摘要：结构化液体是近年来基于二元流体体系，利用固体粒子液/液界面自组装和堵塞相变构筑的一类非平衡态软物质材料，兼具固体的结构稳定性和液体的流动性. 然而，受限于组装基元和成型方法，制备具有精准结构的智能结构化液体及衍生功能材料仍面临挑战. 我们课题组在该领域开展了大量研究工作，在发展界面调控新机制，制备液体/固体新材料，以及实现材料器件新突破等方面取得了系列创新成果. 本专论从固体粒子界面自组装机制出发，重点阐述了一种利用纳米粒子和聚合物液/液界面共组装制备纳米粒子表面活性剂，进而构筑结构化液体的普适策略; 总结归纳了结构化液体在响应性调控、高效精准构筑以及功能材料制备等方面的研究进展; 并对该领域面临的机遇和挑战做出展望.

摘要: Ti(C,N)基金属陶瓷是由金属粘结相和陶瓷硬质相组成的复合材料,具有出色的硬度和韧性组合,在高速切削、表面精加工和耐磨部件等领域广泛应用。使用新型粘结相(金属间化合物、高熵合金、Fe 基合金、Ni基合金)来代替传统的Ni、Co、Fe及其复合粘结相时,Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能、耐磨性能、耐腐蚀性能和高温抗氧化性能等均有改善,其使用寿命得以延长。本文综述了国内外采用不同新型粘结相制备的Ti(C,N)基金属陶瓷的显微组织、力学性能、耐磨性能、耐腐蚀性能及抗氧化性能等方面的研究进展,总结了新型粘结相提高金属陶瓷性能的机理,并在此基础上展望了Ti(C,N)基金属陶瓷新型粘结相的未来研究发展方向。

摘要：全面介绍7大类3D打印技术和增材制造工艺，重点介绍采用激光作为热源的金属增材制造技术，即激光粉末床熔合（LPBF）和激光定向能量沉积（LDED）。综述了近几年国内外激光3D打印和增材制造的设备开发和商业化的发展历程。展示了国内外金属激光增材制造应用的状况，特别是在航空航天、汽车制造、生物医药、模具制造、家电，以及珠宝首饰、文化创意、创新教育等领域的应用成果和未来趋势。阐述了目前增材制造技术存在的困难和面临的挑战。总结了增材制造的最新发展，包括采用绿光或紫外激光打印铜、铝、金、银、铂和铱等高反射材料，超快激光打印高密度、耐火、难熔金属合金，以及3D打印玻璃和陶瓷等。展望未来几年的发展趋势，特别是激光增材制造在空间系统和卫星制造中的应用，以及在太空中进行激光增材制造的前景。

摘要：在极性晶体中，由于强电子–声子耦合，激发的电子–空穴对可以被晶格畸变产生的形变势场所俘获，形成自陷激子。金属卤化物钙钛矿半导体作为一种离子晶体已经被证实具有高效的自陷激子发光，成为制备新一代高质量白光光源的理想候选材料。然而，对于金属卤化物钙钛矿中自陷激子发光机制的理解仍然较为匮乏，远远落后于器件方面的发展。为此，本文主要从自陷激子的基础物理角度出发，总结了近年来关于金属卤化物钙钛矿半导体中自陷激子的形成条件、形成机制以及相关激发态动力学的研究进展，并对未来基于该体系中自陷激子机理方面的研究做出展望，从而为该体系中自陷激子的研究提供更加清晰的物理图像。

摘要：软材料具有承受大应变和高可恢复性的独特特性，使其在生命科学和软机器人等前沿领域具有不可替代的作用. 了解此类材料的复杂断裂行为不仅具有迫切的应用需求，也是材料科学、物理学和连续介质力学等基础学科的研究重点. 本文介绍了作者在断裂相场模型方面所做的一些工作，主要关注软材料的大变形断裂相场建模、算法实施以及应用. 在有限变形理论框架下，作者发展一种新的混合多场断裂相场模型，用于模拟近不可压缩软材料的大变形断裂. 从物理裂纹拓扑的角度清楚阐述了不可压缩性与扩散裂纹张开之间的内在矛盾. 为了解决这个问题，该模型利用相场退化函数放松了损伤材料的不可压缩性约束，而不影响完好材料的不可压缩性. 通过修改经典的摄动拉格朗日乘子方法，导出了用于近不可压缩大变形断裂问题的新型多场混合变分格式. 虽然该混合格式切实有效，但通常需要采用满足inf-sup 条件的混合有限元(FE)配置，这进一步加剧了本已昂贵的相场断裂建模的计算负担. 为了能够使用具有数值优势的低阶线性单元，作者采用压力投影技术开发了一种稳定的混合公式. 该公式的优点在于其简单性和多功能性，允许对所有场变量采用低阶单元离散. 考虑到这一特性，作者进一步设计了一种高效的自适应网格划分策略，从而大幅提高了计算效率. 为了更好地应对涉及裂纹成核的自适应场景，提出了一种新的基于能量的网格细化判据. 此外，本文也完整阐述了稳定混合有限元公式的数值处理，以及自适应网格细化，删除技术的核心操作. 所提出的格式的准确性、效率和稳健性已经通过一系列具有代表性的数值案例得到了充分的验证.

摘要：冷喷涂沉积层中的孔隙率反映了喷涂颗粒的变形程度及它们之间的结合程度，对沉积层的硬度、弹性模量、摩擦磨损性能、耐腐蚀性能和疲劳性能等均有一定影响。沉积层孔隙率对评价沉积层综合性能、优化冷喷涂工艺等均有着重要的意义，是衡量沉积层质量的重要指标之一。目前已有多篇文章系统介绍了冷喷涂工艺对沉积层性能的影响，但鲜有关于冷喷涂沉积层中孔隙及其控制措施的综述性报道。为此，在参阅了大量文献的基础上，系统阐述了冷喷涂沉积层中孔隙的形成及其检测方法和影响因素，并总结了孔隙率对沉积层性能的影响及降低沉积层孔隙率的措施。

摘要：功能玻璃材料是无机非金属材料的重要组成，主要包括电子信息玻璃、新能源玻璃、特种玻璃等，是信息显示、半导体、新能源、深海、深空等战略性新兴产业的基础性支撑性材料，已成为我国建设智能社会、低碳社会的重要基石。我国近年来在功能玻璃领域取得一系列重大成就，但仍存在关键材料短板环节突出、跟踪研发、创新资源分散、体系化发展不足等问题。本文按照主干化、体系化研究思路，围绕电子信息玻璃、新能源玻璃、特种玻璃等关键材料的技术、产业、支撑等体系化发展要素，梳理了国外功能玻璃领域先进国家的发展现状，结合我国的发展现状，凝炼了我国功能玻璃关键材料发展面临的主要问题，提出了我国功能玻璃关键材料的发展思路与近期、中期、远期的发展目标，凝练了我国功能玻璃关键材料领域的重点技术发展方向。研究建议：增强关键原材料保障能力，为产业安全发展提供有力支撑；加速启动功能玻璃关键材料创新滚动规划；强化功能玻璃关键材料政策支撑；完善功能玻璃关键材料的绿色低碳与数字化发展。

摘要：钙钛矿太阳能电池因具有成本低、制备容易和光电性能优异等突出特点受到了广泛关注． 钙钛矿太阳能电池能量转化效率已从2009 年的3．8%提升到2019 年的25．2%． 我们在文中重点总结了钙钛矿电池吸收层的制备工艺，掺杂和晶体组成、结构调控方面取得的重要进展，以及这些突破对电池效率提高的贡献，同时也提出了钙钛矿太阳能电池发展仍需要解决的问题。

摘要: 液态金属及其衍生材料是近年来异军突起的新兴功能物质，一系列突破性发现已经催生出诸多全新的材料创制与应用，被视为人类利用金属的第二次革命。中国科学院理化技术研究所团队通过对液态金属物质材料属性及独特的物理化学行为的系统研究，创建了全新的科学理论，并在液态金属热管理技术、先进制造、生命健康以及柔性机器等重大领域取得了颠覆性技术突破。室温液态金属散热首项专利、液态金属增材制造首项装备、液态金属生物医学首项应用、液态金属柔性机器首篇论文等，均出自理化技术研究所，可以说液态金属物质科学与技术应用都是由中国定义的。本文通过对该项研究工作进行系统梳理，旨在探究基础研究激发颠覆性创新的机制，以期能为我国相关科技政策的制定提供借鉴。

摘要：极端服役环境对空天等核心构件可靠性和集成性提出了严峻挑战。传统单一材料体系和制造工艺难以满足复杂性能需求。激光增材制造技术是实现异质金属结构-功能一体化的有效途径，但异质材料兼容问题（易诱发缺陷、加工参数响应不一等）限制了高质量异质界面的形成，这对于制造装备与连接工艺提出了更高挑战。本文基于异质金属激光增材制造的最新研究进展，聚焦异质金属成型的关键问题及解决方案，回顾了近年来异质金属体系的发展及空天领域应用，从送粉方式、复合制造等方面介绍了激光增材装备的改进策略，总结了近年来激光增材技术在连接方式、参数调控、监测预测和前后端处理方面的研究进展，并针对这一技术的共性及难点问题给出了展望与思考。