铜合金超疏水表面的制备及应用研究进展

摘要:铜及其合金因具有优异的导电性、导热性与延展性,被广泛应用于各个领域(船舶、电力等)中,但在特殊环境(低温、高盐等)下铜合金会产生腐蚀、结霜、污垢附着等现象,其服役寿命和应用范围降低。而在铜及其合金表面进行超疏水改性,可以有效改善其表面能、成分及微观形貌,提高铜基金属的服役性能。简要概述了超疏水表面润湿性基本理论,介绍了近年来铜合金超疏水表面的制备方法,如刻蚀法、电沉积法、氧化法等,并对其优势及局限性进行详述; 然后,综述了铜合金超疏水表面在防垢、防腐、油水分离及自清洁等应用领域的研究现状,并对铜合金超疏水表面未来发展所面临的挑战和方向进行了展望。实现铜合金超疏水表面高耐久、多功能化及制备技术的革新,对推动铜合金超疏水表面的发展和应用具有重要意义。

基于复杂天然产物的半合成抗生素工艺化学研究进展

摘要:发现新的抗生素药物是应对细菌和真菌耐药性问题的关键手段, 而基于现有抗生素开发新型抗生素已被证明是一条有效途径. 目前, 临床上或临床试验阶段的抗生素大多是半合成药物, 即通过对天然抗生素进行修饰来解决毒性或耐药性等问题. 天然抗生素产物的复杂性和稳定性使得半合成抗生素的药物化学开发面临较高难度, 而其后续的合成工艺则更具挑战. 这类工艺化学不仅需要解决化学、区域和立体选择性的转化难题, 还需克服分离纯化等技术障碍.在抗生素发展的百年历程中, 化学家们已经发展了许多经典的抗生素化学合成工艺, 如四环素化学和大环内酯化学等.重点介绍了这些经典的抗生素半合成工艺, 从化学合成挑战、原研工艺与改进工艺以及可能的工艺优化等方面进行详细阐述.

激光封接金属与玻璃的研究现状

摘要:玻璃和金属是工业中常见的两种材料,在物理和化学性质上均具有独特的性能。近年来,玻璃和金属的封接体由于其独特的性能而获得了关注,并且应用在医疗、航空航天和微电子等行业中。然而,传统的金属与玻璃的封接技术会导致热物理性质的差异而形成残余应力和界面的连接失效。激光焊接技术具有高精度、能量集中和快速加工的特点,从而在玻璃与金属的加工中得到了迅速的应用。介绍了传统封接金属与玻璃的应用和弊端,并对比分析了激光焊接金属和玻璃的研究进展。还对激光封接金属与玻璃的未来方向提供了思路,可以作为研究和应用激光封接金属与玻璃的一个借鉴。

数据与模型驱动的钙钛矿材料智能计算框架

摘要: 钙钛矿材料因其复杂的化学成分、多样的晶体结构和丰富的物理特性, 成为现代材料科学研究热点之一。结合模型驱动方法和数据驱动方法, 构建特征工程融合主动学习的材料智能计算框架, 提高模型精度和系统性能。通过数据布局和动态调度协同优化, 提出针对材料特征的确定独立筛选和稀疏算子(SISSO)并行计算方法, 缓解SISSO 算法在建立特征工程模型时面临的精度较低与计算成本较高的问题, 降低数据质量对模型的影响。构建面向材料数据的主动学习方法, 以处理材料数据标记的复杂性, 剔除噪声数据。

典型光学硬脆材料的原子级抛光技术发展现状

摘要:随着精密制造技术的发展,光学系统对器件表面质量提出原子级精度要求。典型光学硬脆材料具有硬度高、塑性低及脆性断裂特征,在获得粗糙度低于0.2 nm 的原子级光滑表面过程中面临诸多挑战。基于此,系统综述晶体材料(如单晶硅、蓝宝石)与非晶材料(如熔融石英)在加工响应及去除机制方面的差异,梳理化学机械抛光(CMP)、离子束抛光(IBP)、磁流变加工(MRF)、等离子体辅助原子迁移(PAMM)等代表性技术路径。针对单晶硅和蓝宝石,探讨了CMP 浆料优化、晶面差异响应、超声辅助等精度提升方法。针对非晶材料熔融石英,归纳了绿色浆料、核壳磨料、多能场辅助及技术联用路径,并对比了多项原子级抛光技术的特点。除粗糙度指标外,还总结了亚表面损伤控制的形成机制和抑制策略,分析了原子级抛光技术在微裂纹抑制和缺陷最小化方面的潜力。最后展望了构建统一去除模型、开发绿色抛光体系、强化能场机制研究及集成多技术联用等未来发展方向,以支撑原子级制造向高效、绿色、智能演进。

以蒸气加工法制备和修饰金属-有机框架膜

摘要:金属-有机框架(MOF)是由金属离子或金属离子簇与有机配体配位连接而成的一类高度有序的多孔材料。作为分离膜材料具有广泛的应用潜力。开发高效的MOF膜制备和修饰方法对获得连续、致密、结构可调控的MOF膜至关重要。相比传统液相合成过程,蒸气加工方法可大幅节省溶剂及前体用量,有效避免竞争性体相成核,降低后处理过程中因溶剂分子移除造成的膜层开裂风险,兼具效率高和环境友好的特点。系统总结了蒸气加工法用于MOF膜的直接合成与合成后修饰改性方面的研究进展以及蒸气加工方法对MOF膜分离性能的调控和强化作用,并展望了蒸气加工法未来的发展方向及其在MOF膜放大制备方面的应用潜力。

基于高压技术的高温超导体制备及研究进展

摘要:在超导材料研究领域,从金属汞单质超导体的发现到镍基超导体的制备,对超导材料物理性质和微观机理的研究极大推动了凝聚态物理学的发展。基于新制备技术研发实用化高温超导体,在强电和弱电应用领域具有重要的意义。高压实验技术作为一种新手段,已成为探索新奇超导体及提高超导体超导转变温度(Tc)的强力工具之一。本文以超导转变温度较高(大于150 K)的3 种高温超导体H3S、LaH10和HgBaCaCuO为对象,系统地总结了其制备技术的研究进展,明确实用化高温超导体的制备思路。通过分析得出以下主要结论,高压有助于制备具有特殊晶体结构的富氢化合物超导体LaH10,使其获得较高的超导转变温度;同时,高压也能够以类似改变掺杂的方式影响铜氧化物超导体,从而改变其超导电性。高压技术是获得具有特殊晶体结构(层状和笼状)高温超导体的有效途径。

高钢级管道环焊焊材的研究现状及发展趋势

摘要:管线钢环焊缝作为管道运输的薄弱点,在富氢环境下服役极有可能发生氢脆从而影响运输安全。本文综述了高钢级管线钢焊接材料的发展现状,分别讨论了管线钢焊材的特点、管线钢环焊缝的强韧化机制和夹杂物对焊缝抗氢性能的影响机理。此外,还探讨了含稀土元素焊材的研究现状及其改善焊缝抗氢性能的作用机理,为新型环焊焊材的开发提供理论支撑。最后展望了防止管线钢环焊缝发生氢脆的研究方向,以期保障工程建设安全。

DNA存储的关键技术:编码、纠错、随机访问与安全性

摘要:DNA信息存储是一种利用DNA分子作为数据载体的新型存储技术,通过合成特定序列的DNA来编码信息,并通过测序技术实现数据的读出。相比于传统的磁性、光学和电子存储介质,DNA存储在存储密度、数据保存时间和能源效率等方面具有显著优势,且不易受电磁干扰的影响。随着全球数据总量的猛增,DNA存储以其高效的存储能力、潜在的低维护成本和易于合成的化学特性,逐渐成为研究热点。本文首先介绍了DNA存储的基本流程,然后综述了DNA信息存储涉及的关键技术,尤其是编码策略、纠错技术、随机访问及DNA信息加密的研究进展。探讨了当前DNA存储技术的发展现状和主要挑战,如高成本、写入和读取速度慢等问题,并提出了可能的技术改进方向。并展望了DNA存储未来的发展前景,强调其在大数据时代的潜在应用和革命性影响,指出了实现商业化应用所需解决的关键技术瓶颈。