硅纳米晶的固相合成与表面化学研究进展

摘要:硅纳米晶凭借其丰富的自然储量、卓越的稳定性、可调控的化学和物理性质, 以及良好的生物相容性,在半导体工业、光电能源转换和生物医药等多个领域占据了难以替代的重要地位. 通过可控合成方法来制备具有特殊功能的硅纳米晶及其衍生结构并对材料进行功能化后处理是推动硅基材料在科学理解和应用中取得突破的关键途径. 本文基于本课题组最新的研究成果, 对硅纳米晶材料的合成、表面化学及应用等方面的技术发展进行了系统梳理. 我们基于材料的组分和配体修饰, 阐明了相关硅材料化学中的构效关系和共性科学问题, 并展示了硅纳米晶在发光器件、低碳技术及生物医药等领域的应用表现. 最后, 结合自身研究结果的分析, 从材料的物理与化学机制、共性规律与普适原理等科学逻辑出发, 提出了本领域目前面临的一些挑战, 并对未来的研究方向进行了展望.

无机 2025年09月05日 1 点赞 0 评论 324 浏览

氧化物热电材料研究进展

摘要: 氧化物基热电材料具有高温稳定性、抗氧化性和安全长效等优点而受到人们的广泛关注, 但其应用受到了热电性能的限制。本文详细介绍了几种典型氧化物热电体系, 如层状钴基氧化物、钙钛矿结构化合物、透明导电氧化物和一些新型氧化物热电材料的研究进展。从能带结构和微观形貌两方面入手进行调节, 以达到热电材料热学性能和电学性能的协调统一。分析了氧化物热电材料研究中的主要问题, 并对未来的发展提出了一些新的思路。

无机 2024年07月04日 1 点赞 0 评论 519 浏览

基于嗜盐菌合成生物学的下一代工业生物技术

摘要：嗜盐微生物是在高盐、高 pH 环境中具备正常生长能力的极端微生物，是珍贵的科研素材和生产资源。相关研究通过对嗜盐菌合成生物学的改造和“下一代工业生物技术”的探索，实现了嗜盐工程菌在生物反应器中利用海水进行不灭菌连续发酵并产生类型多样、性能各异的聚羟基脂肪酸酯，且与其他高附加值化学品实现了联产。基于嗜盐菌的下一代工业生物技术，具备节能、节水、节时、低成本等特点，有着很好的市场竞争力和划时代的技术优势。基于极端微生物，特别是基于嗜盐菌合成生物学的下一代工业生物技术的兴起和发展，能够提升生物制造产品的市场竞争力，促进环保的生物基工业产品替代石油基产品，同时也能为早日实现“碳达峰、碳中和”提供强有力的技术支持和保障。该文分析了基于嗜盐菌合成生物学的下一代工业生物技术的特点，为合成生物学与下一代工业生物技术提供了新的视角和思路。

无机 2025年01月10日 1 点赞 0 评论 567 浏览

新型过渡金属氧氟化物非线性光学晶体研究进展

摘要：非线性光学晶体是固体激光器的核心器件，广泛应用于可控核聚变、量子通信、高精度光谱分析等前沿领域。最近研究表明，具有4d0和5d0电子构型的过渡金属阳离子Zr4+、Hf4+、Nb5+和Ta5+具有较低的电负性，与高电负性的氟阴离子形成的化学键中的离子键成分增加，有利于拓宽光学带隙，同时其多面体保持了较强的几何畸变，对增强晶体的非线性光学效应和双折射性能发挥关键作用。此类过渡金属氧氟化物的光学透过范围能达到紫外甚至更短的深紫外光谱区，可能是潜在的紫外非线性光学晶体候选材料。本文介绍了基于这些过渡金属的氧氟化物多面体设计合成新型无机紫外透明非线性光学晶体的最新进展，总结了11种最新报道的此类非线性光学晶体，详细介绍了其晶体结构、光学性质（吸收截止边、光学带隙、倍频和双折射等），以及过渡金属的氧氟化物多面体对这些光学性质的影响机制。

无机 2026年03月20日 1 点赞 0 评论 184 浏览

氧化-超滤耦合工艺：膜污染控制与新兴污染物降解的进展及挑战

摘要：超滤（ultrafiltration，UF） 技术作为保障饮用水和再生水质量的关键手段，已在水处理领域得到广泛应用。然而，膜污染问题的严重性以及新兴污染物（emerging pollutants，EPs） 去除效率的局限性仍然是UF技术面临的重大挑战。为突破这一瓶颈，氧化-UF耦合工艺被广泛应用于膜污染控制及EPs降解研究中。系统阐述了氧化-UF耦合工艺的作用机制，并全面综述了氧化/UF顺序组合工艺与氧化/UF一体化耦合体系在缓解膜污染和提升EPs去除效能方面的最新研究进展。最后，基于现有研究成果，提出了氧化-UF耦合工艺的发展趋势与未来研究方向，为其在实际水处理工程中的进一步应用提供理论依据与实践指导。

无机 2026年07月28日 1 点赞 0 评论 34 浏览

基于原位成像与图像分析技术的结晶过程智能监测

摘要： 结晶是物质分离与纯化的重要技术，目前主要采用离线分析的方法监测结晶过程参数，存在滞后性、消耗人力等弊端。基于过程分析技术（process analysis technology，PAT）的在线监测对于结晶生产工艺的优化与控制具有重要意义，可以充分提高生产效率与产品质量。原位成像技术能直观地反映结晶状态，图像分析算法提供的定量信息可用于研究结晶动力学等机理。虽然原位图像分析极具挑战性，但近些年以深度学习为代表的人工智能技术显著提升了预测精度。在简要介绍结晶领域各种常用PAT技术的基础上，重点综述了基于原位成像技术的相关研究进展，侧重于图像分析方法及其揭示的结晶行为与机理。最后，展望了原位成像技术对实现结晶过程智能监测的一些未来发展方向。

无机 2026年06月30日 1 点赞 0 评论 98 浏览

硅酸盐生物陶瓷/玻璃促创面修复的研究进展:作用、机制和应用方式

摘要：大面积皮肤创伤是全球公共卫生最具挑战性的问题之一, 其修复与治疗给医疗保健系统造成了巨大的经济负担, 亟需开发能够促进创面皮肤组织再生的高效伤口敷料。近年来, 硅酸盐生物陶瓷/玻璃因具备促进血管再生、刺激细胞胶原蛋白沉积以及抗感染等多重优势, 在创面修复领域得到了广泛的关注与应用。本文简要概述了硅酸盐生物陶瓷/玻璃在皮肤再生过程中的作用机制, 介绍了硅酸盐生物陶瓷/玻璃材料和一些新技术的结合方法及其在创面修复领域的相关应用, 最后总结了硅酸盐生物陶瓷/玻璃的优势与局限性, 为硅酸盐生物陶瓷/玻璃材料在创面修复领域的临床应用提供参考。

无机 2026年05月21日 1 点赞 0 评论 162 浏览

钨酸盐纳米材料的制备及其在电致变色领域的研究进展

摘要： 电致变色是指在外加电场下，材料的光学性质（如透过率、反射率等） 发生稳定可逆变化的技术，电致变色智能窗在建筑节能领域具有广阔的应用前景，助力我国碳达峰、碳中和目标的实现。钨酸盐纳米材料是一种极具潜力的无机电致变色材料，具有材料来源广泛、合成工艺简单、种类丰富、结构可调等诸多优点。采用钨酸盐纳米材料制备的电致变色器件，光谱调制范围广、响应时间短、着色效率高、循环稳定性良好，在智能窗和建筑节能中的应用潜力巨大。综述了钨酸盐纳米材料的结构特点和制备方法，详细阐述了其在电致变色领域的国内外研究进展，并展望了其未来研究与发展前景。

无机 2026年07月01日 1 点赞 0 评论 90 浏览

全无机卤化物钙钛矿薄膜外延生长研究进展

摘要：全无机卤化物钙钛矿作为一种具有可调节带隙的半导体材料，其热稳定性和光稳定性优于有机-无机杂化钙钛矿，近年来已在太阳能电池、紫外-可见光探测器、发光二极管等领域引发广泛关注，有望成为推动高性能光电器件产业化的关键材料。外延生长技术通过构建晶格匹配的异质界面可生长高质量的晶体薄膜，结合应变工程可对薄膜材料光电性能精准调控，已成为半导体器件制造领域的核心技术路径。随着全无机卤化物钙钛矿材料向商业光电子器件领域的拓展，精准调控薄膜结晶质量、降低缺陷态密度及优化界面特性成为该领域的关键技术瓶颈问题。本综述阐述了卤化物钙钛矿的材料结构及外延生长的基本原理，按照制备方法和衬底晶格匹配程度，分类讨论了全无机卤化物钙钛矿薄膜的外延生长工作。最后，展望了钙钛矿外延的未来方向，希望通过原位生长监测、精确的界面结构表征和规模化制造，进一步提高全无机卤化物钙钛矿的器件性能和应用。

无机 2026年03月23日 1 点赞 0 评论 249 浏览

铅基织构压电陶瓷研究进展

摘要: 铅基织构压电陶瓷因其制备成本远低于单晶且性能显著高于非织构压电陶瓷, 被视为最有潜力的锆钛酸铅多晶陶瓷替代者, 成为近年来材料领域的重点研究课题。基于过去数十年的研究进展, 本文详细介绍了铅基织构压电陶瓷的生长原理与表征方法、模板的制备工艺与铅基织构压电陶瓷制备过程中的关键工艺, 进而全面汇总了具有代表性的铅基织构压电陶瓷研究成果, 讨论了不同改进策略的特点。从材料配方的角度来看, 三元体系与二元体系织构压电陶瓷的各组分比例通常选择在相界处, 使各极性态在外电场下较易翻转, 进而获得高压电系数(d33)。虽然两种体系的d33 接近, 但三元体系的居里温度普遍高于二元体系, 体现出更高的应用价值。从烧结等制备工艺的角度看, 添加助烧剂可以显著促进晶粒定向生长, 后退火处理可以消除晶界和孔洞缺陷内的杂相, 淬火处理可以使电偶极子从无序状态中固定。这些改善工艺都显著增强了铅基织构压电陶瓷的性能。最后, 本文分析了目前存在的问题与发展的挑战, 认为模板与基体材料的晶格参数和B位离子价态的差异是限制铅基织构压电陶瓷性能提升的主要原因, 针对不同基体材料定制匹配性好的模板将有助于进一步改善其性能。

无机 2026年05月25日 1 点赞 0 评论 172 浏览