摘要：生命系统极其复杂，难以精确描述和预测，这给高效设计合成生物系统提出了挑战，故在合成生物系统构建中往往须进行海量工程试错和优化。近年来，人工智能技术快速发展，其基于海量数据的持续学习能力和在未知空间的智能探索能力有效契合了当前合成生物学工程化试错平台的需求，在复杂生物特征的挖掘与生命系统的设计方面具备巨大潜力。该文回顾并总结人工智能在合成元件工程、线路工程、代谢工程及基因组工程领域的研究进展，并分析和讨论人工智能与合成生物学交叉研究在数据标准化、平台智能化、实验自动化、预测精准化方面存在的一系列挑战。人工智能和合成生物学的融合有望给“设计—构建—测试—学习”闭环的全流程带来变革，而孕育“类合成生物学家”也将反过来引起人工智能技术的飞跃。

摘要：发展智能制造是我国制造业创新升级的主攻方向，高端新材料是支撑高端装备和重大工程需求的核心材料，推动智能制造与高端新材料制造紧密结合，对提升高端新材料制造能力，满足重大装备对高端新材料的需求，具有重要意义。本文深入分析了高端新材料智能制造的必要性，在分析面向高端新材料的高性能制造、复杂构件的整体化与轻量化制造、高端构件的一体化与低成本绿色制造等特征基础上，总结了传统“试错法”研发模式在材料制造领域遇到的主要问题与挑战，分析了数据驱动的高端新材料智能制造研发模式带来的重大变革与机遇，并以材料智能加工成形为例，全面梳理了亟需发展的共性关键技术及其发展方向。本文从加强关键技术研究、构建创新体系、创新学科交叉人才培养和加快成果转化等方面，提出了加快发展高端新材料智能制造的对策建议，以缩短与国外先进水平的差距，支撑我国材料产业的升级换代和跨越式发展。

摘要：新材料是新兴产业和未来产业发展的根基，是抢占科技和经济发展制高点的重要领域，也是我国推进新型工业化的重要驱动力。本文梳理了新材料在信息、能源、生物、深空与深海探测等领域的发展趋势，发现新材料联用或与其他学科、领域的深度融合正在成为新材料发展的重要特点；系统分析了我国新材料产业在规模、技术创新能力、企业和集群等方面的发展现状，总结了新材料产业发展存在的关键原材料依赖进口、核心装备尚未实现自主可控、高端产品自给率不高、部分重点产品缺乏应用迭代、标准和评价体系不完善等问题；提出了面向新兴产业亟需发展的9 个重点方向以及面向未来产业亟需布局的7 个重要方向。为推动新材料产业的高质量发展，研究建议：着力筑牢新材料产业发展根基，扎实提升新材料产业链水平，营造良好的产业发展生态环境，完善产业发展配套政策。

摘要：纳米酶（Nanozymes）是由我国科学家首次提出的新概念，它是一类具有生物催化功能的纳米材料，能够基于特定的纳米结构催化天然酶的底物并作为酶的代替品。自2007年首次报道以来，全球已有来自于55个国家的420多个研究机构证实了纳米酶的普遍规律。纳米酶的发现第一次揭示纳米材料蕴含一种独特的纳米效应——类酶催化效应。纳米酶作为一种新材料，既有纳米材料本身的理化性质，又有类似酶的催化功能，兼具天然酶与人工酶的优势于一身。其中，纳米结构不仅赋予纳米酶高效催化功能，而且使纳米酶比天然酶稳定，易于规模化生产。另外，纳米酶独特的多酶活性将为设计廉价、稳定、各种各样全新的催化级联反应提供功能分子。纳米酶是多学科交叉融合的典范， 2022年被IUPAC评为十大化学新兴技术。在全球从事化学、酶学、材料学、生物学、医学、理论计算等多领域科学家的共同推进下，如今纳米酶已经成为新的研究热点。我国科学家在这一新兴领域一直发挥着引领作用，解析了纳米酶的构-效关系，将其催化活性提高了约１万倍，实现了超越天然酶的理性设计，创造了全球首个纳米酶产品，出版了纳米酶学英文专著，发布纳米酶术语及中国/国际标准化。更可喜的是，纳米酶新领域汇集了一大批多学科交叉融合的优秀青年科学家，推动纳米酶进入高速发展阶段，纳米酶的种类已经超过1200多种，其催化机制研究也更加深入，应用研究也从当初的检测逐步拓展到纳米酶催化医学、传感检测、绿色合成、新能源、环境治理等多个领域。本文向读者介绍纳米酶自发现以来的主要进展，包括最近发现的天然纳米酶，期待纳米酶从新概念、新材料衍生出新技术、新产品、新商品，服务人类健康，并带动新学科发展。

摘要：黏结剂喷射(binder jetting, BJ)是一种将液态黏结剂喷射到粉末材料层上，选择性黏结粉末成形，随后进行致密化处理的增材制造技术。近年来，BJ技术因其高效率、低成本、适用材料范围广而受到广泛关注和研究。在BJ打印过程中，粉末特性、黏结剂及其与粉床的相互作用、打印参数等因素对生坯质量和性能有至关重要的影响。此外，烧结过程是影响最终部件质量的关键因素之一。本文总结了BJ打印的影响因素，提出可借助机器学习辅助坯体质量和烧结收缩预测，实现控形控性。目前，BJ技术正在推向汽车、医疗器械等行业。未来，BJ技术大规模应用的关键在于提高生坯质量和精度、增强黏结剂与坯体的结合强度、优化后处理工艺等方面。

摘要：为了减少碳排放，保护生态环境，人们对海洋资源的开发和研究愈发深入， 可再生能源收集技术是该领域研究的重点。其中，摩擦纳米发电机是利用接触电气化现象的最有前途的机械能收集器之一，其具有可利用的机械能资源丰富、材料可得性和可选性广、器件结构相对简单、加工成本低等诸多优势。最近10年，世界各地研究人员在这一领域的研究取得了巨大进展。本文综述了近年来应用于摩擦纳米发电机（TENG）上的各种新型摩擦电材料，介绍了摩擦电材料的选取规则，并总结了对摩擦电材料进行物理表面修饰、化学表面修饰和其他相关改性方式，最后归纳了用于收集蓝色能源的摩擦纳米发电机装置的仿生结构的设计研究进展，并对未来的应用和发展方向进行了展望。

摘要：本文回顾了碳纳米管（CNT）和石墨烯（Gr）增强铜基复合材料的研究进展，探讨了这些复合材料的制备方法、性能提升机制及潜在应用前景。CNT和Gr因独特的物理化学特性，作为铜基复合材料的理想增强相，显著提升了材料的力学性能、导电性和热导率。首先回顾了铜基复合材料的传统制备技术，包括粉末冶金法和机械合金化法，随后介绍了新兴的化学气相沉积（CVD）和电沉积法，这些技术通过直接生长或电化学沉积实现更好的界面结合。对比分析了不同方法的优缺点，指出粉末冶金和机械合金化的成本较低但可能引起增强相分布不均，而CVD法虽能制备高质量材料但成本较高且环境影响敏感。进一步分析了CNT和Gr在铜基体中的分散性及界面结合对性能的影响， 强调了良好分散性和强界面结合的重要性。在力学性能方面，CNT和Gr的分散性和界面结合对复合材料的强化机制起着关键作用，包括载荷转移、晶粒细化和Orowan强化等。此外，讨论了CNT和Gr增强铜基复合材料在耐腐蚀性、 磨损性能及热管理等方面的应用潜力。尽管存在挑战，但这些复合材料在电力传输、电子器件和航空航天等领域显示出巨大应用前景。未来的研究将集中于微观结构控制、制备工艺创新和多功能复合材料开发，以实现更高性能的工业应用。

摘要:NdFeB稀土永磁体常用于电机或硬盘驱动器,可将电能转换为机械能,其制备过程复杂,涉及多项加工工序。近年来,增材制造等近终成形制造技术迅猛发展,其加工工序具有短流程特点,可大幅降低材料损失、能源消耗、加工周期和人工成本。冷喷增材制造等工艺可用于生产粘结NdFeB磁体。烧结NdFeB磁体的粉末粒度较小,在与增材制造工艺结合过程中难度较大,选择性激光烧结等熔融增材制造法是比较可行的制备方式。间接3打印技术把3D打印与粉末冶金的挤出打印工艺结合起来,有望应用于NdFeB磁体制备。

摘要：传统合金已难以满足越发苟刻的服役环境要求，而高合金具有高强度、高硬度、高韧性和优异的耐蚀性等独特性能，应用前景广阔。简述了高熵合金的历史沿革，综述了高嫡合金腐蚀行为研究现状，探讨了合金成分、微观结构、热处理与工况环境等主要因素对高合金腐蚀行为的影响，归纳了高合金在石油天然气钻采、石油炼化以及放射性工业领域的应用现状。高合金作为一种新型材料，其材料特性和功能特性较传统合金具有先进性；设计、制备过程中，通过调控合金元素成分、比例及制备、处理方法，均能影响合金性能，其中合金元素是影响合金耐蚀性能的主要因素（影响合金的相结构、微观结构）。尽管日前高熵合金按需设计和处理已经成为高熵合金发展的主流方向，且在试验阶段已展现出卓越的应用价值，但缺乏在实际工况环境中的应用。最后，从高熵合金的设计方法、制备工艺等方面对高炳合金腐蚀与防护等实际应用问题等进行了展望，以期为高熵合金在含苛刻腐蚀介质环境中的安全应用提供新思路。

摘要：随着科技的飞速发展，越来越多的科学研究聚焦于微型领域，设计和制造的产品尺寸也越来越小，甚至达到了微纳米尺度。当物体的尺寸达到微纳米级别后，其光学性能会发生明显改变，对光的吸收和传输等特性都会产生极大的影响。光栅作为微纳元件的一种，有许多优异的特性，如分束、偏振、色散、相位等，是重要的光学器件。因此，被广泛应用于光通信技术、激光器、诊断测量等众多领域。伴随着科学技术的发展，人类对光栅的要求也不断的提高。基于此，研究学者们对光栅的加工工艺及其所用材料展开了一系列研究。介绍了光栅的定义、分类以及应用等，综述了传统光栅的制备技术和利用非晶合金制备光栅的研究现状及尚未解决的科学问题，并对非晶合金光栅未来的发展机遇与挑战进行了展望。为非晶合金在微机电系统领域的应用提供了理论基础，对推动非晶合金这一新型材料的工程化应用有重要的理论和实际意义。