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.

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。

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。

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。

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。

摘要：在凝聚态物理与材料科学领域，非晶态物质的本质探究一直是国际前沿核心课题。北京航空航天大学郭林院士团队针对无机非晶微纳米材料开展了十余年系统性研究，建立了涵盖配位竞争、空间限域、原位转化、配体诱导的四大核心合成机制，成功实现零维至三维全维度非晶材料的精准可控制备。团队深入剖析非晶材料局域结构与电子态、功能特性的内在联系，攻克了稀土4f 电子调控、双电子储能、电催化固氮等多个领域的关键难题。团队基于天然牙釉质的仿生设计，研发出力学性能优于天然牙釉质的人造牙釉质材料并推进产业化。该研究为非晶材料基础理论创新提供了支撑，也为其在能源、催化、生物医学等领域的应用开辟了新路径。

摘要：粘结剂喷射（Binder Jetting，BJ）是一种基于粘结剂固化的3D 打印成形技术，成形效率及成形精度都相对较高，可快速加工复杂结构。相比于陶瓷材料传统成形方式，BJ-3D 打印技术克服了复杂陶瓷构件制备困难，加工周期长、加工成本高等难题，在复杂异形陶瓷构件的净尺寸成形方面具有广阔应用前景。本文介绍了BJ-3D 打印成形工艺和成形原理，分析了BJ-3D 打印成形陶瓷材料与构件形性的影响因素，包括粉体及粘结剂的特性、打印参数、脱粉及致密化工艺等。进一步，对氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷、生物陶瓷、陶瓷基复合材料等的BJ-3D 打印进展进行归纳，对BJ-3D 打印陶瓷材料在生物医疗、航空航天、核工业等领域的应用进行总结。最后，本文就BJ-3D 打印陶瓷材料的未来发展方向及挑战进行分析。本综述期待为陶瓷材料BJ-3D 打印研究与应用提供一定总结与参考。

摘要：混凝法因其操作简单、适用范围广及处理效率高而被广泛应用于污水处理领域。混凝剂的物理化学特性在水处理效果中起着至关重要的作用。在众多混凝剂中，无机金属盐混凝剂由于具有絮体沉降速度快、投加量少、成本低等优点而备受青睐。将无机金属盐混凝剂分为传统无机金属盐混凝剂、新型无机金属盐混凝剂及复合无机金属盐混凝剂，重点介绍其在污水处理中的混凝性能、指出其优势并分析污染物去除相关机理，旨在为无机金属盐混凝剂的应用提供理论支撑。未来的无机金属盐混凝剂应当向着绿色高效的方向进一步发展，推动更多金属元素的引入，并更加深入地探索对于新型污染物的去除效果。同时可利用人工智能进一步优化无机金属盐混凝剂制备工艺，并考察与其他水处理技术连用的效能。

摘要：随着社会经济的快速发展，能源短缺和环境污染等问题日益凸显，压电催化技术得以发展。钛酸钡(BaTiO3)因其优异的压电性能、较低的制备成本与良好的机械稳定性，被广泛应用于压电催化领域。当前，BaTiO3 基压电材料的应用研究主要集中在降解有机污染物、分解H2O 制H2、生产H2O2 以及医学应用等方面。随着研究的深入，BaTiO3 基压电材料在压电催化应用领域的研究也逐渐拓展到了CO2 还原、氮气(N2)固定、重金属离子去除等新兴领域。本文围绕BaTiO3 基压电材料，首先讨论其压电催化机理，然后介绍其能量来源。随后，将集中探讨BaTiO3 在压电催化领域的众多应用，系统回顾其在污染物降解(如有机染料和抗生素降解)、能源制备(如H2O2、H2 制备)、CO2 还原、固氮以及医学等多个领域的重要进展，深入分析BaTiO3 基压电催化剂在应用中面临的挑战，并探讨潜在的优化策略，以推动其在压电催化中的进一步发展和应用。

摘要: 超高温陶瓷(Ultra-high Temperature Ceramic, UHTC)结构材料因其在1600℃以上氧化环境中表现出优异的抗氧化/烧蚀性能、高温强度保持率和抗热冲击性能, 成为航空航天、国防装备、能源动力等领域的重要候选材料。近年来, 围绕UHTC结构材料的成分调控、微观结构设计、先进制备工艺以及性能优化等方面, 基础研究和技术应用均取得了显著进展。以碳化物、硼化物、氮化物等为代表的UHTC 体系, 正面临着温度更高、环境更复杂的服役需求。为进一步推动极端环境用UHTC结构材料的发展, 本文系统综述了该领域的最新研究进展。首先,详细阐述了UHTC粉体的合成工艺; 其次, 深入探讨了超高温结构陶瓷的体系、致密化方法及结构调控策略; 继而重点分析了超高温陶瓷基复合材料(Ultra-high Temperature Ceramic Matrix Composites, UHTCMCs)、超高温陶瓷改性碳/碳复合材料(Ultra-high Temperature Ceramics Modified Carbon/Carbon Composites, UHTCs-C/C)以及UHTC 涂层的制备技术及其性能强化策略, 着重探讨了其在抗氧化/烧蚀领域的最新突破。同时, 本文还指出了极端环境下UHTC 结构材料在长期稳定性和可靠性方面面临的主要技术挑战, 并对其未来发展趋势进行了前瞻性展望。