新型石墨烯复合材料在金属防腐蚀领域的研究进展
摘要: 介绍了石墨烯复合材料的防腐蚀原理,总结了国内外石墨烯和氧化石墨烯防护膜在金属防腐蚀领域的研究现状及存在的问题。简要介绍了改性石墨烯复合涂层的制备工艺及其效果。从无机纳米氧化物/石墨烯复合材料、聚苯胺/石墨烯复合材料、聚氨酯/石墨烯复合材料和硅烷/石墨烯复合材料等四方面综述了改性石墨烯复合材料在金属防护中的应用,指出目前我国石墨烯复合材料存在的主要问题,并对石墨烯复合材料在金属防腐蚀领域的研究方向进行了展望。
晶格结构可打印性研究现状
摘要：晶格结构因其复杂多变的结构呈现出多种优异的电、磁、声学、热学和机械性能，在航空、航天、汽车、建筑和生物医学行业显示出较大的市场前景，而晶格结构的制造难度大是制约其快速发展的一大难题，增材制造技术为晶格结构制造带来了便利。本文主要总结分析了晶格结构的设计、打印原材料和打印过程中参数对结构可打印性的影响，分析得出晶格结构的可打印性受晶格类型、相对密度、支柱倾斜度、粉末类型和打印参数的影响，最后提出了提升晶格可打印性的未来发展方向。
高熵合金纳米颗粒研究进展
摘要：当高熵合金细化至纳米尺度时, 其独特的结构与纳米尺寸效应间的相互作用将赋予材料优异的功能特性.然而, 由于异种元素间普遍存在的混合焓差异, 将多种非混相金属稳定结合并细化至纳米尺度具有极大的理论和技术挑战. 因此, 本文主要综述了近年来高熵合金纳米颗粒的研究进展, 首先系统总结了高熵合金纳米颗粒的制备方法、合成条件以及进一步提升合金体系固溶组元数量的策略, 随后从高熵合金纳米颗粒所具备的结构稳定性、氧化还原行为及异常尺寸效应等独特性质出发, 对其在催化、电磁、光热、气敏和储能等领域的应用及性能机理进行了详细的分析和讨论. 最后, 总结展望了高熵合金纳米颗粒未来面临的挑战和发展方向.
微波能强化膜材料制备与膜分离过程
摘要：微波能在化工领域的创新应用是化工电气化研究的热点趋势之一，涉及加热、工业废水处理、矿物除杂、有机催化、材料合成及医药灭菌等多个方向。微波作为一种外场强化手段应用于膜分离技术，不仅可以缩短膜材料制备时间，降低生产成本，还能提高渗透通量，强化膜过程的分离性能。本文通过总结微波在制备分子筛膜（MOF、MFI型、NaA型等）、聚合物膜、混合基质膜等膜材料的典型应用优势，发现微波的引入可以使制备出的膜材料通量及选择性更高，这是因为分子筛膜的晶体大小更加均匀，晶体取向更加一致，膜层可以更薄、缺陷减少；使聚合膜的聚合率增大，表面更加光滑，内部结构更加规则；使混合基质膜的机械性能更好。阐述了微波技术在不同类别的膜材料制备应用中的强化机理，其中：在分子筛等无机膜制备中，微波可以降低有效活化能，调控晶体粒径，诱导晶体取向；在聚合物膜的制备过程中，微波可以改变膜结构，改变传热方向，增加聚合接枝率，降低反应活化能。归纳了微波提升膜材料在气体和液体分离方面性能的研究，考虑到该领域基础研究较少，根据微波的独特加热优势，提出选择性汽化、诱导氢键减弱、局部过热、诱导生成纳米气泡及分子扰动5个可能的微波强化膜分离机理，利用微波加热在膜分离中的补偿温度极化、减少膜污染、降低浓度极化，有望实现膜选择性和渗透通量的同步提升。
氧化铝陶瓷增韧的研究进展
摘要：作为研究最早和应用最广泛的陶瓷材料之一，氧化铝(Al2O3) 陶瓷具有高强高硬、耐高温、耐磨损、耐腐蚀等许多优异特性，已在国防工业、航空航天以及生物医疗等领域得到了广泛应用。然而，固有的脆性极大地限制了Al2O3 陶瓷在众多领域中的进一步应用。增韧始终是陶瓷材料研究中的一个核心研究课题，引入增韧相材料是提高陶瓷材料韧性的主要途径。本文首先简要概述了陶瓷材料的增韧机制，随即综述了Al2O3 陶瓷增韧的最新研究现状，分析了增韧方法中存在的关键问题，展望了Al2O3 陶瓷增韧的发展方向，以期为后续Al2O3 陶瓷增韧的发展提供借鉴。
超材料产业发展思考与建议
摘要：超材料是由人工结构构成、具有自然材料所不具备的超常性质的人工材料，有望获得与自然物质性质迥异的“新物质”，为诸多应用领域提供了变革性技术支撑；超材料的新原理、新功能实现处于爆发期，相关产业链开始萌生，而产业化、工程化进入瓶颈期，超材料当前所处的特殊阶段恰是国家战略介入的机遇期。本文总结了超材料的概念演进过程，从国际、国内两方面概要梳理了超材料的研究进展及发展趋势，从产业化方向、产业链格局、产业发展策略三方面系统凝练了超材料的产业化进展。进一步辨识了超材料产业发展面临的挑战，突出体现在制备技术、测试与表征技术、工程化技术、产业链、研发人才等方面，从人工智能（AI）技术在超材料设计中的应用、超材料在AI技术演进中的应用两方面展望了AI 技术为超材料产业带来的新发展机遇。为此建议，以重点应用需求为牵引进行重大项目布局，建设国家级超材料制备、大数据与设计平台，组建国家级创新联合体并促进跨学科人才培养，在中长期尺度上精准推进我国超材料产业高质量发展。
新型镍氧超导体的理论研究
摘要：高压下双层镍氧超导体的发现引发国际上广泛的关注，理论研究发挥很大的作用。目前，理论计算表明La3Ni2O7中镍的2个eg轨道对超导的产生起到关键作用，同时氧的p轨道也出现在费米面上，相应的多轨道模型已经提出。各种计算表明，新型镍氧超导体可能具有s±波的特性，对其进行掺杂或加压可以改变超导配对特性。基于强关联相互作用的模型，已经能够较好地解释实验观测的现象。顶点氧空位的存在对于超导的发生会有明显的影响。三层镍氧超导体的发现进一步丰富了镍氧超导体的家族，目前其电子能带结构、多轨道模型、超导配对对称性等都有理论探究。
碳-磁性材料复合电磁波吸收剂研究进展
摘要：电磁干扰和电磁辐射污染问题日渐突出，高性能电磁波吸收剂的开发成为材料和电子科学领域的研究热点。将碳材料与微纳米磁性组分结合是构筑高效电磁波吸收剂的有效手段，相关研究备受关注。本文分别从碳材料的特性分析、与碳材料组合构建复合体系的磁性组分、各种晶化状态和外形的碳材料与磁性组分的复合结构、碳-磁性组分复合结构的制备与调控方法几个方面进行了总结。分析比较了各类碳-磁性组分复合材料的性能优劣及制备过程的经济性和适用性。并从基础科学研究和工程技术应用两个角度对该类复合型吸波剂未来的研究趋势进行了展望。
柔性液态金属材料的硬核科技——从应用基础研究到颠覆性技术突破
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。
基于二氧化钒的多功能可切换超材料器件研究
摘要：提出一种基于加号单元结构阵列的可切换太赫兹超材料器件，通过引入二氧化钒（VO2）材料，可以在不同的太赫兹频段实现交叉极化转换、线-圆极化转换和宽带吸收，具有多功能的特性。当VO2处于绝缘态时，该结构在多个频段内可实现线-圆极化转换和交叉极化转换；当VO2 从绝缘态转变到金属态时，在1.610~4.010 THz 频段内吸收率超过90%，具有宽频带和高效率等优点。此外，还对太赫兹波入射角度和极化角度对器件的极化转换特性和吸收特性的影响进行研究，证明该结构具有极化不敏感和入射角度稳定性高的特点。研究结果表明：所提器件独特的多层堆叠结构不仅展现出卓越的吸收性能，还能够在多种极化状态下快速转换，在太赫兹成像、通信和安全检测等领域有很大的应用潜力。
