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高密度超长碳纳米管的可控制备：进展与展望

高密度超长碳纳米管的可控制备：进展与展望

摘要： 碳纳米管因其优异的力学、电学、热学和光学性能，在碳基集成电路、超强超韧纤维、机械储能、柔性可穿戴设备等众多尖端领域拥有广阔的应用前景。碳纳米管的单体结构和微观形貌（如长度、取向度、缺陷浓度、洁净程度等） 对其基础物理性质有显著的影响。在各类碳纳米管中，只有具有宏观长度、低缺陷浓度和高取向度的超长碳纳米管才能充分体现和发挥其本征的性能优势并满足很多尖端领域对其结构和性能的严格要求。实现超长碳纳米管实际应用的关键在于实现其大规模制备，然而其目前的产率远远无法满足应用需求，因而其在高密度、高产率制备方面依然面临很多挑战。深入讨论了超长碳纳米管的生长机理，分析了超长碳纳米管产率低的原因，系统总结了高密度超长碳纳米管的制备方法，并介绍了目前在超长碳纳米管实际应用方面的最新进展。另外，还总结了超长碳纳米管制备领域所面临的科学和技术挑战，并对未来的发展方向进行了深入的讨论。
新材料 2024年10月29日
石墨烯纤维的制备与应用

石墨烯纤维的制备与应用

摘要:石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化方式结合形成的单原子层厚度的二维纳米碳材料，具有优异的力学、电学、热学、磁学等性能，是当前研究的热点和焦点。石墨烯纤维是石墨烯纳米片层在一维受限空间的组装体，使得石墨烯在纳米尺度的优异性能遗传到宏观尺度，极大地拓展了石墨烯的应用领域。自2011 年首次制备获得石墨烯纤维以来，至今为止已经开发了以湿法纺丝为代表的多种制备方法，并且石墨烯纤维已经在能量转换、能量存储、传感响应等领域取得了一系列应用。归纳整理了石墨烯纤维的制备方法和应用，同时总结了石墨烯纤维目前存在的问题以及未来发展的展望。
新材料 2024年05月06日
声学超材料和拓扑声子晶体研究进展

声学超材料和拓扑声子晶体研究进展

摘要：声学超材料和声子晶体是近30年发展起来的新型声学人工结构材料, 这类声学材料通常由“人工原子”构成, 具有天然材料所不具备的物理特性, 如负折射率、负有效参数等. 这些独特的物理特性为声振动的精确可控调制提供了新手段, 实现了许多有趣的物理现象, 如声隐身、隔声、声反常折射/反射、声自弯曲等. 目前, 声子晶体和声学超材料已发展出许多新的研究方向, 如非互易声学超材料、拓扑声子晶体等, 这类物理系统引起了研究人员的广泛关注, 成为近些年的研究热点. 本文回顾了声子晶体和声学超材料的研究历史和最新进展, 简要介绍了其中代表性的研究成果, 包括等效声学参数、拓扑声子晶体和声学超材料的非平庸特性等, 阐述了这类声学人工结构材料的设计方法和应用前景, 展望了该领域的未来发展方向.
新材料 2025年12月01日
超轻纳米纤维气凝胶的制备及其应用

超轻纳米纤维气凝胶的制备及其应用

摘要：超轻纳米纤维气凝胶是一种以一维纳米纤维为基本构筑单元的新型气凝胶材料,相比于传统气凝胶,其不仅具有更高的孔隙率和更低的密度,还拥有更优异的机械性能和理化性质,因此该材料的先进制备技术和在新兴领域的创新性应用是近年来超轻气凝胶领域的研究热点。本文结合国内外研究现状,按照材料体系分类系统综述了超轻纤维气凝胶的制备方法、结构特点以及在隔热、吸附、电化学、传感和生物医学等领域的重要应用,提出了现阶段该材料面临的一些挑战,并展望了其在未来的发展方向。
新材料 2024年05月07日
从传统到智能：木材颜色处理技术的研究进展

从传统到智能：木材颜色处理技术的研究进展

摘要：近年来，木材颜色处理技术取得了显著进展，多种方法共同推动了木材加工业的发展。漂白剂的使用提升了木材颜色的均匀性，为后续处理奠定了基础。真菌染色通过生物作用实现了颜色变化，天然染料则增强了木材的抗紫外线和防霉性能，延长了户外使用寿命。金属离子变色与木材成分反应，带来丰富的颜色变化，提升了装饰性。热处理改变木材结构，使颜色加深并提高了耐久性。在此基础上，智能算法尤其是机器学习技术，被应用于染色和热处理工艺，精准调整参数并预测效果，显著提升了生产效率和产品质量。这些技术集成推动了木材加工业向高效、环保和可持续方向发展。
新材料 2026年01月09日
中子表征技术在金属结构材料研究中的应用

中子表征技术在金属结构材料研究中的应用

摘要： 结构材料的原子结构、微观组织与宏观性能的关联性是材料研究的核心问题之一，历久弥新。近年来，加速器基中子源大科学装置的建设和相关实验技术取得了长足进步，这为在实时原位条件下深入研究该问题提供了良好的基础。本文介绍了中子衍射、Bragg边成像、小角中子散射、对分布函数分析、准弹性/非弹性中子散射等主要中子表征技术在结构材料中应用的最新进展，着重论述了钢铁材料相变内应力起源与演化、镁合金等轻金属材料的变形机制、基于Bragg边成像的微观结构及残余应力分析，并对今后发展趋势进行了简要展望。
新材料 2024年10月17日
碳化硅原料粉体制备的研究进展

碳化硅原料粉体制备的研究进展

摘要：碳化硅（SiC）材料因具有优异的物理化学性能，已被广泛应用于航空航天、工程陶瓷和半导体等领域。目前，SiC 粉体的合成方法众多，其中碳热还原法是工业生产SiC 粉体的主要方法，但在生产过程中，SiC 粉体的颗粒度和杂质含量均会影响最终产物的各项性能。因此，如何对SiC 粉体进行细化和纯化处理成为制备高性能SiC 材料需要探索的问题。本文首先介绍了SiC 粉体合成技术的种类、原理和特点；然后，详细阐述了近年来SiC 粉体细化技术的研究进展，并对SiC 粉体中无定形碳和金属及金属氧化物的纯化技术进行重点介绍；最后分析了目前制备SiC 粉体需要解决的问题，并对其发展前景进行展望。
新材料 2025年11月26日
无抗生素纳米抗菌剂: 现状、挑战与展望

无抗生素纳米抗菌剂: 现状、挑战与展望

摘要：耐药性细菌和生物膜相关的感染性疾病严重威胁全球公众健康。随着纳米技术在抗菌领域的渗透和发展，研发基于无抗生素的新型纳米抗菌剂在避免耐药性产生以及抗菌治疗方式的选择方面提供更多可能性。本文从细菌耐药性的产生机制出发，阐述利用纳米材料自身独特的理化性质，实现自体抗菌; 作为纳米酶，利用类酶活性催化底物产生活性氧簇( ＲOS) 等抗菌; 随后讨论了构建随内源性/外源性环境刺激响应，以及协同多种新型治疗方式的智能纳米抗菌剂，实现高效抗菌。最后，提出了目前面临的挑战及临床应用前景，为开发更加安全、高效的纳米抗菌剂提供借鉴。
新材料 2024年05月06日
基于机器学习的多孔材料力学性能预测研究进展

基于机器学习的多孔材料力学性能预测研究进展

摘要：多孔材料因其广泛的应用潜力而备受关注。传统上对多孔材料力学性能的研究主要依赖于耗时且繁琐的实验和理论分析方法。近年来，机器学习技术提供了一种高效的解决方案，用以简化多孔材料参数与力学性能之间的复杂关系。本文综述了机器学习在预测多孔材料力学性能方面的最新研究进展。首先，介绍了常用的机器学习算法，重点分析了神经网络预测方法在这一领域的应用，并将此方法归纳为三大策略：机制模型驱动神经网络、机制模型与神经网络集成和神经网络与优化技术集成，然后对上述策略的基本原理及其应用进行了详细分析。最后，讨论了如何通过改进神经网络技术及其与优化算法的集成来发展更加高效的混合模型，并展望了神经网络在该领域的发展前景。
新材料 2025年12月31日
基于磷光测温技术的智能热障涂层研究进展

基于磷光测温技术的智能热障涂层研究进展

摘 要：获得缺乏的涡轮叶片涂层表面温度分布数据是当前航空发动机材料设计面临的关键问题，数据缺乏严重限制了中国先进飞行器的性能提升。热障涂层（涡轮叶片用）添加少量稀土发光元素后可成为一种新型智能材料——智能热障涂层（STBC），是目前实现发动机服役叶片涂层温度分布测定最有潜力的方法。本文详细介绍了智能热障涂层在线（热障传感涂层）/离线（热历史涂层）测温的原理和方法。基于不同智能涂层的制备工艺，阐述了近年来利用智能热障涂层技术对航空发动机热端部件的表面温度分布及界面温度梯度检测的研究进展。基于航空发动机不同热端部件的测温需求，总结了目前国内外智能热障涂层测温技术的实际工业应用。且基于现有稀土元素掺杂对热障涂层本征性能的影响，说明了智能热障涂层实际应用的可行性。最后指出了该技术实际应用于航空发动机热端部件测温仍需解决的问题，并对其发展方向进行展望。
新材料 2024年10月10日