纳米纤维素产业化进展及市场趋势分析
摘要：近年来，随着人们对可再生生物质资源转化利用的日益重视，纳米纤维素因其独特的性质而受到广泛关注。本文主要介绍了纳米纤维素国内外的产业化进展，并简要分析了纳米纤维素未来几年的市场趋势及面临的主要问题。
AI驱动的材料设计: 从小数据到大数据的范式转变
摘要：人工智能(AI)的崛起正推动材料科学迈入高效设计与发现的新时代, 其核心在于通过数据驱动的模型揭示材料构效关系的深层规律. 然而, 与自然语言处理、计算机视觉等领域相比, 材料数据的规模受限于实验合成表征以及高精度计算的高成本, 呈现出典型的“小数据”特征, 这为AI模型的泛化能力与预测精度带来严峻挑战.本文系统综述了面向小样本材料数据的高效学习策略与技术路径, 并介绍了课题组在该领域的研究成果: 首先,针对材料数据的高维度、稀疏性和强关联特性, 重点探讨基于迁移学习、主动学习与针对材料的特征工程来突破小样本约束; 其次, 剖析材料数据的演进趋势, 主要聚焦高通量计算、生成模型与标准化数据库的协同发展;最后, 展望材料大数据与AI深度融合的前沿方向, 如基于大语言模型的材料设计, 跨材料体系的预训练大模型构建. 本文重点介绍作者在小数据场景下开发的AI驱动的材料设计方法, 同时探讨材料数据与AI模型协同发展为材料科设计范式带来的转变.
基于力学超材料的柔性机械臂设计技术
摘要：以力学超材料为基础结构的柔性机械臂可通过力学超材料的调配设计实现多重弯曲运动。为探究该类柔性机械臂的变形特性，在分析柔性机械臂结构及其驱动原理的基础上，通过分段常曲率假设建立胞元组变形的数学模型，同时根据柔性机械臂单元的弯曲特性进一步提出了单节柔性机械臂单元和多节柔性机械臂单元的变形预测模型，最后通过实物实验验证了变形预测模型的有效性，完成了超过±90°的弯曲并对末端周围的环境进行探查，可应用于复杂狭小空间的检视。
金属材料表面纳米化研究与进展
摘要：大多数金属材料的失效都是从其表面开始的，进而影响整个材料的整体性能。研究表明，在金属材料表面制备纳米晶，实现表面纳米化，可以提升材料的表面性能，延长其使用寿命。金属材料表面纳米化是指利用反复剧烈塑性变形让表层粗晶粒逐步得到细化，材料中形成晶粒沿厚度方向呈梯度变化的纳米结构层，分别为表面无织构纳米晶层、亚微米细晶层、粗晶变形层和基体层，这种独特的梯度纳米结构对金属材料表面性能的大幅度提升效果显著。根据国内外表面纳米化的研究成果，首先对表面涂层或沉积、表面自纳米化以及混合纳米化3 种金属表面纳米化方法进行了简要概述，阐述了各自优缺点，总结了表面自纳米化技术的优势，在此基础上重点分析了位错和孪晶在金属材料表面自纳米化过程中所起的关键作用，提出了金属材料表面自纳米化机制与材料结构、层错能大小有着密不可分的联系，对金属材料表面自纳米化机制的研究现状进行了归纳；阐明了表面纳米化技术在金属材料性能提升上的巨大优势，主要包括对硬度、强度、腐蚀、耐磨、疲劳等性能的改善。最后总结了现有表面强化工艺需要克服的关键技术，对未来的研究工作进行了展望，并提出将表面纳米化技术与电镀、气相沉积、粘涂、喷涂、化学热处理等现有的一些表面处理技术相结合，取代高成本的制造技术，制备出价格低廉、性能更加优异的复相表层。
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。
可穿戴电子用前驱体型银墨水研究进展
摘要：可穿戴电子往往具有体积小、质量轻、柔韧性好等特点，而电极柔性化可以有效提高可穿戴电子佩戴时的舒适性、安全性和准确性。喷墨印刷技术作为一种新型的电子器件制造方法，具有成本低、精度高以及速度快等优点，是制备柔性电极的极佳选择。导电墨水的开发是印刷柔性电极中最为关键的一个环节，从根本上决定薄膜的印刷质量和功能。本文对适用于可穿戴电子的前驱体型导电银墨水的研究进行了综述，主要从墨水的关键组分银前驱体出发，重点关注了前驱体型银墨水的配制、后处理以及在可穿戴电子领域的最新进展，并对可穿戴电子用前驱体型银墨水的发展方向进行了展望。
电弧增材制造技术在滑动轴承领域的应用
摘要: 阐述了利用钎焊、激光熔覆、电弧喷涂、电弧堆焊等增材技术替代常规离心铸造制造滑动轴承的优势及目前的技术水平，同时阐述了随增材制造技术而研发的高温抗蠕变巴氏合金线材成分，线径1． 6 mm 的细线材加工技术现状，展望了增材制造应用在滑动轴承领域以及巴氏合金线材成分优化和相关配套技术的发展趋势，对过细的SnSb 相是否会加速轴径的磨损和多次电弧堆焊增材是否会影响结合强度的问题进行了探讨。
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.
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。
3D打印微波吸收材料研究进展
摘要：近年来，随着3D 打印技术逐渐成熟化与商业化，这种新兴制造技术开始应用于吸波材料的设计与制备中。本工作从3D打印频率选择表面类和超材料类吸波材料、3D打印蜂窝类吸波材料、3D打印陶瓷类吸波材料和3D打印其他吸波材料等几个方面综述了3D打印技术在微波吸收材料制备方面的研究进展，对3D 打印技术在微波吸收材料制造中存在的打印材料局限性、材料力学性能缺乏、微观结构的测试分析等问题进行了阐述，同时对3D打印技术在微波吸收材料制造领域未来的发展趋势，如小型化、多功能、智能化也进行了展望。
