陶瓷增材制造技术在催化剂载体领域的研究进展

摘要:陶瓷增材制造技术通过高精度结构设计与多材料一体化成型,为催化领域提供了从载体定制到活性位点精准调控的新方法。基于陶瓷增材制造技术制备的催化剂载体具有更高的传质效率、自由成型的几何形态、优异的热稳定性,在降低成本的同时,推动了绿色能源发展。本文综述了应用于陶瓷催化剂载体的四种主要增材制造技术,包括墨水书写成型技术、立体光固化成型技术、数字光投影技术和熔融沉积技术,概述了四种常见的催化剂载体陶瓷体系,总结了陶瓷增材制造技术制备不同类型陶瓷催化剂载体的研究现状,着重讨论了在汽车尾气处理、脱硝处理、化学合成、固体氧化物燃料电池、太阳能热化学循环反应等不同应用场景下催化剂载体的研究进展,最后,对陶瓷增材制造催化剂载体所面临的关键挑战与未来发展方向进行了展望。未来研究应重点围绕新型多功能陶瓷材料体系开发、高精度与多尺度结构协同设计、活性位点与传质行为的耦合调控以及绿色低能耗成型与后处理工艺展开,以推动陶瓷增材制造催化剂载体在能源转化与环境催化等领域的规模化应用。

基于光、电驱动促进海水中铀和锂提取的研究进展

摘要:铀、锂的富集和分离对绿色能源和工业升级具有重要意义。海水中铀、锂的储量是陆地的数千倍,但浓度极低,从海水中高效提取铀、锂,已成为化学、材料、能源与催化领域的研究前沿之一,基于光电驱动的还原吸附分离技术发展迅速。介绍了光电驱动促进海水中铀和锂提取的研究进展,重点介绍了典型光电驱动提取材料与过程,总结了光、电驱动海水中分离锂和铀的性能及优缺点。基于光电驱动的新策略对锂和铀提取展现出了更快的吸附动力和更强的捕获能力,分析总结了海水提铀和锂中的能量消耗及成本效益,并展望了光电驱动促进海水中铀和锂提取研究的发展趋势,旨在为设计开发新型海水提铀和锂的光电提取材料提供启示。

复合材料在载人潜水器压载水舱设计中的应用研究

摘要:针对某载人潜水器压载水舱尺度小、外形复杂和金属材料制造困难的特点,根据总布置需求及结构强度要求,开展复合材料压载水舱设计,形成压载水舱结构及对外接口设计、有限元校核、建造工艺和试验验证的全过程方案。与传统金属材料压载水舱相比,复合材料压载水舱可以构造不规则表面,充分利用潜水器耐压壳体的外部空间,而且良好的耐海水腐蚀性能可有效减小后续维护的工作量。内部加强筋与壳板采用胶接方式连接,解决了小尺度金属材料水舱无法开设人孔焊接内部加强筋的难题。这项研究为载人潜水器压载水舱设计中复合材料的应用提供了有用的参考。

无机金属盐混凝剂的研究与应用进展

摘要:混凝法因其操作简单、适用范围广及处理效率高而被广泛应用于污水处理领域。混凝剂的物理化学特性在水处理效果中起着至关重要的作用。在众多混凝剂中,无机金属盐混凝剂由于具有絮体沉降速度快、投加量少、成本低等优点而备受青睐。将无机金属盐混凝剂分为传统无机金属盐混凝剂、新型无机金属盐混凝剂及复合无机金属盐混凝剂,重点介绍其在污水处理中的混凝性能、指出其优势并分析污染物去除相关机理,旨在为无机金属盐混凝剂的应用提供理论支撑。未来的无机金属盐混凝剂应当向着绿色高效的方向进一步发展,推动更多金属元素的引入,并更加深入地探索对于新型污染物的去除效果。同时可利用人工智能进一步优化无机金属盐混凝剂制备工艺,并考察与其他水处理技术连用的效能。

脑机接口研究态势分析

摘要:[目的/意义]脑机接口(brain-computer interface, BCI)作为实现脑信号与外部设备直接交互的前沿技术,近年来在神经康复、辅助控制及智能交互等领域取得快速发展。分析BCI国际发展态势可为我国BCI科学研究和科技布局提供参考。[方法/过程]基于Web of Science 核心合集数据库,检索了2016—2025 年的11237篇BCI相关论文,采用科学计量、网络可视化和BERTopic主题模型等分析方法,对BCI领域的研究产出、学科结构、国际合作、科研机构及研究热点进行了系统分析。[结果/结论]全球BCI研究呈现多学科融合趋势,工程学、计算机科学与神经科学为核心学科;中国在发文量和高被引论文数量上均位居全球首位,并与美国、英国等主要科研大国保持紧密合作;科研机构集中在少数高校和研究所,呈现显著集聚效应。在研究主题方面,当前研究热点主要集中在脑电图运动想象分类、中风后运动功能与脑重塑、神经电极与信号记录技术、功能性近红外光谱技术,以及想象语音解码等领域,这些方向共同涵盖了BCI技术的硬件层、算法层及应用层3个关键层次。综合上述分析,本研究系统揭示了BCI领域的发展脉络与前沿热点,以期为未来研究、技术应用及产业化探索提供参考。

稀土基添加剂对Mg基材料的储氢性能影响及其作用机理

摘要:Mg基材料由于具有高储氢量而被认为是一类存在良好应用前景的固态储氢材料,然而储氢动力学和热力学方面的缺陷限制了其应用步伐。已有研究表明,稀土元素及其化合物对提升Mg 基材料的储氢性能具有显著效果。本文综述了有关稀土对Mg 基材料储氢性能提升效果及其作用机制的研究进展。首先,概述了一系列稀土金属、稀土氢化物、稀土氧化物、稀土卤化物、稀土复合催化剂等稀土材料,对Mg 基材料储氢量、储氢动力学、储氢热力学和储氢循环性能的影响;其次,深入探究了稀土添加剂影响Mg 基材料吸氢和放氢过程的微观机理,重点关注稀土添加剂的晶体结构、微观形貌、化学价态演变规律,及其对Mg 基材料储氢性能的影响机理;最后,总结了本领域存在的若干问题,提出了对应的建议,并展望未来的研究趋势。

我国生物医用弹性体材料产业发展研究

摘要:生物医用弹性体材料作为医疗器械和耗材的关键材料,在改善居民健康和生活质量方面发挥着重要作用,相关产业应用前景广泛、附加值高、增长快速;在技术迭代加速、临床需求升级的新形势下,开展系统性的产业发展研究尤为迫切。本文按照生物医用聚氨酯弹性体及其医疗制品、生物医用硅橡胶及其医疗制品、其他生物医用弹性体(医用天然橡胶、医用热塑性硫化橡胶、医用热塑性弹性体、医用杜仲橡胶弹性体、可降解生物医用弹性体、水凝胶生物医用弹性体)及其医疗制品的分类,全面总结了相关材料的基本情况、产业现状、发展方向等。研究认为,我国生物医用弹性体材料应用范围快速拓宽、市场规模持续扩大、产业发展水平稳步提升,但在材料性能优化提升、关键技术创新突破、行业标准体系构建等方面存在明显不足。为此建议,在攻关临床广泛应用和亟需的复杂医疗制品、推动原材料及其制品创新和工程应用转化、增强原材料及其制品的安全性和市场竞争力、以协同创新加速技术攻关与产业化等方面采取切实行动,推动我国生物医用弹性体材料产业高质量和可持续发展。

面向智能响应的多功能机械超材料设计与应用

摘要:机械超材料通过结构单元拓扑设计、多材料配合与尺度协同设计,使材料在宏观层面获得超越天然材料的力学性能调控能力,为突破自然材料约束提供了新思路,在航空航天、深海探测和智能装备等领域具有广阔的应用前景。近年来,随着物理原理创新、设计方法优化和制造方法升级,机械超材料正由单一性能设计,向多功能集成、可编程响应与外场调控方向演进。多功能机械超材料不局限于实现低频减振、负泊松比、各向异性等单一性能,还能通过结构重构实现力-位移曲线、泊松比和波传播行为的动态调节,打破了机械超材料设计后性能固定的局限性。本文系统回顾了面向智能响应的多功能机械超材料的研究进展与发展趋势,重点聚焦准零刚度、负泊松比、带隙调控等功能的机械超材料实现可编程设计与外场驱动多模态的研究现状,并对该项技术的未来发展趋势提出了设想,包括研究应聚焦于高效集成的单胞设计、多物理场耦合下的原位调节模拟与精确设计,基于新型物理机制、智能材料与先进制造技术推动机械超材料从被动设计走向主动智能,实现其在复杂工况下的广泛应用。

锂离子电池用高热稳定性新型隔膜的研究新进展

摘要:锂离子电池以其高能量密度、长寿命、低自放电率等优点在新能源市场中得到了广泛应用。然而,锂离子电池常用的聚烯烃隔膜在高温环境下会发生皱缩和熔化,进而导致电池热失控。研制具有高热稳定性的新型隔膜有望改善电池的安全性。系统地综述了锂离子电池领域具有优异热稳定性的新型隔膜的最新研究进展,并对其设计思路以及构效关系进行了讨论,同时对上述隔膜的关键特征参数,如厚度、离子电导率、热收缩率等进行了归纳与比较。最后,对锂离子电池隔膜的未来发展方向进行了展望。