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精品资源

基于超材料的无标记光学生物传感

基于超材料的无标记光学生物传感

摘要：超材料（metamaterials）因为能够在亚波长尺度范围内精细调控电磁波而受到人们广泛关注。超材料具有丰富的电磁模态，在表面支持高度局域场增强且对周围介电环境极其敏感，可应用于无标记光学生物传感领域。与传统光学生物传感器相比，超材料生物传感器具有小型化、集成化、高度灵敏、多功能可定制等突出优点。本文总结了近年来超材料生物传感器在可见光、近红外、中红外以及太赫兹波段的研究进展，包括折射率生物传感、表面增强拉曼散射、表面增强红外吸收和太赫兹生物传感等。
新材料 2024年05月08日
高熵合金增材制造研究进展

高熵合金增材制造研究进展

摘要：基于不同的高熵合金（High-entropy alloys,HEAs）体系，综述了增材制造高熵合金的最新研究进展，阐述了不同成分高熵合金增材制造的快速凝固微观组织、偏析和析出行为，着重分析了增材制造高熵合金的力学性能、变形及强化机理。指出不同的高熵合金体系应选择适合的增材制造工艺，并且成型质量的影响因素还有待进一步研究，最后提出利用增材制造技术可以研发和制备出具有优异强度－塑性组合的高熵合金。
新材料 2024年05月08日
石墨烯导热材料研究进展

石墨烯导热材料研究进展

摘要：石墨烯作为一种具有超高热导率的二维纳米材料，在导热领域有着广阔的应用前景。本文综述了石墨烯导热材料的研究进展，介绍了石墨烯本征热导率及其层数、缺陷、边缘情况等对热导率的影响，分析了石墨烯纤维的研究现状及存在的问题，讨论了各类石墨烯导热薄膜（纯石墨烯薄膜/石墨烯杂化薄膜/石墨烯聚合物复合薄膜）热导率的影响因素，归纳总结了各类三维石墨烯导热材料（无规分散石墨烯三维复合材料和特定结构石墨烯三维复合材料）的结构、性能与研究现状，最后指出了目前几种导热材料研究存在的问题并展望了石墨烯未来导热领域的发展方向，尤其是在LED照明、智能手机等高功率、高度集成系统中，石墨烯导热材料有着良好的发展前景。
新材料 2024年05月08日
增材制造智能材料研究现状及展望

增材制造智能材料研究现状及展望

摘要：增材制造技术自问世以来成为拓展多学科发展、实现多学科研究融合以及联结材料与产品的关键性技术，该技术颠覆了传统加工设计和制造理念，同时也是实现智能制造的重要方法。智能材料是对环境具有感知、可响应、自修复和自适应的一类材料。将智能材料与增材制造技术有机结合，可实现具有感受外部刺激或环境激活的三维智能器件的一体化制造。智能材料增材制造技术被广泛应用于个性化医疗、柔性电子和软体机器人等领域。本文对增材制造中所涉及的智能材料进行综述，介绍通过增材制造方法对金属类、高分子类和陶瓷类智能材料所带来的优势及面临的问题。增材制造技术作为实现设计、材料和结构有机融合的有效手段，将成为推动智能材料发展的关键。
新材料 2024年05月08日
宽温域压电材料的研究进展及其柔性化设计

宽温域压电材料的研究进展及其柔性化设计

摘要：近年来，随着汽车、石油、核电和航空航天等高温领域的发展，应用于极端环境中的无损检测、可持续自供电设备用宽温域压电材料成为研究热点。然而，具有优异压电性和高温稳定性的宽温域压电材料，由于质脆、硬度大，致使所制器件无法兼具柔性及高温稳定性而在高温精密化作业、可穿戴健康检测等应用中受到极大限制。因此基于宽温域压电材料的柔性化设计，以实现耐高温柔性压电装置的制备并最终大幅拓宽压电装置的高温工作潜力，成为目前压电器件的重要发展方向。本文首先针对300℃以下环境中应用的压电材料（锆钛酸铅、钛酸钡和碱金属铌酸盐）和500～1000℃环境中应用的Ⅲ族氮化物的研究进展进行了介绍，然后分析基于这些材料的柔性化设计技术及柔性化设计过程中所用衬底或复合基体的种类对最终器件高温稳定性的影响。
新材料 2024年05月08日
高通量计算与机器学习驱动高熵合金的研究进展

高通量计算与机器学习驱动高熵合金的研究进展

摘要：高熵合金因其多种合金元素以等原子比或近等原子比的组合而具有高熵效应、严重的晶格畸变、缓慢扩散以及特殊而优异的材料性质等特点，在各个领域引起极大的关注。其高强度和硬度、抗疲劳性、优异的耐腐蚀性、耐辐照性以及接近零的热膨胀系数、催化响应、热电响应及光电转换等特性，使高熵合金在许多方面有潜在的应用。高通量计算及机器学习技术迅速成为探索高熵合金巨大成分空间和综合预测材料性能的有力手段。本文介绍高通量计算与机器学习的基本概念，论述第一性原理计算、热动力学计算与机器学习在高熵合金研究中的优势，并总结它们在高熵合金成分筛选、相与组织计算以及性能预测等方面的应用研究现状。最后提出该领域目前存在的问题，并提供解决思路与未来展望，包括开发适用于高熵合金的第一性原理计算与机器学习工具、构建高质量高熵合金数据库、将高通量计算与机器学习相融合对高熵合金的力学及服役性能进行全局优化等。
新材料 2024年05月08日
潜在高熵陶瓷热障涂层材料的研究进展

潜在高熵陶瓷热障涂层材料的研究进展

摘要：热障涂层材料（TBC）是为航空发动机及燃气轮机提供热防护，延长其使用寿命的一种重要材料。近年对新型热障涂层材料的探索中出现各类高熵稀土氧化物，以期通过热力学上的高熵效应、动力学上的迟滞扩散效应、结构上的晶格畸变效应以及性能上的“鸡尾酒”效应获得优于单主元稀土氧化物的热学、力学、高温相稳定性及抗烧结腐蚀等性能。本文总结归纳了高熵稀土锆酸盐、铈酸盐、铪酸盐、钽酸盐及铌酸盐等五种高熵稀土氧化物的热学性质、力学性质及其他性质，着重强调了热导率和热膨胀系数，同时与相应单组分稀土氧化物的性能进行对比分析，探究影响其性能优劣的多种因素。最后指出未来或可将实验与第一性原理计算相结合，筛选出综合性能更加优异的高熵陶瓷热障涂层材料；同时，将高熵延伸至复杂组分或中熵陶瓷热障涂层材料也成为重要的拓展方向。
新材料 2024年05月08日
金属增材制造技术在核工业领域的应用与发展

金属增材制造技术在核工业领域的应用与发展

摘要：增材制造能够制备任意复杂形状的零件，具有快速、高效、经济、全智能化和全柔性化制造的优势。本文总结了国内外典型的金属增材制造技术，介绍了金属增材制造技术在核工业领域的应用，梳理了增材制造核材料产品的性能表现，并以实际案例证明了金属增材制造技术在核工业领域的优势。本文结合革新性反应堆技术在核材料中的应用背景，展望了增材制造技术在核材料领域的发展趋势。
新材料 2024年05月07日
增材制造用高温合金粉末制备技术及研究进展

增材制造用高温合金粉末制备技术及研究进展

摘要：球形粉末是增材制造、粉末冶金、注射成型等制备工艺的重要原料，其成分、粒度、球形度、空心粉率等是影响最终构件性能的关键因素。本文详细介绍了真空感应熔炼气雾化法、电极感应熔炼气雾化法以及等离子旋转电极雾化法等三种可用于增材制造的工程化高温合金球形粉末的制备技术，分析了这三种制粉工艺的特点，阐述了这三种制粉工艺的研发进展，探讨了三种制粉工艺所制备的粉末缺陷形成原因及控制方法，并提出了增材制造用高温合金粉末制备技术的发展趋势。
新材料 2024年05月07日
纳米碳化聚合物的制备、性质及应用

纳米碳化聚合物的制备、性质及应用

摘要：纳米碳化聚合物作为一种新型的碳纳米材料引起了人们广泛的关注。纳米碳化聚合物具有独特的核壳结构（sp2/sp3 组成碳核，聚合物链、官能团构成壳），学者们通过调控反应条件以获得预期的纳米碳化聚合物结构，并将其广泛应用于生物成像、传感器、催化、发光二极管、铜基复合材料等领域。本文分析讨论了纳米碳化聚合物的结构、合成方法、形成机理、主要性质及应用，介绍了该同素异构体在材料、尤其是粉末冶金材料中的最新研究成果，最后对纳米碳化聚合物未来的发展进行展望。
新材料 2024年05月07日
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