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精品资源

高强碳纳米管纤维的制备发展、性能强化及应用探索

高强碳纳米管纤维的制备发展、性能强化及应用探索

摘要：碳纳米管纤维（CNTF）作为亿万单根碳纳米管（iCNT）组成的宏观体材料，曾长期受制于微观结构排布无序、松散等问题，其力学性能相较于单根CNT 产生几个数量级的衰减。近十年来，随着CNTF 制备技术的革新，不仅实现了工业级的连续批量生产，其成本也在规模效应下大幅下降至接近高性能商业纤维。而基于多种强化新技术的发现，高性能CNTF 得以兼具高强度、中高模量、高电导率、高热导率、高柔性、低密度等优异的综合特性，不仅实现了对标杆型商业纤维特征性能的赶超，也在航空航天多功能结构材料、多功能导电缆线和新型机械能收集领域开展了广泛的应用探索。本文总结了近十年来CNTF 三种制备技术的改良、后处理性能强化及其机理、多级结构失效机制以及应用探索等重要进展，旨在厘清从纳米尺度特性到宏观性能传递的关键瓶颈，并探讨未来CNTF进一步趋近单根卓越性能的可行路径以及广泛应用的前景。
新材料 2026年01月21日
面向集成电路先进制程的二维信息材料与器件

面向集成电路先进制程的二维信息材料与器件

摘要：随着集成电路技术的发展至3 nm 节点,摩尔定律接近其物理极限,传统芯片制程面临材料到器件的理论和技术瓶颈。二维信息材料凭借原子层厚度、低功耗等特性被产业界认为是1nm 及以下节点的核心材料,将助力芯片制程延续摩尔定律以及平面到三维的发展,与我国集成电路先进制程长期规划紧密相关。基于国家自然科学基金委员会第343期双清论坛,本文从材料—器件—异质集成多层次回顾了二维信息材料与器件的发展历史,总结了领域内所面临挑战,凝炼了未来5~10年的重大关键科学以及亟需布局的研究方向,进一步提出顶层设计的前沿研究方向和科学基金资助战略。
交叉 2026年01月21日
锂离子电池富镍正极基础科学问题：材料失稳机制及改性策略

锂离子电池富镍正极基础科学问题：材料失稳机制及改性策略

摘要：层状富镍锂过渡金属氧化物因其高容量、高工作电压等优势是长续航动力电池广泛采用的正极材料。然而，由于不稳定的晶体结构和较差的热力学性，富镍正极材料在反复Li+脱嵌过程中稳定性差，进而导致电池难以长周期服役。本文分析了富镍正极材料表面残锂、阳离子混排、气体释放、不可逆相变、微裂纹等各种导致材料失稳降解的机制，总结了近年来为解决上述问题而采用的元素掺杂、表面涂层、单晶化、浓度梯度结构设计和引入电解质添加剂等改性策略，并展望了未来材料改性策略的方向和应用前景。
新能源 2026年01月21日
数据流芯片的发展现状、趋势与挑战

数据流芯片的发展现状、趋势与挑战

摘要：本文聚焦于新型数据流架构在多领域融合计算中的应用潜力与发展趋势. 随着人工智能、图计算和大数据等新兴技术的发展, 传统冯· 诺依曼(von Neumann) 架构和领域专用架构的性能瓶颈愈加显著, 难以满足未来计算系统对高性能和高灵活性的需求. 本文首先梳理了现有数据流芯片的设计方法, 基于专用性与通用性、执行粒度等维度探讨了数据流架构的不同实现方式及其应用现状. 在此基础上, 提出了一种基于并发代码块的数据流抽象机模型, 并设计了完整的指令集和微体系结构, 进一步实现了跨领域的统一中间表示和多种算子融合策略, 优化了数据流在图神经网络、大模型计算和实时信号处理等任务中的执行效率. 实验结果表明, 基于该抽象机模型的处理器在性能与功耗方面优于现有的通用处理器架构. 最终, 本文展望了数据流架构在未来计算系统中的广泛应用前景及其对高效能计算的深远影响.
光电 2026年01月21日
高性能热塑性树脂基复合材料的诱导结晶行为研究

高性能热塑性树脂基复合材料的诱导结晶行为研究

摘要：在热塑性树脂基复合材料中，优化界面性能对于提升复合材料的整体性能表现具有非常重要的作用。当碳纤维(CF) 作为增强体与半结晶型的高性能热塑性树脂基体，如聚醚醚酮(PEEK)、聚芳醚酮(PAEK) 或聚苯硫醚(PPS) 等复合时，纤维与树脂界面上发生的诱导结晶现象，会对复合材料的界面性能产生显著影响。本文以高性能热塑性树脂基复合材料研究中诱导结晶问题为切入点，综述了该领域的研究进展。本文涵盖了从诱导结晶样品的制备方法到其最终性能变化的全过程，并分析了诱导结晶的类型及其影响因素，同时描述了高性能热塑性树脂中几种典型的横晶(TC) 形态。此外，本文还着重探讨了TC 结构对高性能热塑性树脂基复合材料界面性能的具体影响，并提出了当前该领域仍然存在的问题和面临的挑战。
复合 2026年01月21日
机器学习在增材制造轻合金疲劳寿命预测中的应用

机器学习在增材制造轻合金疲劳寿命预测中的应用

摘要：增材制造作为一种先进制造技术，被广泛用于航空航天、生物医疗、汽车制造等领域。但是，由于其快速加热和冷却的工艺特征，导致增材制造产品的力学性能和疲劳行为与传统技术制造产品存在显著差异，因此采用常规方法很难准确预测其疲劳寿命。机器学习凭借其高效处理高维物理量之间复杂非线性关系的能力，为预测疲劳寿命开辟了新的途径。本文在综述疲劳寿命预测常用的机器学习模型基础上，以影响疲劳寿命的不同因素作为输入参数，综合分析了机器学习在增材制造轻合金疲劳寿命预测中的应用，阐明了机器学习在精确预测疲劳寿命中所面临的挑战，提出了机器学习预测增材制造疲劳寿命的研究方向，为改善增材制造轻合金疲劳寿命提供了新思路。
有色 2026年01月21日
MXene基泛催化生物材料的医学应用

MXene基泛催化生物材料的医学应用

摘要:近年来, 活性氧物种(reactive oxygen species, ROS)在生物系统中的重要作用引起了广泛关注. ROS作为氧代谢产生的高活性分子, 在生理和病理过程中扮演着“双刃剑”角色. 从细胞代谢、信号传递到疾病发展, ROS的动态平衡影响着生命活动. 这种微妙的平衡关系凸显了开发精准ROS调控策略的迫切性. 随着材料医学的快速发展, 各类纳米材料被广泛用于调控氧化还原稳态, 推动基于ROS的新型治疗策略的研发. 其中, 二维碳化物、氮化物和碳氮化物(MXene)及其衍生物作为新型纳米材料, 凭借其独特的结构特性、可调控的元素组成以及多样化的催化功能, 在ROS调节方面展现出巨大潜力. 本文综述了多种MXenes在肿瘤泛催化治疗、抗感染和抗炎治疗中的最新应用, 重点阐述了其通过自催化、光活化和声活化等机制调控ROS的过程. 此外, 还讨论了MXene在生物医学应用中面临的挑战和未来发展方向, 展望了其在临床应用中的广阔前景.
医疗 2026年01月21日
石墨烯基导热膜研究进展

石墨烯基导热膜研究进展

摘要：随着电子设备的小型化和高度集成化，设备运行时的热量聚集和温度分布不均等问题严重影响着系统的可靠性和稳定性，制约着电子技术的发展。高性能石墨烯基导热膜凭借自身高面内热导率的特点，可将局部热点的热量高效扩展至更大的传热面积来提升散热效率、降低器件运行温度，是重要的电子设备热管理材料。本综述分析了石墨烯膜结构与导热性能的关系，介绍了石墨烯基导热膜的主要制备方法，讨论了石墨烯前驱体，制膜工艺以及热处理过程对石墨烯膜缺陷结构的调控和修复机制，总结了当前提高石墨烯膜热导率的主要方法和研究进展，探讨了当前石墨烯导热膜技术发展的主要挑战和未来发展方向。
新材料 2026年01月21日
数据中心用电需求激增，燃气轮机供不应求

数据中心用电需求激增，燃气轮机供不应求

摘要：数据中心用电快速增长，已成为全球电力需求结构性的重要增量。根据IEA预测，全球数据中心用电量预计将从2024年的约4150亿千瓦时增长至2030 年的约9450亿千瓦时，占全球总用电量的份额从1.5%提升至近3%。。短期来看，燃气轮机部署周期短（通常为1-2 年）、供应可靠且与数据中心建设周期高度匹配，成为满足该爆发式增长需求的首要选择。燃气轮机景气旺盛。根据Gas Turbine World 报告，2025年全球燃气轮机销量MW订单数量预计将从2024年的58GW增至2025年的71GW，机组订单数量从2024年的471台增加至2025年的964台。头部厂商持续扩张产能。从燃气轮机头部厂商来看，GEV、西门子能源、三菱重工订单加速提升，在手订单排期已达4-5年，后续将持续扩大产能，三家公司基本决定了燃气轮机的供应。
研报 2026年01月21日
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