“两个全过程”成就材料强国
摘要：评述了先进材料在人类社会文明史中的划时代意义，强调材料的应用科学范畴，研究的目的在于应用。“两个全过程”赋予材料极限固有性能与极限服役性能，形成“材料科学与工程”学科。这是成就材料强国的必由之路，并提出材料强国的5 个制高点，即理论制高点、技术制高点、性能制高点、产业制高点和体系制高点。
增材制造金属材料典型缺陷研究进展
摘要：增材制造是一种通过逐层沉积材料实现三维实体制备的近净成形技术，因其在制造复杂结构金属零件方面具有独特优势，已在航空航天、生物医疗和高端模具等关键领域获得广泛应用。然而，增材制造特有的成形过程也带来了与传统制造方法不同的缺陷特征，这些问题严重制约了成形零件的服役可靠性，成为该技术亟须解决的核心问题之一。本文系统总结了中国航发增材制造技术创新中心在增材制造金属材料缺陷方面的研究成果，重点阐述了孔洞、未熔合、夹杂及裂纹等典型缺陷的形貌特征、形成机制及其对力学性能的影响规律，并进一步分析了热等静压处理对缺陷闭合及力学性能的改善作用。针对当前研究存在的不足，本文建议从揭示缺陷形成机理与工艺映射关系、开发增材制造专用金属材料、建立面向零件服役要求的缺陷验收标准和研究智能化在线监测与闭环控制技术等方面开展研究，以进一步推动该领域的进步。
非晶合金催化降解污水：现状、影响因素与改性策略
摘要：随着人类社会的快速发展，各类污水的排放量逐年增多，水污染等环境问题日益严重，寻求有效的污水处理方法已成为一种迫切需求。由于非晶合金是一种具有良好的表面活性、较低的氧化还原电位和优异的催化降解性能的亚稳态金属合金，被视作是解决以印染污水为主等各种污水的有效催化剂，目前已经在含有染料、农药等有机污染物和含有重金属、酸碱盐等无机污染物的污水处理方面开展了广泛研究，但其降解机制因污水的种类和非晶合金体系的不同而存在很大的差异，致使降解速率高低不同，因此选择合适的非晶合金成分和恰当的材料改性方法在实现污水高效降解上具有重要意义。本文就污水处理的常规技术，非晶合金的特性、潜质及其在污水处理中的应用、存在的问题等进行了总结，同时还系统介绍了各种化学参数等因素对非晶合金催化性能的影响和各种材料改性方法，以期能够为新型催化剂的研究提供有价值的参考。
1kA 级高温超导电流引线的结构优化设计及制备研究
摘要: 为解决中小型1 kA 级高温超导电流引线在高通流条件下自场衰减严重、利用率低的问题, 在理论分析、数值仿真及实验验证基础上, 对传统堆叠密排式结构进行了结构优化设计。首先, 采用一维解析模型和COMSOL 有限元仿真对换热器段的热传导性能进行系统分析, 确定最优长度截面比; 其次, 提出10×2 阵列式分散排布结构设计, 基于FR-4 材料构建外支撑骨架, 完成高温超导段样品制备; 最后, 在77 K 液氮环境下对优化结构和传统结构进行通流测试, 结果表明优化结构的自激发场强度较传统堆叠密排式降低60.8%, 对应临界电流保持率由55%提升至80%(其中“临界电流保持率”指在运行磁场下超导带材保持的临界电流与无磁场下临界电流的比值); 同时, 该设计兼顾引线的紧凑体积(Φ44 mm×362 mm)、高效散热及易维护性, 展现出优异的电输运稳定性和高可靠性, 具有广泛应用前景。
柔性吸波材料的研究进展
摘要: 柔性吸波材料是一种能够有效吸收电磁波且兼具柔韧性的功能材料, 在隐身技术、电磁防护和可穿戴电子等领域有重要应用价值, 其吸波机理包括介电损耗、磁损耗以及两者协同损耗机制。针对薄膜型、泡沫型和织物型3 类柔性吸波材料的制备方法和研究现状进行详细阐述, 通过分析材料组分优化、结构设计和界面调控等策略探讨提升材料吸波性能、力学性能和柔性的有效途径, 同时总结了柔性吸波材料性能评价方法, 未来柔性吸波材料研究将朝着智能化响应、环境友好型和多功能集成方向发展。
纳米颗粒强化高温合金研究进展
摘要: 航空发动机推重比与重型燃气轮机功率的不断提升, 对先进高温合金的性能与稳定性提出了更加严苛的要求。纳米颗粒具有高强度、高硬度与优异的热稳定性, 因此在高温合金中引入纳米颗粒可有效强化高温合金使其满足日益增长的性能需求。然而, 如何选取合适的纳米颗粒类型、纳米颗粒的引入方式及成形工艺, 以克服纳米颗粒易团聚、难均匀弥散分布问题, 提高纳米颗粒与合金基体的界面结合强度以及提升纳米颗粒的高温稳定性, 是当下纳米颗粒强化高温合金发展的关键。从纳米颗粒类型、引入方式及成形工艺等方面概述了国内外研究现状, 展望了未来纳米颗粒强化高温合金在优化第二相、绿色制备以及增强界面结合等方面的发展方向。
合成生物学驱动的新材料创新研究
摘要：合成生物学作为一门新兴前沿交叉学科，正逐渐成为驱动新材料绿色创新的关键引擎。合成生物学方法依托“设计-构建-测试-学习”（DBTL）循环体系，通过基因路线重构、代谢途径优化与高性能酶设计，构建可预测、可调控的微生物细胞工厂，为材料制造开辟了向生物基材料跨越的新路径。本文系统梳理了合成生物学赋能新材料的技术基础，重点分析了微生物细胞工厂合成新材料的机理、生物合成的优势，以及关键生物元件在新材料合成中的功能。在此基础上，综述了合成生物学在生物基材料、智能与功能材料、材料循环与生物降解材料等领域的典型应用，揭示了合成生物制造在材料绿色化和智能化转型中的重要作用。最后，展望了该领域的未来发展趋势并提出发展建议。合成生物学驱动新材料创新需进一步加强多学科交叉融合、加速科技成果产业化转化、推进平台化与模块化开发策略，从而为我国实现“双碳”目标与新材料产业的高质量发展提供科技支撑和战略保障。
生物基防腐涂层的研究进展
摘要： 面对绿色可持续发展的迫切需求，以天然生物质为原料制备生物基防腐涂层已成为应对碳中和挑战、革新防腐技术的前沿热点。系统综述了生物基防腐涂层材料及其功能化的研究进展，深入阐述了其主要的防腐蚀机制。针对当前生物基防腐涂层存在的性能局限，探讨了通过纳米复合、缓蚀剂负载、自愈合设计及协同防护机制等策略实现涂层性能的提升。此外，还概述了生物基防腐涂层在海洋工程、工业设备、航空航天等关键领域的应用现状，并指出未来生物基防腐涂层研发亟待突破的关键技术瓶颈，以推动其在更广泛领域的实际应用与产业化进程。
面向新材料产业的材料基因工程发展研究
摘要：新材料是支撑经济转型、国防安全与科技革命的核心物质基础，其研发效率与工程化水平直接决定国家竞争力；材料基因工程融合多领域前沿技术，变革新材料研发模式，引发了新一轮材料科技创新和产业创新。本文旨在深入开展面向新材料产业的材料基因工程发展研究，从强化工程化应用、打通“产学研用”瓶颈、重塑产业链和市场格局等方面剖析了材料基因工程对推动新材料产业发展的重要意义，探讨了集成计算材料工程、材料大数据技术、材料智能体、数字线程和数字孪生技术等与产业创新密切相关的新材料产业基因工程关键技术及其发展趋势，分析了包括材料高效计算设计平台、材料自主实验研发平台、材料数据库及数据中心、新材料中试平台、材料智能技术创新平台等新材料产业基因工程应用平台的功能及未来走向。面对全球新材料产业的未来竞争格局，研究提出了面向2030 年和2045 年的新材料产业基因工程发展思路，并从重视顶层设计、布局发展新材料全产业链加速创新项目、发展关键技术和平台建设、推进材料数据标准化、加强人才培养与国际合作等方面提出了发展建议，助力提升新材料产业的核心竞争力。
基于二维通道受限发泡的微穹顶石墨烯基气凝胶研究新范式
摘要：气凝胶因其极低密度和高孔隙率等卓越特性，在热防护、催化、能源、传感及复合材料等领域展现出广阔的应用潜力，曾入选国际纯粹与应用化学联合会（International Union of Pure and Applied Chemistry，IUPAC）“化学领域十大新兴技术”。传统气凝胶多采用冰模板法和溶胶−凝胶法制备，随着应用需求向规模化和工程化拓展，其制备效率与能耗控制逐渐成为关注重点。近年来，二维通道受限化学发泡方法为气凝胶的快速与可控制备提供了一种新的技术路径，其形成的内禀微穹顶几何结构也有助于提升材料的力学性能，为拓展传统气凝胶的性能设计空间提供了新的思路。系统梳理了受限发泡穹顶微结构气凝胶的研究进展，重点围绕制备方法及机制、多尺度结构力学性质及多功能应用展开阐述；进一步分析了该类气凝胶在构效调控及工业化生产面临的关键挑战，并指出其在声学调控、智能传感及极端热防护等领域的应用前景。
