圆偏振有机室温磷光材料

摘要:近些年,通过合理的分子设计将手性基团与室温磷光材料相结合,构建了一系列具有圆偏振发光性质的有机室温磷光材料。圆偏振有机室温磷光(Circularly polarized room temperature phosphorescence,CPRTP)材料的发光原理与有机室温磷光材料的发光过程保持一致,同时伴随着圆偏振发光性质。这类材料不仅保留了圆偏振发光中能量损耗低的优势,还极大地拓展了有机室温磷光材料在防伪加密、余辉显示等领域的应用。本文从CPRTP材料的发光机理及分子策略出发,依据CPRTP材料构筑方法的不同,概括了其结构设计策略,系统综述了各种类型的CPRTP材料的分子结构和光电性能的关系,最后探讨了CPRTP材料目前存在的问题,并展望了其未来的发展前景及挑战。

智能纤维材料与器件

摘要:智能纤维器件作为新一代电子器件的重要组成部分,已成为多学科交叉研究领域的前沿方向,在智能交互、能源革新和医疗健康等领域展现出广阔的应用前景。随着该领域的不断发展,现有的纤维材料、器件结构及制备工艺已难以满足尖端应用日益增长的性能需求。因此,亟需面向前沿领域开展纤维材料与器件结构的协同设计。本文以“材料—原理—器件—应用”为组织框架,系统综述了智能纤维材料(包括金属材料、高分子材料与碳纳米材料)及其相关智能纤维器件(涵盖传感检测、能量转化、能量储存与发光显示)在材料与结构设计、性能优化、连续化制备工艺以及前沿应用方面的最新研究进展。最后,结合新兴材料研究方法及智能织物生态系统的构建需求,展望了智能纤维及器件领域的未来发展与关键研究方向。

冶金流程典型大宗固废制备无机纤维材料进展

摘要: 在当前“双碳”背景下,冶金流程典型大宗固废及其他大宗工业固废的高值化利用已成为行业亟待解决的问题。冶金流程大宗固废中的高炉渣、除尘灰与其他大宗工业固废中的粉煤灰与煤矸石中均含有较丰富的硅、铝等有效资源,通过相应调质、配比处理,可以将上述固废制成具有良好隔热耐火性能的无机纤维材料,进而实现冶金流程大宗固废及其他大宗工业固废的高值化利用。总结了以调质高炉渣作为原料制备矿棉纤维、以除尘灰协同粉煤灰或煤矸石作为原料制备硅-铝系陶瓷纤维材料的研究进展;从基本原理、试验研究及生产实践3个方面分析了喷吹法与离心法制备无机纤维的研究进展。分别开展了以调质高炉渣为原料通过喷吹法与离心法制备矿棉纤维的中试试验研究,结果表明,喷吹压力对纤维渣球含量的影响较显著,对纤维平均直径的影响较小,当喷吹压力从0.20 MPa 升高至0.38 MPa 时纤维渣球质量分数从25% 下降至16%,纤维直径基本无变化;辊轮转速对纤维渣球含量基本无影响,对纤维直径的影响较为显著,随着辊轮转速升高,纤维平均直径从3.17μm 下降至2.73μm;对比了2种方法制得矿棉纤维在纤维直径、纤维渣球含量及纤维抗压强度3个方面的差异。另外,概括了以冶金流程大宗固废协同其他大宗工业固废为原料制备的硅-铝系无机纤维材料在建筑、工业、气凝胶及光催化材料方面的应用前景;在现有的研究基础上提出了冶金流程大宗固废制备无机纤维材料的研究方向,以进一步推动行业实现变废为宝,节能降碳。

高强铝合金薄壁构件超低温成形制造研究进展

摘要:新概念、长寿命、可重复使用航空航天器对传统高强铝合金薄壁构件的制造工艺和服役性能提出更高要求,如何实现该类复杂构件的高性能成形制造是当前亟待解决的难题。分析高强铝合金薄壁件整体成形技术存在的巨大挑战,在发现铝合金超低温“双增效应”的基础上,概述高强铝合金超低温成形技术的提出背景,综述分析近年来国内外学者在铝合金超低温变形双增效应与微观机制、超低温宏微观变形原位测试方法、超低温成形工艺与关键技术、超低温成形装备与典型应用等方面的研究进展,展望铝合金超低温成形技术未来的发展方向,为制造高性能航空航天器、电动汽车以及新能源储运装备等铝合金整体复杂曲面构件提供新途径。

工业丝状真菌生物制造的现状和展望

摘要:丝状真菌作为支撑生物制造产业发展的一类重要工业微生物,广泛应用于医药、食品、农业和材料化工等多个领域,与人类日常生活密切相关。近年来,合成生物技术的发展进一步推动了工业丝状真菌在生物制造领域的应用。文章综述了该领域的最新进展,涵盖了工业丝状真菌遗传改造技术的最新发展,通过理性改造策略推动现有产品生产工艺提质增效的成功案例,以及工业菌株作为底盘细胞在生产植物源天然产物、生物基化学品和功能性蛋白方面的新技术。文章对上述工作进行了总结和分析,并对工业丝状真菌在生物制造领域的发展前景和面临的挑战进行了展望和讨论。

基于相变材料的调温纺织品研究进展

摘要:调温纺织品因在提升人体舒适度和节能降耗方面具有显著优势而受到广泛关注.相变材料是依靠自身性能在相变区间内吸收或释放热量,从而实现能量在一定温度范围内存储与释放的材料,是实现调温功能的核心,具有优异的储热能力和可控的相变温度范围.调温纺织品的制备包括相变材料的合成与封装、与纤维的复合以及织物设计.将相变材料整合到织物或纤维中,利用相变材料相态的转变达到织物温度的调节,作用于人体可营造出较舒适的环境G织物G人体微气候,不仅能提升使用者的舒适度,还具有节能减排的作用.综述了相变材料的分类、封装方式及应用现状,介绍了基于相变材料的调温纺织品的制备工艺、热性能表征方法及在军事、航空航天、生物医学、柔性可穿戴设备等领域的应用进展,并展望了调温纺织品未来的发展前景.

跨介质航行器水下推进技术研究进展与展望

摘要:[目的] 跨介质航行器(HAAV)兼具空中飞行器的高度机动性和水下潜航器的长续航性与强隐蔽性,且在多维度海洋信息勘探、生态环境监测、海上应急救援等领域具有广阔的应用前景,吸引了航空航天、船舶海洋、智能装备等行业的广泛关注。为促进跨介质航行器水下推进技术的进一步发展,[方法] 在构型分类的基础上,从推进器型式的角度将跨介质航行器分为传统水下推进技术、空水复用推进技术和特种仿生推进技术。对各种水下推进技术的工作原理、性能分析、设计应用现状及技术瓶颈进行梳理,并对该技术未来发展方向进行展望。[ 结果] 结果表明:高性能HAAV 水下推进技术的机理深化、概念创新和方案论证研究是该领域未来的重要发展趋势。[结论] 研究成果可为跨介质航行器水下推进技术提供一定参考。

分子描述符和端到端深度学习在MOFs设计中的应用

摘要:MOFs因其独特的结构和理化性质,在气体存储、催化、传感等领域展现了广阔的应用前景。然而,仅靠传统实验方法难以快速高效地设计具有所需性质的MOFs。近年来,以传统机器学习和深度学习为代表的人工智能方法在材料科学中得到了广泛应用,并取得了诸多显著性成果。其中,如何有效提取MOFs结构特征,并将其转化为计算机可识别的输入形式,是传统机器学习和深度学习建模的前提和关键步骤。为此,本文系统综述了基于分子描述符的人工特征提取和基于端到端深度学习的自动特征提取,总结了两种方法的基本概念和原理,着重强调了两者在MOFs设计中的具体应用和最新进展,最后讨论了提高结构特征提取的全面性、可解释性和可重复性等方面所面临的挑战和未来发展方向,以期为人工智能驱动的MOFs设计提供参考和理论指导。

面向软体机器的智能形变高分子材料化学基础

摘要:智能形变高分子材料是实现软体机器感知—驱动—传动—结构一体化设计的核心材料,对提高软体机器的适应性、自主性和作业能力至关重要。然而,目前智能形变高分子材料的感知和驱动性能以及智能化程度无法满足软体机器自主行为控制的需求。通过智能形变高分子材料的创新化学设计突破感知驱动能力弱和自主性匮乏的瓶颈问题是决定软体机器未来兴盛的关键。我国在智能形变高分子材料化学领域的研究已有长足进步,但欠缺以重大领域应用需求为导向的组织性和整体协同性。因此,仍需加大投入力度,有组织性地深入研究软体机器的组成核心,以推动未来软体机器技术的持续创新与发展。