石墨炔界面: 从微观到宏观电极优化策略

摘要：石墨炔是新兴的二维碳同素异形体，其独特的结构和性质已经为绿色能源、绿色化学、生物医药、智能电子等领域带来诸多原创的理念。在电化学能源领域， 石墨炔已经逐渐发展成为该领域中具有巨大发展潜力的关键材料之一，为解决电化学能源领域的诸多关键问题提供了新的思路。本文系统总结了利用石墨炔优异本征性质，解决目前电化学能源器件的瓶颈问题获得的研究进展，主要包括石墨炔抑制原子尺度的电极活性物质溶解穿梭与界面副反应、稳定纳米尺度的电极主体结构与次级结构、避免宏观尺寸的活性物质脱落和导电网络破坏等科学问题。结合研究进展进一步提出石墨炔作为电化学能源关键材料所面临的机遇和挑战。

新材料 2024年05月16日 1 点赞 0 评论 87 浏览

搅拌摩擦增材制造关键技术与装备发展

摘要：搅拌摩擦增材制造 (friction stir additive manufacturing, FSAM) 是一种全新的固相增材技术，解决了材料熔化而产生气孔、裂纹等问题，大幅度提高增材制造零件的力学性能，提升制造组件的结构利用率，被认为是金属增材制造领域的重大突破。介绍了增材制造技术发展历史及特点，总结了固相增材技术优势，阐述了FSAM技术的基本概念、成形原理、发展趋势、组织微观结构演变行为以及力学性能；归纳了当前FSAM所采用的设备类型及其控制系统，重点分析了该技术未来发展应用所面临的挑战及机遇。创新点：(1) 系统总结了搅拌摩擦增材制造技术与设备的发展历史及趋势，分析该技术的特点。(2) 剖析了搅拌摩擦增材制造技术中不同参数对材料晶粒、性能的影响。

新材料 2024年06月13日 1 点赞 0 评论 404 浏览

高强度耐低温离子水凝胶的制备及在摩擦纳米发电机中的应用

摘要：摩擦纳米发电机（TENG）作为一种新型可持续的能量收集设备，具有自供电、高输出、低成本、灵活性和轻量化等优点。然而，传统TENG的电极材料为金属薄膜、碳片和液态金属等，存在可拉伸性差、导电性差且在低温无法工作等缺点。文中将氯化锌（ZnCl2）、磺基甜菜碱（SBMA）、纳米纤维素（CNC）和柠檬酸（CA）引入聚丙烯酸（AA）基体中，制备了具有优异力学性能（拉伸强度2.16 MPa、断裂伸长率382%）、抗疲劳性、导电性能（9.3 mS/cm）、抗冻性能（-75 ℃）和保水性能的离子水凝胶材料。基于该离子水凝胶所制备的TENG具有良好的可拉伸性、抗冻性（-50℃）和稳定的输出电压（60 V），能够将人体运动产生的机械能转化为电能，并成功点亮了39 个LED 灯。因此该水凝胶基TENG在能量收集领域展示出巨大的发展潜力，具有广阔的应用前景。

新材料 2025年02月21日 1 点赞 0 评论 88 浏览

机器学习在高熵电催化材料中的研究进展

摘要:高熵材料(high-entropy material, HEM)是一类具有良好性能的新型材料， 以其较好的催化潜力、耐腐蚀性能等特点受到广泛关注。传统的高熵催化剂研究大多局限于各自的知识体系，难以兼容合并，不利于更优异的催化剂的后续研发。 机器学习(machine learning,ML)作为一种基于大数据集来建立数理模型、进行研究推理的新兴学科，正逐步成为人们重点关注的人工智能科学分支。通过机器学习建立大数据库可以有效改善传统的研究状况，使研究效率大为提高. 机器学习能用于识别定量的组分-结构-性能关系，通过从历史数据中学习而无需通过显式编程来加速电催化剂的设计。对机器学习算法、高熵材料进行了介绍，并阐述了机器学习在设计高熵电催化剂中的应用，讨论了机器学习在高熵电催化剂筛选和预测方面的发展前景。

新材料 2024年05月14日 1 点赞 0 评论 344 浏览

石墨烯纳米带的制备技术及应用研究现状

摘要：石墨烯具有优异的力学、电学、光学、热学等物理性质，是当前新型材料的研究热点之一，被广泛应用在导电薄膜、储能元件、药物载体以及锂电池等领域。然而，石墨烯无带隙的特点限制其更广泛的应用，因此，通过技术手段打开石墨烯带隙成为学者们亟待解决的新问题。将石墨烯制成石墨烯纳米带（Graphene nanoribbons，GNRs）是打开其带隙的可行办法。因此，本文梳理了制备GNRs的不同方法，综述了其制备原理和研究进展，并对比了其优点和不足，提出了将不同方法的优点相互结合的复合制备方法，以实现可控、高效、高质量制备GNRs，最后介绍了GNRs在高性能传感器、场效应晶体管和光电探测器领域应用的研究进展和未来发展趋势。这对GNRs进一步应用在纳米器件中有一定的指导意义。

新材料 2024年05月24日 1 点赞 0 评论 245 浏览

面向实用化的第二代高温超导带材研究进展

摘要：自20世纪80年代钇钡铜氧化合物被发现具有超导电性以来，它受到了世界范围内研究者的广泛关注。该材料具有高不可逆场、高超导转变温度、高临界电流密度等本征物理优势。这种材料以薄膜外延沉积在织构柔性金属基带上，被称为第二代高温超导带材。近年来，国内外数家科研机构和公司解决了生产公里级超导带材的技术瓶颈，已能够批量生产第二代高温超导带材，极大地推动了超导示范工程的开展。此外，超导带材用户单位也从应用角度向超导带材性能提出新的要求，拉动了超导带材材料的发展。本文结合国内外二代超导带材发展的主要趋势，重点介绍面向实用化第二代高温超导带材研发取得的主要进展。

新材料 2025年02月14日 0 点赞 0 评论 169 浏览

NdFeB增材制造技术的研究现状及应用展望

摘要:NdFeB稀土永磁体常用于电机或硬盘驱动器,可将电能转换为机械能,其制备过程复杂,涉及多项加工工序。近年来,增材制造等近终成形制造技术迅猛发展,其加工工序具有短流程特点,可大幅降低材料损失、能源消耗、加工周期和人工成本。冷喷增材制造等工艺可用于生产粘结NdFeB磁体。烧结NdFeB磁体的粉末粒度较小,在与增材制造工艺结合过程中难度较大,选择性激光烧结等熔融增材制造法是比较可行的制备方式。间接3打印技术把3D打印与粉末冶金的挤出打印工艺结合起来,有望应用于NdFeB磁体制备。

新材料 2025年07月23日 1 点赞 0 评论 47 浏览

压电材料在传统吸声结构中的应用

摘要：压电材料受到外界声压强作用时，可将声能转化为电能，并进一步转化为热能进行消耗，这可以作为一种新的吸声机制。当把压电材料应用到传统吸声结构中时，压电材料特有的吸声机制有利于提高结构的吸声降噪性能。本文总结了国内外压电材料在传统吸声结构中的应用进展。首先，介绍了常用的压电材料和其吸声机制。此外，根据传统多孔吸声结构和共振吸声结构的分类，系统综述了压电-多孔吸声结构（无机压电填料泡沫、有机压电泡沫、有机压电气凝胶等）以及压电-共振吸声结构（压电薄片、压电微穿孔板、压电静电纺薄膜等）的研究进展，并提炼出两种结构的基本设计原则、结构和性能。最后提出了压电复合吸声结构研究领域存在的问题及发展方向，以促进压电材料在传统吸声结构中的应用。

新材料 2024年05月24日 1 点赞 0 评论 152 浏览

稀土激活的荧光热增强材料研究进展

摘要：自从尺寸依赖的上转换荧光热增强现象在稀土激活的纳米荧光材料中被发现以来，开发具有显著荧光热增强效应的稀土荧光材料俨然成为了一个研究热点。近期的探索发现荧光热增强效应在非纳米尺度稀土荧光材料体系以及非上转换发光过程中均可实现，这进一步拓展了这一有趣光学现象的应用场景。本文总结和归纳了稀土激活荧光热增强材料的最新研究进展，概述了所提出的几类机理以及稀土荧光热增强材料的潜在应用场景，并展望了该类材料的研究发展方向。

新材料 2025年02月10日 1 点赞 0 评论 136 浏览

材料高通量制备与表征技术研究进展

摘要：材料基因组（MCI)技术是近年来出现的一种材料科学研发新理念，代表着当今世界材料科学研发领域的前沿趋势。通过构建快速响应的材料研发新模式，材料基因组技术可大幅度提高新材料研发效率、减少研发成本、推动材料的工程化应用。作为材料基因组技术的关键组成部分，材料高通量实验技术日前已形成了一系列具有代表性的材料高通量制备与表征技术。阐述了高通量实验在材料基因组技术中的地位与作用，回顾了高通量实验的研究发展历程，介绍了薄膜、块体、粉体材料高通量制备技术以及光学、电磁学等材料性能的材料高通量表征技术。最后指出了在新型材料高通量表征设备开发方面的不足，并结合数据与人工智能对材料高通量实验技术的未来发展方向做出展望。

新材料 2025年04月29日 1 点赞 0 评论 102 浏览