能仍远落后于绿光器件,难以满足全彩显示的需求。提出一种无需额外溶剂或分子介入的埋入式种子层策略,用以调控全热蒸发CsPbBrI2 钙钛矿薄膜的结晶动力学与界面特性。研究发现,CsBr 作为种子层可通过调控初始界面处的成核过程,诱导晶面择优生长,获得高质量的钙钛矿薄膜。晶体质量的显著改善及界面缺陷形成的抑制,共同促进辐射复合增强与非辐射复合减弱。基于此策略,成功制备全热蒸发红色PeLED,其最优器件的最大亮度达到1071 cd/m2,峰值外量子效率为6.37%,是目前已报道的全热蒸发红色PeLED 中的最高性能。最后,得益于全热蒸发工艺的优势,实现了图案化红色PeLED 的展示。该工作为制备高性能全热蒸发PeLED 及实现全彩化、可集成的钙钛矿显示应用提供一种有效方案。

可降解载药栓塞微球研究进展

摘要:载药微球是介入栓塞治疗中常用的栓塞剂, 能够阻断肿瘤供血并局部释放高浓度药物治疗实体恶性肿瘤。然而, 当前应用于临床的药物洗脱载药微球多采用不可降解的聚乙烯醇材料, 存在长期残留、炎症反应以及重复治疗受限等问题。因此, 基于可降解材料的载药微球近年来成为该领域的研究热点之一。系统综述了可降解载药微球的研究进展, 重点关注其材料设计、药物负载方式、多功能集成策略、制备工艺和体内外性能表现。对于可降解材料, 从水解与酶促降解等主要机制出发, 总结了一系列典型高分子材料的结构调控方法与降解行为。在药物递送方面, 阐述了不同理化性质的药物与载体材料之间的相互作用机制。微球的多功能集成方向主要包括显影、形状记忆与热效应等, 而乳化法、微流控以及电喷雾法等制备工艺则为其粒径控制与结构设计提供了重要支撑。体内外研究表明, 此类微球具备良好的栓塞稳定性、可控降解行为和显著的抗肿瘤效果。最后, 对可降解载药微球的未来发展方向作出了展望。

增材制造合金在核能领域应用中的腐蚀研究进展

摘要:增材制造(AM)技术,包括激光粉末床熔融(LPBF)、定向能量沉积(DED)和电弧送丝增材制造(WAAM),因其具有高精度、加工效率高、复杂结构加工和节约材料成本等显著优势,开创了一个新的材料制造革命。增材制造技术在核能领域也展现出巨大的应用潜力,如制造反应堆芯、燃料包壳和先进热交换器等关键合金部件。然而,反应堆系统中的极端环境(高温、高压、辐照、强腐蚀性介质)对增材制造合金的服役性能提出了极高要求。其中,合金的耐腐蚀性能首当其冲成为关注的焦点。本文综述了近年来典型的增材制造合金,例如不锈钢、FeCrAl 和复杂成分合金等,在模拟核服役环境下的腐蚀研究进展。对比研究了与传统锻造合金材料的差异,分析了微观结构特征对腐蚀机理的影响。进一步展望了增材制造合金在未来先进核能领域的应用前景。

NiTi合金与异种金属焊接及其在航天航空装备制造领域的应用

摘要: NiTi合金是一种具有重要工业价值的形状记忆材料,具有良好的形状记忆效应、耐磨性、超弹性和生物相容性,在许多领域都有极其广泛的应用前景.受限于其加工难度较大,为满足NiTi 形状记忆合金结构件的轻量化要求,通常需要将NiTi 形状记忆合金与其他易于加工的材料进行焊接.异质材料的焊接既能充分发挥材料本身的性能优势,又能大大减少由材料带来的系统集成的问题.文中主要介绍了NiTi 形状记忆合金与异种金属的熔化焊与固相焊方法,分析了焊接过程中面临的主要难题及其解决措施.最后文中在NiTi 形状记忆合金与异种金属焊接的基础上,介绍了其在航天航空制造领域的应用.文中总结了NiTi 形状记忆与异种金属焊接的研究进展,同时为优化异质金属焊接接头质量提供思路.创新点: (1) 总结了国内外对于NiTi 记忆合金的各种焊接方法及其面临的难题,归纳了目前已有的解决方法,为NiTi 形状记忆合金的高质量焊接提供新思路.(2) 介绍了NiTi 形状记忆合金作为特种材料在航空航天领域的应用.

Al-Si合金凝固组织细化技术的发展

摘要:Al-Si合金比强度高、铸造性能和耐热耐蚀性优异,被广泛应用于汽车、航空航天等领域。然而,高硅含量导致的粗大共晶硅相和α-Al 相严重影响Al-Si合金的力学性能和加工性能。基于对Al-Si 合金凝固组织精细化控制的要求,概述了晶粒细化技术的机制和化学变质剂( 如Sr、P、稀土) 、抗Si/Zr“毒化”的复合细化剂(如Al-TCB 晶种合金) 、物理场细化及快速凝固技术(半固态成形、喷射沉积) 等细化Al-Si 合金凝固组织技术的发展。

增材制造水处理用陶瓷的研究现状与发展趋势

摘要:增材制造技术具有高精度、无需模具、可调控陶瓷多级结构的优势,为高性能水处理用陶瓷的开发提供了新途径。本文系统综述了基于光固化和直写挤出等增材制造技术制备的水处理用陶瓷在结构设计、材料复合、水处理性能等方面的最新研究进展,并探讨了其在有机污染物催化降解、油水分离等场景的应用潜力。然而,该技术仍面临难以直接制备分离层、极端工况适应性差以及规模化生产难度大等关键挑战。最后展望了水处理用陶瓷在自愈合智能陶瓷材料和机器学习辅助工艺-结构-性能协同优化的研究。本文旨在为增材制造水处理用陶瓷的研究提供参考,以推动增材制造技术在高通量、长寿命水处理用陶瓷中的工业化应用。