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基于超材料的无标记光学生物传感

基于超材料的无标记光学生物传感

摘要：超材料（metamaterials）因为能够在亚波长尺度范围内精细调控电磁波而受到人们广泛关注。超材料具有丰富的电磁模态，在表面支持高度局域场增强且对周围介电环境极其敏感，可应用于无标记光学生物传感领域。与传统光学生物传感器相比，超材料生物传感器具有小型化、集成化、高度灵敏、多功能可定制等突出优点。本文总结了近年来超材料生物传感器在可见光、近红外、中红外以及太赫兹波段的研究进展，包括折射率生物传感、表面增强拉曼散射、表面增强红外吸收和太赫兹生物传感等。
新材料 2024年05月08日
纳米生物润滑剂微量润滑加工物理机制研究进展

纳米生物润滑剂微量润滑加工物理机制研究进展

摘要：纳米生物润滑剂作为替代矿物型润滑介质的绿色微量润滑剂，已成为学术界与工业界的研究与关注焦点。然而，纳米生物润滑剂微量润滑加工物理学作用机制尚不清楚，难以为其工业化应用提供精准指导与选用原则。为解决上述需求与技术问题，综述了纳米生物润滑剂组分及物理特性，揭示了纳米增强相、基础流体、添加剂对加工性能的影响规律，阐述了纳米增强相在纳米生物润滑剂中的动力学行为与分散机制。其次，揭示了多能场雾化机制、切/磨削区流场分布及微液滴浸润动力学行为，发明了微量润滑新型供给与雾化装置。进一步地，分析了切/磨削加工材料去除热物理机制，研究了先进的多场赋能热损伤抑制策略，构建了纳米生物润滑剂微量润滑加工技术体系。结果表明，纳米生物润滑剂在热源抑制与热耗散特性调控方面效果显著，多场赋能纳米生物润滑剂微量润滑可作为浇注式加工的替代工艺，采用断续有序的凹槽织构砂轮辅助质量分数为2.5%的MWCNTs-棕榈油纳米生物润滑剂微量润滑磨削单晶镍基高温合金DD5，与传统的浇注式磨削工艺相比，磨削力可降低12%，磨削温度可降低9%，表面粗糙度值可降低6%。展望了纳米生物润滑剂发展路线图，为工业界与学术界提供技术支持与理论指导。
新材料 2024年11月29日
全球合成生物行业发展前沿分析

全球合成生物行业发展前沿分析

摘要：合成生物学在经历早期的技术创新和初步商业化探索后，于 21 世纪的第二个十年迎来了高速发展和商业化落地。该文从市场规模、行业融资和行业发展 3 个方面对全球合成生物学行业现状进行了梳理和分析。分析显示，在市场规模上，合成生物学市场增长迅猛，但其规模在不同的地理区域和行业领域内均有明显差距；在行业融资上，合成生物学行业投融资趋势呈明显上升态势，2020 年合成生物学行业的投融资事件数量和金额均创下历史记录，但不同地理区域之间的发展仍不平衡；在行业发展上，合成生物学的落地应用场景十分多元，已扎根各行各业，并展现出巨大的应用潜力。
新材料 2025年01月13日
宽温域压电材料的研究进展及其柔性化设计

宽温域压电材料的研究进展及其柔性化设计

摘要：近年来，随着汽车、石油、核电和航空航天等高温领域的发展，应用于极端环境中的无损检测、可持续自供电设备用宽温域压电材料成为研究热点。然而，具有优异压电性和高温稳定性的宽温域压电材料，由于质脆、硬度大，致使所制器件无法兼具柔性及高温稳定性而在高温精密化作业、可穿戴健康检测等应用中受到极大限制。因此基于宽温域压电材料的柔性化设计，以实现耐高温柔性压电装置的制备并最终大幅拓宽压电装置的高温工作潜力，成为目前压电器件的重要发展方向。本文首先针对300℃以下环境中应用的压电材料（锆钛酸铅、钛酸钡和碱金属铌酸盐）和500～1000℃环境中应用的Ⅲ族氮化物的研究进展进行了介绍，然后分析基于这些材料的柔性化设计技术及柔性化设计过程中所用衬底或复合基体的种类对最终器件高温稳定性的影响。
新材料 2024年05月08日
液态金属脱合金反应及其应用的研究进展

液态金属脱合金反应及其应用的研究进展

摘要：液态金属脱合金反应（Liquid Metal Dealloying，LMD）是一种基于熔融金属液中合金各组分与金属液反应性不同（混合焓正负关系）而产生的一种选择性溶解反应，是一种新型的多孔材料及复合材料的制备手段。本文首先从液态金属脱合金反应的概念和原理入手，详细介绍了此反应应用于纳米多孔材料与金属基复合材料的制备案例。在多孔材料制备方面，液态金属脱合金反应不仅可满足贱金属类纳米多孔材料的高效生产需求，还可通过脱合金反应条件调控孔隙结构。在复合材料制备方面，脱合金反应可使得析出相尺寸更加细小，分布更加均匀弥散，从而提高复合材料的综合力学性能。最后，本文对液态金属脱合金反应的最新应用与机理研究进行了概述，并对此类反应的未来应用进行了展望。
新材料 2024年11月25日
以高熵合金为黏结相的金属陶瓷研究进展

以高熵合金为黏结相的金属陶瓷研究进展

摘要:近20年，许多研究者针对以高熵合金为黏结相的金属陶瓷开展了大量的研究，取得了许多有益的成果。本文系统综述了用作金属陶瓷黏结相的高熵合金制备方式，以及高熵合金黏结相金属陶瓷烧结制备技术，评价了烧结温度、烧结时间、碳含量、黏结相成分、黏结相含量等工艺参数对高熵合金黏结相金属陶瓷微观结构、力学性能、抗氧化性能和耐腐蚀性能的影响，可为高熵合金黏结相金属陶瓷的研究提供参考。
新材料 2025年01月06日
增材制造用高温合金粉末制备技术及研究进展

增材制造用高温合金粉末制备技术及研究进展

摘要：球形粉末是增材制造、粉末冶金、注射成型等制备工艺的重要原料，其成分、粒度、球形度、空心粉率等是影响最终构件性能的关键因素。本文详细介绍了真空感应熔炼气雾化法、电极感应熔炼气雾化法以及等离子旋转电极雾化法等三种可用于增材制造的工程化高温合金球形粉末的制备技术，分析了这三种制粉工艺的特点，阐述了这三种制粉工艺的研发进展，探讨了三种制粉工艺所制备的粉末缺陷形成原因及控制方法，并提出了增材制造用高温合金粉末制备技术的发展趋势。
新材料 2024年05月07日
纳米酶：结合天然酶和人工催化的力量

纳米酶：结合天然酶和人工催化的力量

摘要：纳米酶代表了一类新型人工酶和生物催化剂，打破了无机与有机生命的界限。它既有纳米材料的理化特性，也有独特的类酶催化活性。同时，这些理化特性有可能会调控催化活性，使得纳米酶跟天然酶、传统的模拟酶和化学催化剂区别开来。纳米酶有比较好的稳定性、耐高温、低温、耐酸碱、活性可调且多功能，目前受到了广泛关注，在生物医药、环境治理、绿色农业、新能源等领域展现出巨大的应用前景，并初步形成了相应的学科框架。为了更好地推动纳米酶的发展，拓展对纳米酶的认识，文章回顾了纳米酶发现，分析凝练了纳米酶的学科特点及其结构，综述了纳米酶的应用，并展望了未来的发展趋势。
新材料 2024年12月25日
粉末轧制成形技术研究进展

粉末轧制成形技术研究进展

摘要：介绍了粉末轧制过程，论述了粉末轧制技术的工艺参数、技术改进和以其为基础开发的半固态粉末轧制技术，阐述了近些年来粉末轧制技术的应用情况，最后对这些技术进行了总结和展望。
新材料 2024年05月07日
柔性电极材料的国内外研究进展

柔性电极材料的国内外研究进展

摘要：近年来，随着柔性可穿戴设备、触觉反馈设备、能量收集器等领域的快速发展，介电弹性体（DE）及超级电容器（SC）因能够提共高能量、高储能效率以及可小型化而备受关注，有着非常广泛的应用。由于柔性电极的性能直接影响DE的发电和驱动效率以及SC的储能效率，因而其是DE和SC的重要组成部分。基于柔性电极材料的不同类型，本文首先对碳电极、金属电极、复合型电极等几种典型的电极材料及其性能进行了详细介绍。然后，对电极的制备方法进行了阐述。接着，总结了由柔性电极材料组装的DE和SC在各领域的应用，并对电极材料所面临的问题及挑战进行了分析。最后，对柔性电极材料的发展趋势进行了展望。
新材料 2024年05月08日