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纤维电池: 现状、机遇与挑战
摘要：可穿戴电子器件的快速发展使得对柔性供能器件的需求日益增长. 纤维形态有望赋予电池卓越的柔韧性、小体积和高延展性, 因此纤维电池被视为下一代可穿戴电子器件的理想能量来源之一. 然而, 纤维的高长径比特性对纤维电池的电化学性能和力学稳定性提出了严峻挑战. 以往的研究侧重于纤维电池的制备与设计, 未从纤维结构本身特性出发进行分析. 本文旨在填补这一空白, 从纤维的本征特性出发, 分析纤维结构为电池带来的机遇与挑战, 由此阐述纤维电池的优缺点及其独特价值, 为设计下一代纤维电池提供思路. 本文首先回顾纤维电池的发展历程, 介绍其基本构造, 阐述其在可穿戴和植入式电子器件中的重要地位; 随后, 探讨纤维形态如何影响纤维电池的电化学性能, 分析可能存在的性能瓶颈和优化策略; 接着, 在力学性能方面, 阐述纤维电池复杂的应用场景对其静态柔性和动态稳定性的要求以及面临的挑战; 最后, 分析和讨论纤维电池在应用场景中的独特优势, 并展望未来研究方向和发展趋势.
面向“十五五”的半导体装备的挑战与机遇
摘要：面向“十五五”，我国半导体装备产业面临技术封锁与供应链脱钩的双重挑战，需从“追赶替代”转向“路径创新”，突破对国际技术体系的依赖。文章分析了三大核心需求：支撑自立自强（突破先进制程装备与零部件瓶颈）、构建中国特色创新生态（探索GAA、3D集成等新技术路径）、推动智能化升级（融合AI与数字化技术）。同时，提出以“再全球化”策略应对逆全球化，通过内循环与国际双循环协同，重塑全球半导体产业链。当前，国产装备在成熟制程取得突破，但高端领域仍被美国、日本、欧洲垄断，且面临低水平重复竞争、供应链“卡脖子”等问题。建议通过系统性科技攻关、上下游协同创新，避免内卷，聚焦非对称技术优势，实现从自主可控到自立自强的跨越。
基于二维有机薄膜材料的忆阻器研究进展
摘要：忆阻器作为一种新型的电子元件，因具有存储与计算结合的潜力而受到广泛关注。二维有机薄膜(2D OTFs) 材料具有原子级精确的层状结构、可调的电子特性和卓越的机械柔韧性，通过调控微观结构和表面化学特性，能够实现高效的电导率调控。近年来，基于2D OTFs的忆阻器因其超薄几何特性、优异的柔性和可调的电学性能，成为研究的热点。本文综述了2D OTFs在忆阻器中的应用研究进展，包括材料的可控制备方法、电阻切换机理及其在实际应用中的前景与挑战，并对未来的研究方向进行了展望。
我国复合钢板轧制技术的发展、现状及展望
摘要：近年来，我国轧制技术发展和社会转型对功能增强型钢铁材料的需求大大促进了复合板轧制技术快速发展。概述了近年来我国轧制复合技术的进步，主要介绍了轧制复合钢板的组织性能控制、基层与覆层组织控制及其加工性能。介绍了中厚板、热连轧、冷轧等典型轧制复合钢板产品及其示范应用情况。同时，指出由于大部分轧制复合钢板是全新的材料，针对具体应用场景的产品设计、制备、加工、安装应用全产业链技术和规范还不完备，需要有针对性地组织力量进行开发研究。
生物质材料在摩擦电柔性传感器中的研究进展
摘要：生物质摩擦电柔性传感器是以易降解、生物相容性好的生物质材料为基材，由正负摩擦层组成，不需要外接电源的柔性传感器，其具有便捷灵活、灵敏、可再生等特点，在人体运动监测、医疗健康、软体机器人等领域得到了全面的发展。本文首先介绍了基于不同供电原理的自供电柔性传感器的分类，包括压电型自供电柔性传感器、热电型自供电柔性传感器、摩擦电型自供电柔性传感器以及光电型自供电柔性传感器，其中重点介绍摩擦电型；进一步综述了各类生物质材料在摩擦电柔性传感器中的研究，包括纤维素、壳聚糖、木质素、海藻酸钠、胶原纤维等；然后讨论了摩擦电柔性传感器的结构类型，如水凝胶型、气凝胶型、薄膜型。最后对生物质摩擦电柔性传感器的材料选择、设计类型、附加性能和应用前景等进行了展望。
AI驱动的材料设计: 从小数据到大数据的范式转变
摘要：人工智能(AI)的崛起正推动材料科学迈入高效设计与发现的新时代, 其核心在于通过数据驱动的模型揭示材料构效关系的深层规律. 然而, 与自然语言处理、计算机视觉等领域相比, 材料数据的规模受限于实验合成表征以及高精度计算的高成本, 呈现出典型的“小数据”特征, 这为AI模型的泛化能力与预测精度带来严峻挑战.本文系统综述了面向小样本材料数据的高效学习策略与技术路径, 并介绍了课题组在该领域的研究成果: 首先,针对材料数据的高维度、稀疏性和强关联特性, 重点探讨基于迁移学习、主动学习与针对材料的特征工程来突破小样本约束; 其次, 剖析材料数据的演进趋势, 主要聚焦高通量计算、生成模型与标准化数据库的协同发展;最后, 展望材料大数据与AI深度融合的前沿方向, 如基于大语言模型的材料设计, 跨材料体系的预训练大模型构建. 本文重点介绍作者在小数据场景下开发的AI驱动的材料设计方法, 同时探讨材料数据与AI模型协同发展为材料科设计范式带来的转变.
低温高压储氢气瓶研究进展
摘要：低温高压储氢是一种新型储氢技术, 在储氢密度、能耗、成本等方面具有显著优势. 由于同时面对低温、高压工况, 稳定可靠的储氢气瓶成为保障高密度安全储氢的关键. 本文介绍了低温高压储氢气瓶研究现状, 综述了气瓶材料、结构层面的相关研究进展, 包括复合材料改性方法和低温力学性能研究、高低温-高低压循环过程中损伤研究、不同缠绕层结构对性能影响研究、现有绝热方式和支撑结构以及高密度储氢性能研究. 综合当前技术进展发现, 开发新型复合材料、揭示温度-压力交变循环过程材料损伤机理及影响因素、建立缠绕工艺参数优化方法、发展高效绝热技术以及基于多因素协同影响的储氢性能优化是未来的研究重点.
