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高分子玻璃化转变的链长依赖性

高分子玻璃化转变的链长依赖性

摘要：玻璃化转变的微观机制是凝聚态物理最重要的科学问题之一. 由于链的连通性，高分子表现比小分子物质更复杂的玻璃化行为. 本综述对半个多世纪以来，科学家对高分子玻璃化转变链长依赖性的研究进行了总结. 介绍了高分子玻璃化温度(Tg)和脆度指数(m)等性质随链长增加而增大并趋于饱和的普遍现象；总结了解释和描述Tg和m随链长变化的3 种主要机制：即高运动活性链末端促进高分子协同运动，从而降低Tg和m；局部链刚性随链长增加而增大从而减弱链段运动能力，使Tg升高；分子链内次级松弛单元的耦合和动态促进激活链段松弛，造成Tg随链长增大而增大. 希望通过对高分子玻璃化现象和机理的总结与讨论帮助读者加深对长链大分子玻璃化转变的认识和理解.
无机 2026年01月22日
硅纳米晶的固相合成与表面化学研究进展

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
氧化物热电材料研究进展

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
基于嗜盐菌合成生物学的下一代工业生物技术

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
新型过渡金属氧氟化物非线性光学晶体研究进展

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
全无机卤化物钙钛矿薄膜外延生长研究进展

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
含氟钙钛矿及其衍生物的合成研究进展

含氟钙钛矿及其衍生物的合成研究进展

摘要：含氟钙钛矿及其衍生物因其优异的物理和化学性质在新能源、光电器件、催化及磁性材料等领域获得了广泛关注。这类材料的合成方法是该研究领域的核心之一。合成路径的选择和优化直接影响材料的结构、性能、形貌以及在实际应用中的表现。目前，含氟钙钛矿及其衍生物的合成方法主要包括传统的固相合成法、沉淀法、水热/溶剂热法、以及新兴的软化学合成法、沉积法等，然而这些合成方法还没有系统的概述。因此，本文综述了该系列化合物的合成方法，总结了目前面临的挑战并对未来发展方向进行了展望，期望以此推动该领域更深入、广泛的研究。
无机 2026年01月30日
基于β-异靛蓝骨架的圆偏振发光材料的发现、发展与展望

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
耐久可拉伸超疏水材料的构建及应用研究进展

耐久可拉伸超疏水材料的构建及应用研究进展

摘要：可拉伸超疏水材料能大幅度提升疏水材料的力学性能，在未来科技产品中应用潜力极大。可拉伸超疏水材料制备方法分为弹性材料的使用、可拉伸结构的设计、弹性材料与可拉伸结构的结合。本文分析了各类制备方法的原理及优缺点，总结了提高可拉伸超疏水材料耐久性的有效措施，阐述了可拉伸超疏水材料在柔性传感器、新兴电子设备、医疗防护、液相混合物纯化、微液滴控制领域的应用原理及特点。现有可拉伸超疏水材料尚面临耐久性能不足、制备成本高、工艺复杂等问题，研究应聚焦于材料体系的进一步开发、拉伸原理的完善以及新技术新工艺的引入。未来的发展方向是轻薄、柔性、绿色环保、智能化和精细化。
无机 2024年02月27日
纤维素基水凝胶的构建及其应用

纤维素基水凝胶的构建及其应用

摘要：水凝胶是一种交联的三维网状亲水性聚合物材料，能够吸收和保留大量的水并且保持一定形状。近年来，随着石油资源的枯竭和人类对环境问题的日益关注，天然或改性类高分子合成聚合物水凝胶已成为研究的热点。纤维素及其衍生物是一大类可再生天然高分子材料，具有无毒、资源丰富以及种类繁多等特点，由它合成的纤维素基水凝胶具有良好的吸水保水性、生物相容性和生物可降解性等，可应用于医疗、环境、农业等多个领域。本文综述了近年来纤维素基水凝胶的构建及应用研究进展，将水凝胶的微观网络结构与宏观性能相结合，重点对比了单网络、互穿网络和半互穿网络纤维素基水凝胶的力学性能、溶胀性能和吸附性能等，并对其在医疗、环境、农业以及电子领域的应用进行总结。对开发兼具力学性能和生物相容性的纤维素基水凝胶以及未来发展更多绿色经济的方法合成纤维素基水凝胶材料并将之用于工业化提出了展望。
无机 2024年02月27日