人工光合固氮

摘要：氨(NH3)作为化肥的重要成分和潜在的清洁能源载体, 其可持续生产对于应对全球能源需求和环境问题意义重大. 传统的Haber-Bosch工艺在高温和高压条件下, 将氮气(N2)和氢气(H2)催化转化成NH3. 该工艺支撑了全球近半数人口的粮食生产, 但其存在的高能耗、高排放等问题无法满足可持续发展的要求. 生物固氮酶能够在温和条件下实现N2到NH3的高效转化,为绿色高效驱动N2还原提供了重要的参考. 在过去几十年中, 研究人员受天然酶活性中心的组成和结构特性的启发, 模拟制备了一系列新型均相分子催化剂和多相催化剂, 以实现高效人工固氮. 本文综述了近年来人工光合固氮领域的重要进展, 详细分析了N2还原过程中的热力学和动力学挑战及其催化机理, 并对人工光合固氮领域所面临的挑战与未来发展方向进行了讨论.

无机 2025年11月28日 1 点赞 0 评论 287 浏览

硬质合金刀具类金刚石涂层的摩擦磨损性能

摘 要：以等离子体化学气相沉积技术在硬质合金刀具表面制 备了类金刚石(DLC)涂层。研究了 DLC 涂层刀具和无涂层刀具 的硬度，不同载荷、不同转速下两种刀具的摩擦磨损性能，以 及在水润滑和油润滑条件下 DLC 涂层刀具的滑动摩擦行为。

无机 2024年01月08日 0 点赞 0 评论 296 浏览

无机纳米颗粒及界面层协同改善倍增型近红外有机光电探测器性能

摘要：近红外有机光电探测器具有低成本、可溶液旋涂、生物兼容性好和柔性可穿戴等优势，在生物传感、医学成像、柔性可穿戴电子器件等领域有广泛的应用前景。倍增型有机光电探测器相比于二极管型有机光电探测器，因其具有更高的外量子效率（EQE>100%）和灵敏度而备受关注。该类器件利用电极附近被载流子陷阱捕获的一种载流子能辅助另一种极性相反的载流子从外电路隧穿注入到活性层中，实现光电倍增，但陷阱的数量在一定程度上会影响器件性能的进一步提升。本文通过在活性层中掺入无机ZnO 纳米颗粒来增加电子陷阱数量，使得器件在反向偏压保持暗电流密度的前提下，亮电流密度得到提高。通过优化，发现当ZnO纳米颗粒掺杂比例为5%时性能最优，在850 nm LED照射、−15V偏压下，与未掺杂ZnO纳米颗粒器件相比，亮电流密度提升了7.4倍。在此基础上，本文协同Al2O3界面修饰层，进一步改善器件性能。结果表明，Al2O3界面修饰层的插入可改善器件的阳极界面接触特性，使得器件在正向和反向偏压下都能够实现光响应。Al2O3修饰后的器件在15 V偏压、全光谱范围内，EQE最高可达105%，R最高达104A/W。本工作为高灵敏度有机光电探测器的发展提供了新的思路和方法。

无机 2025年02月07日 1 点赞 0 评论 484 浏览

3D打印玻璃材料的研究现状及展望

摘要: 玻璃作为一种非晶态材料，具有高光学透明度、高热稳定性、高化学稳定性、高熔点及低热膨胀系数等特点，广泛用于电子、信息、医疗等领域。随着人们对玻璃材料的结构形状、材料分布及功能属性要求越来越高，传统的玻璃材料成形加工方法( 浇筑法、吹制法、浮法等) 很难甚至无法满足上述需求。3D 打印技术颠覆了传统材料的成形工艺，其基于逐层累加的制造原理，理论上可实现任意复杂构件的数字化成形，具有无需模具、成形效率高等优点，受到玻璃材料成形制造领域学者的广泛关注。本文系统总结了玻璃材料构件的不同3D 打印工艺方法、原理及优缺点，介绍了3D 打印玻璃材料的应用现状，最后对玻璃材料3D 打印技术进行了展望。

无机 2024年10月29日 1 点赞 0 评论 459 浏览

无机离子聚合及其对材料和生物医学的变革

摘要：无机物由于其不同于有机高分子的合成方式, 限制了其在诸多工程材料方面的应用. 通过借鉴高分子化学中的封端策略, 制备了系列类似高分子单体的无机离子寡聚体, 实现其可控的聚合与交联, 称为“无机离子聚合”.无机离子聚合实现了“像制备高分子一样制备无机物”, 发展出无机可塑制备新方法及有机-无机共聚物、仿生有机-无机复合结构材料和柔性矿物塑料等新型工程材料. 基于无机离子聚合及新型工程材料研发的基础, 进一步发展出生物硬组织的修复新方法, 包括牙釉质的再生、牙本质与骨的仿生再修复. 无机离子聚合与交联反应体系的提出实现了无机化学合成的基础理论突破, 衍生出新型工程材料以及生物医学研究体系的创新, 将为医工交叉领域的新突破提供助力.

无机 2024年08月28日 1 点赞 0 评论 394 浏览

氧化锆增韧氧化铝陶瓷研究进展

摘要：氧化锆增韧氧化铝（zirconia toughened alumina，ZTA）陶瓷与单相Al2O3和ZrO2陶瓷相比具有优异的力学性能，在电子、生物医疗、半导体等高端工业领域显示出更广阔的应用前景。本文结合ZTA 陶瓷的增韧机制，梳理并总结了近期国内外关于ZTA 陶瓷的粉体制备、烧结方法和第三相引入等三方面的研究进展，重点分析了利用多种烧结技术和制备工艺在ZTA 陶瓷中引入第三相的作用，最后指出粉体的纳米化、先进烧结技术的精细控制以及探索第三相对微观组织的调控是未来研究的重点方向。

无机 2026年03月06日 1 点赞 0 评论 227 浏览

基于机器学习方法设计开发无机玻璃材料研究进展

摘要：玻璃科学与工程领域对新型高性能玻璃的需求日益迫切，传统试错法及物理建模存在效率低、成本高或精度不足等问题。人工智能和机器学习为玻璃设计与开发提供了更加有效的新方法，通过数据集构建、模型训练与验证，可以高效预测玻璃成分、结构及性能。本文阐述了机器学习的基础原理、核心算法（含监督与无监督学习），总结了近年来机器学习在多类玻璃中的应用成果，重点综述了基于机器学习的成分-性能、成分-结构、成分-结构-性能建模与设计玻璃材料的研究进展。已有研究表明，机器学习能显著提升玻璃性能预测准确度与开发效率，但目前仍面临泛化能力不足、复杂结构拟合困难等挑战。未来，随着技术完善与多领域融合，机器学习将持续推动玻璃科学的创新发展，为新型玻璃研发提供更高效的技术支撑。

无机 2026年09月17日 1 点赞 0 评论 18 浏览

第一性原理计算三元硼化物金属陶瓷性能的研究进展

摘要：利用第一性原理计算Mo2NiB2、Mo2FeB2、MoCoB、WCoB等三元硼化物金属陶瓷力学性能和物理性质，在开发和设计新型三元硼化物金属陶瓷方面发挥着重要作用。介绍了三元硼化物的结构特点及性能，综述了第一性原理在计算三元硼化物结构稳定性、力学性能、电子结构和热力学性能等方面的研究进展及存在的问题，并对未来的发展方向进行了展望。

无机 2026年07月16日 1 点赞 0 评论 92 浏览

基于β-异靛蓝骨架的圆偏振发光材料的发现、发展与展望

摘要：圆偏振发光(circularly polarized luminescence，CPL)材料因其独特的手性光学特性，在3D显示、生物成像、数据存储和自旋光电子器件等领域展现出广泛的应用潜力，近年来备受科研人员关注。然而，当前的研究主要集中在紫外/可见光区，具有近红外CPL特性的分子材料却非常稀少。相较于可见光波段，近红外光具有穿透能力强、背景散射小等优点，在生物成像、探测和加密通信等领域具有显著优势。作为靛蓝的异构体，β-异靛蓝具有丰富的结构修饰和配位模式，为开发近红外CPL分子材料提供了理想的骨架。本文系统阐述基于β-异靛蓝骨架的CPL分子材料的有趣发现过程，以及如何在此基础上简单高效地实现近红外CPL分子材料的制备。最后，展望基于β-异靛蓝骨架的近红外CPL分子材料的未来发展，预测该骨架将成为近红外CPL领域一类重要的明星骨架材料。

无机 2026年02月02日 1 点赞 0 评论 228 浏览

增材制造水处理用陶瓷的研究现状与发展趋势

摘要：增材制造技术具有高精度、无需模具、可调控陶瓷多级结构的优势，为高性能水处理用陶瓷的开发提供了新途径。本文系统综述了基于光固化和直写挤出等增材制造技术制备的水处理用陶瓷在结构设计、材料复合、水处理性能等方面的最新研究进展，并探讨了其在有机污染物催化降解、油水分离等场景的应用潜力。然而，该技术仍面临难以直接制备分离层、极端工况适应性差以及规模化生产难度大等关键挑战。最后展望了水处理用陶瓷在自愈合智能陶瓷材料和机器学习辅助工艺-结构-性能协同优化的研究。本文旨在为增材制造水处理用陶瓷的研究提供参考，以推动增材制造技术在高通量、长寿命水处理用陶瓷中的工业化应用。

无机 2026年09月09日 1 点赞 0 评论 53 浏览