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高压诱导高分子多层级结构演化与性能调控研究进展

高压诱导高分子多层级结构演化与性能调控研究进展

摘要：高压科学作为一门新兴的跨学科研究领域，通过调控非平衡态热力学参数，为开发新型材料的结构与性能提供了独特的研究手段。该方法在金属和无机非金属材料研究中已取得显著进展。然而，对于高分子体系，受限于表征技术及其复杂结构特性，高压条件下的相关研究相对较少。本文基于高分子物理基础理论，系统总结了高压条件下高分子材料的结构演变规律，包括分子链运动、自由体积效应、玻璃化转变及结晶行为，阐述了由此产生的力学性能与功能特性变化，并进一步探讨了当前高压高分子研究领域的关键挑战与未来发展方向。
无机 2026年03月18日
无机离子聚合及其对材料和生物医学的变革

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
人工光合固氮

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
单原子催化剂制备方法的研究进展

单原子催化剂制备方法的研究进展

摘要: 为了应对能源供应紧张和环境保护的挑战, 探索和开发高效催化剂成为解决能源和环境问题的关键策略。单原子催化剂(Single-atom catalysts, SACs)作为近年来新兴的催化剂类型, 其独特的性质吸引了科研界的广泛关注。金属以单原子的形式负载在载体表面, 实现了电子、几何结构的特殊性以及原子利用率的最大化。在能源催化、环境催化、有机催化等多个领域, SACs 都表现出优异的活性、选择性和稳定性, 为相关催化反应提供了强有力的支撑。更重要的是, SACs 在贵金属利用方面展现出巨大的潜力。通过精确调控可以最大限度地提高贵金属的催化效率, 进而降低催化剂制造成本。因此, SACs 的制备方法和作用机理成为国际催化领域的研究热点。本文综述了SACs 的合成策略, 包括自下而上、自上而下和量子点交联/自组装, 具体介绍了共沉淀法、浸渍法、原子层沉积(Atomic layer deposition, ALD)法、高温原子热迁移法和高温热解法等制备SACs 的研究进展, 并对SACs 制备面临的挑战和未来前景进行了总结和展望。
无机 2026年06月22日
二氧化钛制备技术研究进展

二氧化钛制备技术研究进展

摘要：TiO2具有优异的白度、消色力等颜料性能，是物理、化学性质稳定的功能材料。综述了工业生产TiO2制备方法的现状和研究进展，分析各种制备方法的优势、劣势和发展前景。硫酸法能制备锐钛型和金红石型二氧化钛，并且可以制备不同类型的功能材料产品，氯化法只能制备金红石型产品，硫酸法与氯化法将会长期共存。氯化法中的熔盐氯化技术与中国的钛资源现状更加契合，沸腾氯化法的技术瓶颈和对高钛渣原料的严苛要求是下一步中国二氧化钛行业面临的急需解决的问题。新工艺技术中盐酸法对原料的要求简单，能够生产不同晶型和性能的TiO2，最具有工业化发展前景。今后，各种工业制备方法的发展方向必须向清洁、绿色、低碳和废物综合利用的方向发展，以满足日益严苛的环保要求和国内钛资源现状。
无机 2025年05月10日
热防护系统用碳化物超高温陶瓷抗烧蚀涂层研究进展

热防护系统用碳化物超高温陶瓷抗烧蚀涂层研究进展

摘要: 碳化物超高温陶瓷具有高熔点(>3000 ℃)、高硬度、低热导率、优异的耐高温性和良好的化学稳定性等优点, 是高超声速飞行器热防护系统的理想涂层材料。本文概述了碳化物超高温陶瓷(TiC、ZrC、HfC、NbC、TaC)的结构与性质, 总结了化学气相沉积法、等离子喷涂法和固相反应法制备碳化物超高温陶瓷涂层的研究进展, 分析了涂层微观结构、组分、结构设计以及热流密度对烧蚀行为的影响。研究表明, 添加第二相形成多元复合涂层和采用多层结构设计, 可以有效提升碳化物超高温陶瓷涂层的抗烧蚀性能。添加第二相形成复杂氧化物, 可使烧蚀后的氧化层适度烧结, 从而获得良好的结构完整性和阻氧性能。采用梯度分层和多层功能结构设计, 有效缓解了涂层热应力, 抑制了裂纹扩展, 并促进了不同层间的协同增强作用。最后, 结合研究现状, 对碳化物超高温陶瓷抗烧蚀涂层发展面临的挑战与机遇进行了展望。
无机 2026年06月24日
电介质储能陶瓷的研究进展

电介质储能陶瓷的研究进展

摘要：电介质储能陶瓷因其卓越的性能特点，如高能量密度、快速充放电能力、优异的抗疲劳性和出色的高温稳定性，已成为固态脉冲功率系统中不可或缺的关键组件。本文总结了组分设计、宏/微观结构设计等关键技术对线性电介质、铁电体、弛豫铁电体和反铁电体储能性能的影响；并且分析了各种电介质储能陶瓷的最新研究进展；最后，对电介质储能陶瓷的未来发展方向进行了展望，强调了其在提升储能效率和拓展应用领域方面潜力。
无机 2026年08月14日
无机硅酸盐富锌防腐涂料的研究进展

无机硅酸盐富锌防腐涂料的研究进展

摘要：金属的腐蚀给社会的经济发展造成了巨大的损失浪费，富锌涂料因其简单、经济有效的特点在防腐领域得到了广泛应用。本文综述了无机硅酸盐富锌防腐涂层的防腐原理及国内外的研究进展，分析归纳了影响无机硅酸盐富锌防腐涂层效果的因素，最后指出了该涂料存在的主要问题及未来的发展方向。
无机 2024年06月25日
高纯钽铌原料研究进展

高纯钽铌原料研究进展

摘要：钽铌金属广泛应用于集成电路、航空航天、汽车、超导等领域，是不可或缺的战略材料。首先，介绍了钽铌资源分布、湿法冶金和高纯材料制备的内容，分析了国内外现状。文章指出世界钽铌资源主要分布在巴西、加拿大、澳大利亚和非洲地区等国家，中国钽铌资源品位低难利用，高度依赖进口。钽铌的湿法冶金方法分为碱法、酸法和氯化法，碱法有碱熔法和碱性水热法，酸法有硫酸法和氢氟酸法。而高纯氧化物的制备须经历浸出、萃取、分离提纯、过滤洗涤和煅烧过程。其次，阐述了利用真空电子束熔炼制备高纯钽铌和金属中杂质元素去除的方法，该法可使钽纯度在 5 N（99.999%）以上，铌纯度在 4 N（99.99%）以上。最后，对高纯钽铌原料在集成电路、人工晶体生长等领域的应用及需求进行了介绍，对高纯钽铌制备技术及产品的国内外企业进行了分析对比，指出了未来高纯钽铌原料发展方向。
无机 2025年05月13日
高熵钙钛矿氧化物陶瓷的制备与应用研究进展

高熵钙钛矿氧化物陶瓷的制备与应用研究进展

摘要：高熵钙钛矿氧化物陶瓷作为一种新型功能材料，凭借其高熵效应所赋予的优异介电性能、卓越的储能性能以及显著的催化活性，受到了国内外学者的广泛关注。本文首先概述了高熵钙钛矿氧化物陶瓷材料，介绍了其晶体结构基础与设计方法；接着探讨了多种制备方法，包括传统的固相反应法、溶胶-凝胶法，以及先进的闪烧法和放电等离子烧结技术等。此外，还系统介绍了高熵钙钛矿氧化物陶瓷的卓越性能，涵盖电学、磁学、热学以及介电与储能等方面，这些性能使其在电磁波吸收材料、固体氧化物燃料电池、介电与储能材料等诸多领域展现出广阔的应用前景。最后展望了高熵钙钛矿氧化物陶瓷未来的研究方向，包括新体系的开发、理论计算的深入以及应用领域的拓展等方面。
无机 2026年09月11日