基于电场响应材料的稀土发光器件

摘要: 可逆调制稀土材料发光对探索稀土材料性能和应用具有重要意义, 将电场响应材料与稀土发光材料结合制备电场响应稀土发光器件,可实现稀土发光的可逆调制以及发光器件的微型化和集成化, 在智能窗口、 防眩光镜、 信息显示器、 防伪等多学科领域有很大的应用潜力。本文综述了近年来基于电场响应材料的稀土发光器件研究的最新进展。分别介绍了一些典型的有机电致变色分子、 有机电致变形分子、 无机金属氧化物、 无机发光半导体与铁电体的电场响应材料的响应机制, 及基于这些电场响应材料的稀土发光器件的研究现状。

航空级碳纤维增强树脂基复合材料的胶接研究进展

摘要 :结构轻量化对于航空领域至关重要,基于轻质高强的碳纤维增强树脂基复合材料的表面处理及胶接技术需求日益增长,本文系统回顾了航空级碳纤维增强树脂基复合材料的胶接相关研究进展,介绍了现有的胶接理论、胶粘剂与仿生粘附理论、常见的复合材料表面处理技术及表界面性能和胶接性能表征方法。重点对比了模压成型与热压罐成型、热塑性复合材料与热固性复合材料、同种材料胶接与异质胶接等对最终胶接性能的影响机制。结果表明:复合材料成型工艺影响制得复合材料表面情况,应选择与表面情况匹配的胶接前表面处理方法;对于新兴的热塑性复合材料,由于材料自身的高韧性和表面化学惰性,较传统的热固性复合材料需要更高能量的表面活化处理;对于异质胶接,不可忽视胶层两侧待胶接材料的表面性质差异对胶接的影响。目前,复合材料胶接相关技术正朝着多样化、规模化、自动化的方向发展,未来有望形成轻量化航空构件胶接成型技术体系,在航空制造业发挥更大的作用。

电弧熔丝增材制造铜合金研究进展

摘要:文章介绍了电弧熔丝增材制造可分为熔化极惰性气体保护焊(GMAW)、钨极惰性气体保护焊(TIG)以及等离子电弧焊(PAW)增材制造技术3类,3类技术制备铜合金时各有优劣,而基于GMAW 改进的冷金属过渡技术(CMT)则由于其优势被采用最多。电弧熔丝增材制造技术制备的铜合金组织与性能存在明显各向异性,通过热处理、低温处理等后处理工艺可进行一定程度的改善。电弧熔丝增材制造技术制备铜合金未来还需要在复合电弧增材制造工艺、组织与性能改善、材料类型-工艺-内部缺陷之间影响关系等方面进行深入研究。

微纳电子器件在疾病微创诊断与治疗中的研究进展

摘要:随着微纳加工技术和新材料工艺的不断创新, 应用于疾病诊断和治疗的电子器件呈现出小型化、柔性化和多功能化的发展趋势. 在医学诊断和治疗领域, 微创电子器件发挥着越来越重要的作用. 微创诊断电子器件提供了靶向引导、手术监控和连续性诊断等功能, 为组织病变的原位诊断提供了有效手段. 微创治疗电子器件通过个性化调控的方式, 为疾病治疗提供了多种选择, 显著降低了患者的生理损伤和术后风险, 提高了患者的康复速度. 本文综述了应用于组织病变微创诊断与治疗的微纳电子器件的类型、特征及其设计思路, 并从生化诊疗和物理诊疗技术的角度对其进行技术分析. 最后, 讨论了目前微纳电子器件在疾病微创诊断和治疗应用中面临的挑战与机遇.

从传统到智能:木材颜色处理技术的研究进展

摘要:近年来,木材颜色处理技术取得了显著进展,多种方法共同推动了木材加工业的发展。漂白剂的使用提升了木材颜色的均匀性,为后续处理奠定了基础。真菌染色通过生物作用实现了颜色变化,天然染料则增强了木材的抗紫外线和防霉性能,延长了户外使用寿命。金属离子变色与木材成分反应,带来丰富的颜色变化,提升了装饰性。热处理改变木材结构,使颜色加深并提高了耐久性。在此基础上,智能算法尤其是机器学习技术,被应用于染色和热处理工艺,精准调整参数并预测效果,显著提升了生产效率和产品质量。这些技术集成推动了木材加工业向高效、环保和可持续方向发展。

材料和工艺设备体系革新,固态电池产业化加速

摘要:固态电池用固态电解质(硫化物等)传输离子并隔绝正负极(无隔膜),具有能量密度和安全性优势。根据电解质种类可将固态电池分为四类。主要包括氧化物、硫化物、聚合物和卤化物。根据结构类型可将固态电池分为三类。主要包括薄膜型、3D 型和体型。受限于技术水平,目前以采用氧化物、聚合物的半固态电池为主,体型硫化物全固态是趋势。2024 年亚太区占据固态电池市场规模的50%以上。受益于中国完整的锂电产业链、政策支持力度和新能源车等需求,亚太地区固态电池市场份额最高。全球各区域固态电池市场规模持续扩张。亚太、北美和欧洲等主要市场2025-2030 年维持在20%以上的增速,规模持续增长。动力电池推动大规模需求,消费电池快速渗透。国内半固态电池装车量呈现快速增长趋势。全球固态电池产能中国占比最大。中国受益于全产业链优势和政策支持,具有全球各主要区域最大固态电池产能,2025 全球固态电池产能预计中国占比80%以上。预计至2035 年,凭借高导电率及柔软性,硫化物路线市场规模占比将达到40%以上。硅基负极在传统锂电中的应用研究已经较为丰富,预计中短期固态电池负极材料向硅基负极发展。锂金属负极拥有更高室温容量和低电化学电位,可实现更高的能量密度,是一种理想的负极材料,将会成为发展方向。

用于锂电池的离子型聚合物合成及其性能

摘要: 离子型聚合物因其高分子链上的共价连接离子基团理化性质独特而具有重要的科研价值和应用前景,且在锂电池等新能源领域得到了应用。离子型单体聚合与聚合物后修饰是合成离子型聚合物的两种主要途径。本文概述了通过两类方法制备的阳离子型、阴离子型和两性离子型聚合物,及其在锂电池电解质、电极保护涂层、电极黏结剂方面的研究进展。鉴于重复结构单元、离子基团种类等因素对材料电导率、迁移数、电化学稳定性、力学强度等性能的显著影响,推动设计合成新结构离子型聚合物,深入展开结构与性能关系研究,有助于进一步研发能够满足特定应用需求的高性能材料,推动发展新一代安全高效且性能稳定的储能设备。

聚合物半导体的可控光图案化

摘要:聚合物半导体因其具有轻薄柔软和可溶液加工等特性, 在柔性显示和可穿戴器件等领域具有重要的应用前景, 但高精度图案化加工技术仍是制约其发展的关键瓶颈之一. 本文总结了近年来聚合物半导体光图案化的三种策略. (1) 光裂解法: 通过在聚合物侧链引入光照可除去基团, 利用光照诱导溶解性变化, 进而实现图案化;(2) 光交联法: 通过光致化学交联反应形成不溶网络, 结合掩模获得高分辨率图案; (3) 物理共混光聚合体系法: 借助光引发聚合反应, 使半导体材料与光固化组分形成互穿网络结构从而实现图案化. 本文深入分析了不同图案化方法的化学机制、图案化特性及其对半导体电学性能的影响, 探讨了这些图案化方法在推动聚合物半导体于有机电子器件中的应用及其未来发展方向.

共轭聚合物-金纳米簇复合纳米粒子构建及其光电响应水凝胶

摘要:脑机接口-功能性电刺激技术在神经功能修复领域具有重要应用前景, 然而常规有源侵入式脑机接口材料因其携带不便、感染风险高等问题在临床推广应用中受限. 因此, 基于无线光刺激技术的低侵入性脑机接口材料就成为该领域亟待发展的新方向. 本研究采用静电自组装策略成功构建了由阳离子型聚(芴-联苯)衍生物(PFP)与巯基配体修饰的金纳米团簇(AuNCs)组成的复合纳米粒子(PFP/AuNCs). 该纳米异质结构具有高效电荷分离和转移效率, 显著提升了PFP的光电流强度. 基于稳态光谱、瞬态吸收光谱等光物理表征手段及电化学测试, 系统性地解析了该纳米异质结构界面电子转移机制. 进一步将PFP/AuNCs嵌入至明胶-海藻酸钠双网络水凝胶基质中,通过精确调控海藻酸钠含量, 成功制备出具有类脑组织力学性能的柔性光电水凝胶材料. 该材料在可见光刺激下可产生与神经电生理活动相近的弱电信号(~61 nA/cm2). 细胞实验与剪切稀化特性表明该材料具有优异的细胞相容性及生物3D打印应用潜力. 本研究为发展新一代非侵入式神经调控器件提供了重要的材料基础与理论基础.