激光粉末床熔融金属点阵结构力学性能研究进展

摘要:金属点阵结构具有轻质、高比强度、高能量吸收等特点,在航空航天、生物医学等领域有着广阔的应用前景。快速发展的激光粉末床熔融技术可精确调控点阵结构参数,进而实现金属点阵结构的材料-结构-性能一体化设计与制造。因此,本文以杆状点阵结构、板状点阵结构及三周期极小曲面点阵结构等常见的点阵结构类型为顺序,综述了激光粉末床熔融金属点阵结构的力学响应机制、破坏失效行为、结构优化设计及激光粉末床熔融技术对金属点阵结构成型质量、力学性能的影响,进而从结构设计及优化、激光粉末床熔融技术、功能性设计等角度,提出激光粉末床熔融金属点阵结构可能面临的机遇和挑战。

金纳米星的合成与应用

摘要:随着纳米技术的飞速发展,三维复杂结构的金纳米星已成为一种新型纳米材料。金纳米星具有独特的物理化学性质,如可调制的局域表面等离激元光学特性、表面增强拉曼散射效应、光热特性、较大的比表面积等,这些性质使其在纳米材料和生物医学领域具有极高的潜在应用价值。本文首先介绍了近年来国内外金纳米星的合成方法,主要包括种子介导生长法和一步合成法( 这两种制备方法均存在各自的优缺点) ,以及对金纳米星尺寸、枝杈的的调控研究; 接着对金纳米星性质中的等离激元特性进行展开描述,并对其理论基础进行解释; 本文对目前金纳米星在催化、SERS 检测和生物医学领域最新研究进展进行了总结,并展望了金纳米星未来的研究内容和方向。

稀土基低温磁制冷材料的研究进展

摘要:低温制冷技术在气体液化和储存、航空航天、空间探测及低温科研等领域发挥着极其重要的作用,基于磁热效应的磁制冷技术相较于传统气体压缩/膨胀制冷技术具有绿色环保、高效节能的优势,被认为是最具潜力的新型制冷技术之一。长久以来,探索并获得具有合适工作温区、大磁熵变、宽制冷温跨、大制冷能力以及大绝热温变的磁制冷材料是持续不断的研究目标。综述了应用于低温区的稀土基二元、三元金属间化合物及稀土基钙钛矿氧化物磁制冷材料的研究进展,并对低温磁制冷材料的发展方向进行了展望。

铜纳米材料的研究进展

摘要:铜纳米材料作为透明电极材料氧化铟锡(ITO)最有潜力的替代材料而备受关注。然而铜纳米材料在空气中易被氧化,这大大限制了其应用,因此,制备具有抗氧化性的铜纳米材料成为目前研究的焦点。本文主要综述了液相还原法制备铜纳米材料的研究进展,以及铜纳米材料的稳定性研究,同时还介绍了铜纳米材料的应用。

功能性石墨烯/纳米纤维素复合材料研究进展

摘要:石墨烯/纳米纤维素是一种新型功能复合材料。本文以石墨烯和纳米纤维素的结构性能优势为基础,重点对石墨烯/纳米纤维素复合材料的机械性能、导电性、吸附性及导热性进行分析,并对石墨烯-纳米纤维素复合材料的研究及未来发展做了展望。

柔性散热材料研究进展

摘要:随着电子器件向着高集成化、高功率化、一体化和多功能化方向发展,以及可穿戴器件、柔性显示和软体机器人等新型柔性器件的兴起,对器件的高效散热和柔性可变形能力提出了更高的要求,因此柔性散热材料得到越来越多的关注,具有广阔的应用前景。本文综述了柔性散热材料的研究进展和现状,对比分析了碳基类、聚合物类和液态金属类这三大类柔性散热材料的优缺点,指出兼具优良导热性、柔韧性的复合柔性散热材料具有深厚发展潜力和实用价值。

压致变色材料: 研究与应用进展

摘要:在设备零部件的精准组装、产品制造过程的质量监控以及性能评估等关键环节中, 界面压力的检测对于优化产品生产流程、加强质量管控和提升产品性能至关重要. 虽然基于电学信号的压力传感器件在响应速率、灵敏度和压力响应范围等方面具有显著的优势, 但其在界面压力成像上仍面临高成本、严苛的测试条件及多设备协同的复杂性等限制. 近年来, 压致变色材料因其压力成像分辨率高、成本低和易大面积制备等特点, 在界面压力检测领域引起了广泛关注. 当前, 压致变色材料已经实现了压力分布的精确可视化, 成像分辨率达到了纳米级别. 然而, 这些材料在压力传感精度、灵敏度和响应范围等方面的调控上仍面临一系列挑战. 基于此, 本文对近年来发展的压致变色材料进行综述, 从压致变色机制、构效关系和性能表现等多个角度进行分类概述, 并探讨了压致变色材料在实际应用中可能遇到的挑战, 并提出可能的解决方案. 我们期望本综述能为压致变色材料的设计、优化和应用提供有价值的参考, 推动其在高端制造业和其他领域的实际应用.

介电弹性体驱动器: 从分子、材料到器件

摘要:介电弹性体是一类响应于外加电场而产生形变的智能高分子材料. 因为其柔顺性、快速响应性和可寻址性, 介电弹性体及其驱动器被视为一种具有广阔应用前景的人工肌肉技术. 分子设计在各个尺度影响介电弹性体的性能: 分子结构改变材料在电场下的极化能力, 聚合物网络结构设计影响材料在力电耦合过程中的变形能力, 影响器件制造的加工方式. 本文结合本课题组在该领域的研究, 从分子、材料和器件三个层次综述介电弹性体的设计原则.

高分子流变在液态金属柔性导体中的影响与研究进展

摘要:自21世纪初以来,由于对可穿戴设备、软体机器人和智能织物的需求不断增加,柔性电子得到了快速发展。在这种情况下,镓基液态金属(LMs) 因其优异的导电性、化学稳定性和生物相容性而在柔性电子领域受到广泛青睐。然而,室温下LMs 作为液体难以控制形貌和形状,限制了它的直接利用。将LMs 分散到高分子基体中形成液态金属高分子复合材料(LMPCs),则表现出独特的导热、导电、机械和制备性能。因此,这类新兴的软多功能复合材料在可穿戴设备、可拉伸电子产品、软机器人和超级电容器等现在技术中被广泛应用。为更有效地制备和发展这些独特的复合材料,有必要了解它们的流变行为。本文总结了近年来对LMPCs 流变行为的研究进展,主要讨论了不同高分子基体的LMPCs 的流变行为对其机械性能和导电性能的影响,并指出该领域所面临的机遇和挑战。

纤维素基水凝胶研究进展

摘要:纤维素基水凝胶是一种基于天然高分子纤维素的三维网络亲水性聚合物,具有良好的生物相容性、高保水性、生物可降解性等特性。随着绿色低碳化发展理念的提出,可持续的天然聚合物材料已成为研究热点。纤维素基水凝胶作为天然聚合物的代表,在软材料领域备受关注。本文总结了纤维素基水凝胶的交联制备方法,主要有物理交联和化学交联。据此,介绍了纤维素基复合水凝胶在生物医药、柔性电子、食品工业、环境保护和生物工程等5 个领域的功能化应用。随着研究不断深入,纤维素基水凝胶将在未来更多领域具备广阔的应用前景。