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高温金属结构材料单晶制备及其研究进展

高温金属结构材料单晶制备及其研究进展

摘要：高温金属结构材料具有极其突出的高温力学性能、抗氧化能力等，被广泛用于航空航天、武器装备、核电装备等重要领域。其单晶不存在晶界破坏，具有韧-脆转变温度低、高温结构性能稳定等优点，使用温度比相同成分的传统柱状晶提高50~100℃，安全服役寿命得以显著提高，因而高温金属结构材料单晶的制备、取向及其性能已经成为当前高温结构材料领域研究的热点。该综述简要回顾了高温金属结构材料单晶发展历程，重点且系统论述了近年来国内外最新研究进展，分别介绍了气相沉积法、电子束悬浮区域熔炼法、光束悬浮区域熔炼法、等离子弧熔炼法、增材制造技术等制备工艺、原理、优缺点及最新研究现状，总结了不同制备工艺对高温金属结构材料单晶组织、性能的影响及其作用规律，并展望了未来的研究趋势以及应用前景，以期对高温金属结构材料的优化和发展提供借鉴意义。
新材料 2024年05月31日
材料科技前沿及相关颠覆性技术发展态势分析

材料科技前沿及相关颠覆性技术发展态势分析

摘要：材料是人类社会生存和发展的物质基础，近年来材料科技加速发展，新材料不断涌现，应用更迭加速，材料种类、创新和应用需求从速度、广度、深度及影响都呈现爆发态势。材料在经济社会发展中的作用逐渐从基础性、支撑性向颠覆性、引领性转变，成为面向未来产业取得竞争优势的关键性领域。总结材料领域颠覆性技术发展经验，分析发展态势，对于应对传统产业颠覆性重构，前瞻部署变革性技术研发，加快实现前沿技术创新应用，取得更加有利的国际竞争优势具有重大意义。
新材料 2025年02月18日
光固化3D打印氮化硅陶瓷研究进展

光固化3D打印氮化硅陶瓷研究进展

摘要：氮化硅是一种力学性能、生物性能优异的人工合成陶瓷材料，在高温零部件、耐磨轴承、生物医学器件等领域应用前景广阔。相应地，对其精细化、复杂化结构的需求也日益旺盛。近年来，光固化3D打印技术在构建高复杂度、高精细化陶瓷结构方面展现出巨大的潜力。本文从光固化陶瓷浆料配方出发，总结了近年来光固化3D打印氮化硅陶瓷的研究现状。
新材料 2024年05月24日
光与材料的交响：硫化锌基场致发光纤维

光与材料的交响：硫化锌基场致发光纤维

摘要：近年来，场致发光（EL）技术在智能可穿戴设备和视觉交互传感领域的应用引起了业界的极大兴趣。硫化锌（ZnS）基场致发光器件因其优良的发光性能、高稳定性和耐久性，已经成为众多应用场景和可视化交互平台的焦点。本文系统回顾了硫化锌基场致发光材料的性能，深入探讨了其发光机制、器件设计和应用研究，着重分析了硫化锌基场致发光纤维的最新研究动态，揭示了其在未来发展中的潜力与挑战。
新材料 2025年02月12日
过渡金属低维纳米材料在电催化领域中的研究进展

过渡金属低维纳米材料在电催化领域中的研究进展

摘要：随着环境问题的日趋严重和能源危机的不断攀升，利用电催化技术开发可持续的绿色新能源迫在眉睫。过渡金属低维纳米材料具有高活性表面、高效的电子转移速率和丰富的表面空位，能够有效提升电催化反应的效率和稳定性。本文基于材料维数，将过渡金属低维纳米材料分类，并分别阐明其优势，重点综述零维、一维、二维纳米材料在电催化领域中的研究成果，揭示低维纳米结构与电催化活性、稳定性之间的关系，明确了低维纳米化是提高电催化性能的有效方法。最后，指出过渡金属低维纳米催化剂应根据需求合理设计并优化其结构。未来低维纳米催化剂的发展方向应是基础研究与计算研究相结合，用理论来引导设计，搭配机器学习预先选择合适的结构模型以及朝着改进现有材料结合更多更高效的复合材料进一步发展。
新材料 2024年11月20日
合成生物学赋能：从学科发展到产业转化

合成生物学赋能：从学科发展到产业转化

摘要：合成生物学通过引入工程科学“自下而上”认识生命体系的理念，在生命科学研究中采用“设计—构建—测试—学习”迭代的研究范式，并在基因组和系统生物学的基础上，构建工程化的新生命体系，为生命科学提供了“从创造到理解”的新途径，不仅颠覆了从整体到局部的“格物致知—还原论”的传统研究策略，还开启了理解生命本质的“建物致知”新文化。同时，合成生物学将生物技术由“模拟自然过程”和“遗传工程改造”上升至“定量理性设计”和“标准化构建测试”的高度，推动生物工程和代谢工程朝着对标生命过程的高效率、普适性的工程化“重编程”，甚至是“从头构建”的新高度，以实现“建物致用”的目标。文章梳理了合成生物学近年来在生命科学基础研究中“建物致知”方面的重要进展，列举了其在化工、医药、食品、环境等应用领域中“建物致用”的具体案例，展现了合成生物学对人类社会全面发展正在发挥的重大影响，强调了为确保合成生物学的健康、快速发展，构建会聚生态系统与治理体系的重要性。
新材料 2024年12月26日
多孔金属材料的制备工艺研究进展及应用

多孔金属材料的制备工艺研究进展及应用

摘要：多孔金属作为新型轻质金属,具有传统金属不具备的优点，如比重小、比表面积大、散热能力强等，是一种兼具结构性和功能性的金属材料，已成为当今新型功能材料领域研究的热点。简述了多孔金属材料的制备方法及原理，包括烧结法、铸造法及其他方法；详细介绍了多孔金属材料在过滤分离领域、隔音降噪领域、催化剂载体及医用生物材料等诸多领域的发展状况及广泛应用；提出了以轧钢过程中产生的氧化铁皮为主要原料，以粉末冶金方法经过高温真空还原烧结得到多孔不锈钢的新技术，该技术将氧化铁皮的还原和金属颗粒的烧结整合为一步，在一定程度上简化制备工艺、缩短了制备时间，提高了生产效率；最后对多孔金属材料未来的发展趋势进行了展望。
新材料 2024年05月07日
空间流体润滑材料研究进展

空间流体润滑材料研究进展

摘要：空间有效载荷的核心传动机构通常没有备份，一旦失效将造成有效载荷功能的丧失。这种单点失效模式使得流体润滑材料成为保证空间活动机构可靠运转的重要材料，因此提升现有空间流体润滑材料的综合性能与开发新的空间高效流体润滑材料，是推进新一代空间载荷活动机构研制的重要途径。本文介绍了目前空间领域广泛应用的流体润滑材料的种类及结构特性，综述了各类型空间流体润滑材料性能的改进提升方法与应用现状等，对现有空间流体润滑材料面临的难点及未来发展方向和趋势进行了展望，以期为高性能空间活动机构的研发与润滑设计提供参考。
新材料 2026年02月02日
石墨炔:一种新型二维炭材料的合成、改性与应用

石墨炔:一种新型二维炭材料的合成、改性与应用

摘要：石墨炔是一类由sp和sp2杂化碳原子共同组成的新型二维材料。高度共轭及碳环大小可调的分子结构赋予石墨炔特异的物理化学性能，也为其功能化改性及应用提供了便利。近十年来，关于石墨炔的理论及实验研究正在广泛开展，在多个领域取得了一系列重要进展。本文首先对石墨炔性质进行了简要介绍，总结了不同形貌石墨炔的主要合成方法，包括Glaser-Hay交叉偶联、化学气相沉积法、范德华外延生长法、爆炸法、界面限域合成法及双极电化学法等。然后，对金属、非金属原子掺杂、修饰改性及其对石墨炔性能影响的理论计算和实验研究进行了综述；并就石墨炔基材料在环境、能源、生物医学等主要领域的研究进展进行了阐述和总结。最后，探讨了石墨炔发展亟待解决的问题和面临挑战。该综述能够为开展石墨炔相关研究提供有价值的前沿信息和方法参考。
新材料 2024年05月08日
活性氧捕获材料的研究进展

活性氧捕获材料的研究进展

摘要：生命从呼吸中获得氧气, 氧气再进一步在线粒体中将糖类等氧化得到能量, 提供给生命过程使用. 然而在氧化过程中, 会生成高度活泼的活性氧. 当体内控制失衡的时候, 它的浓度会大大增加, 发生氧化应激, 对机体产生不可逆的破坏, 引起衰老、肿瘤、心血管以及神经性疾病等. 抵抗活性氧的核心物质是抗氧化物, 它的存在使氧化应激受到控制, 从而保护机体免遭伤害. 本文对国内外近年来在活性氧自由基捕获方面的研究进行系统的综述, 通过梳理, 提出研究的金字塔型三级结构. 设计抗氧化物大分子与无机纳米粒子复合的纳米杂化自由基捕获器可以一方面解决无机纳米粒子的毒性问题, 另一方面还可以赋予纳米粒子额外的功能. 期待这篇综述文章能为改性纳米粒子捕捉活性氧提供一些有益思路, 为功能高分子材料与杂化纳米技术在生物医学领域的探索提供借鉴.
新材料 2024年12月18日