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AI驱动的材料发现：生成式模型与晶体逆向设计进展

AI驱动的材料发现：生成式模型与晶体逆向设计进展

摘要：晶体材料的逆向设计一直是材料科学面临的重大挑战，近年来生成式人工智能技术的发展为解决这一难题带来了新的契机。本文围绕晶体表示方法与生成模型架构两大核心问题，系统综述了该领域的最新研究进展。在晶体表示方法方面，重点评述了文本符号化表示、几何图周期性编码以及像素的实验成像与计算像素化等方法，深入分析了这些方法在可逆性、不变性和对称性编码等关键技术特性上的优劣。在生成模型架构方面，按照技术演进路线，详细介绍了基于潜空间的变分自编码器和生成对抗网络、扩散或流匹配的联合生成模型，以及Transformer 自回归模型的工作原理与应用现状。最后，针对当前面临的表示方法优化、缺陷材料建模和评估标准统一等关键科学问题，本文展望了面向工业应用的未来发展方向，旨在为晶体材料智能设计提供系统性的理论参考。
新材料 2026年07月20日
氧化石墨烯环氧涂层的制备及阻氢性能研究

氧化石墨烯环氧涂层的制备及阻氢性能研究

摘要：[目的]氢能被认为是当今最具发展潜力的二次清洁能源，但在运输中面临的金属氢脆问题有待解决。[方法]通过2,6−二氨基吡啶的氨基与GO 的羧基、环氧基等含氧基团形成共价键，得到改性氧化石墨烯(BGO)，再将其与环氧树脂(EP)混合而制得BGO/EP 复合涂层，以提高其阻氢性能，同时兼具良好的耐蚀性和附着力。[结果] X 射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)的表征结果证实了2,6−二氨基吡啶对氧化石墨烯的改性成功。电化学测量结果显示BGO/EP 复合涂层的阻抗可达 108 Ω/cm2 量级，界面反应阻力高，耐蚀性良好。氢渗透及氢含量测试显示，在EP 涂层中加入BGO 令氢渗透电流密度从3.62 μA/cm2 降低到0.61 μA/cm2，氢通量和氢扩散系数显著降低。[结论] BGO/EP 涂层能有效阻隔并抑制氢的渗透，为高性能阻氢防腐涂层设计提供了新路径。
新材料 2026年07月20日
大数据挖掘在高纯度四氟化碳表面刻蚀技术中的应用实践

大数据挖掘在高纯度四氟化碳表面刻蚀技术中的应用实践

摘要：[目的]探究在解决高纯度四氟化碳(CF4)表面刻蚀技术相关实践问题的背景下，应用现代信息技术挖掘高性能金属-有机框架(MOF)材料以解决现实问题的实践，增强获取和分析MOF 材料数据的能力。[方法]先掌握基本的高通量计算技术和机器学习知识，再运用Zeo++软件和RASPA 软件包下巨正则蒙特卡罗(GCMC)模拟获得MOF 晶体结构数据，并通过4 种较为常用的机器学习算法对数据进行训练，最后上机实践。[结果]最为可靠的是基于树的管道优化工具(TPOT)和轻量级梯度提升回归(LGBM)算法，其决定系数(R2)都达到0.9 以上，以最优的TPOT 算法分析MOF 材料各个描述符对CF4 吸附量的相对重要性后发现孔隙率的影响最大。筛选出吸附能力最强的5 种MOF 材料，分析得到其结构描述符的规律。[结论]经过培训实践，初学者加深了对MOF 晶体材料微观结构的认识，提高了运用信息技术手段获取数据、分析数据的能力。本文提出的以实际难点为导向，利用信息技术方法解决化工领域问题的实践模式得到了有效验证。
新材料 2026年07月21日
基于二维材料的析氢电催化剂研究进展

基于二维材料的析氢电催化剂研究进展

摘要：面对全球性的能源短缺和环境污染问题，氢能以其高能量密度和零排放的特性，被认为是未来能源转型的关键能源之一。电催化析氢反应(HER)作为一种高效氢气制备方法，引起科研人员的广泛关注。在众多电催化材料中，二维材料因其卓越的电子传输特性和可调控的化学活性，展现出高效电催化析氢的潜力。综合评述了二维材料在电催化析氢领域的最新研究动态，详细分析了缺陷调控、异质结构构建、相转变及氢键调节等策略提升二维材料析氢性能的有效方法。本文还探讨了当前二维材料在电催化析氢中存在的挑战，并对未来研究方向进行了展望。
新材料 2026年07月21日
多波段兼容隐身材料的研究进展

多波段兼容隐身材料的研究进展

摘要：隐身技术对于提高目标的生存率具有重要意义，随着多波段探测技术的快速发展，多波段隐身技术正面临着严峻的考验。本文首先对各波段的隐身机理进行了全面综述。接着，将多波段兼容隐身材料的设计方式分为单种材料和复合材料分别进行综述。最后，本文综述了国内外在红外及雷达兼容隐身材料、红外及可见光兼容隐身材料、红外与激光兼容隐身材料等多频谱兼容隐身材料技术领域的最新发展，并指出了未来多频谱隐身材料发展的方向和重点。
新材料 2026年07月22日
中国玻璃纤维行业技术发展——“十四五”回顾与“十五五”展望

中国玻璃纤维行业技术发展——“十四五”回顾与“十五五”展望

摘要：“十四五”期间，我国玻璃纤维行业在国家及地方政策支持下，产量规模持续扩大、技术创新成果丰硕、应用领域不断拓展，已达到全球行业领先水平，在国际竞争中占据重要地位并发挥着关键影响力。然而，行业仍面临基础研究不足、绿色发展有待深化、智能制造能力不均、标准化体系亟须升级、应用场景拓展不足等问题。“十五五”期间，我国玻璃纤维行业需持续加大投入力度，全方位聚焦基础研究的深耕与创新突破、绿色低碳发展路径的探索与实践、智能制造升级的加速与深化、标准化体系的健全与完善，以及应用领域的广泛拓展与多元融合，并以此进一步夯实强国根基，引领全球玻璃纤维产业迈向更高发展阶段。
新材料 2026年07月22日
聚合物超声波塑化成型技术的研究现状及发展趋势

聚合物超声波塑化成型技术的研究现状及发展趋势

摘要：在工业、医疗与电子等领域对微型零件需求日益增长的背景下，传统微成型技术因效率低、能耗高、精度不足等问题亟待突破。超声波塑化成型技术通过高频超声振动实现聚合物熔融与成型，具有塑化能耗低、材料浪费少、成型精度高等优势，为聚合物微部件制造提供了新路径。综述了超声波塑化成型技术研究进展，梳理该技术方法、设备原理、产热机理与工艺参数影响规律，并对其应用潜力进行了介绍。现有研究指出该技术的产热机理包括界面摩擦生热、粘弹性生热和超声波空化效应，但三者协同作用机理有待进一步研究。超声波塑化成型质量涉及超声振幅、成型时间、注射压力、模具温度等多参数耦合作用影响，目前多以经验试错的方式对工艺进行优化，尚缺乏系统的多物理场仿真工具开展工艺优化。该技术已在精密药物输送装置、微流控设备、智能定制植入物等领域展现出良好应用潜力，未来亦在纤维增强聚合物制备方面有强大发展潜力。
新材料 2026年07月23日
低成本硅基气凝胶材料研究进展

低成本硅基气凝胶材料研究进展

摘要：硅基气凝胶因其出色的多孔性、低密度和良好的热绝缘性能而备受关注。然而，传统的硅基气凝胶合成方法常常昂贵且复杂，限制了其广泛应用的可能性。近年来，研究人员一直致力于开发低成本的硅基气凝胶制备方法。主要论述了硅基气凝胶的低成本制备研究进展，包括廉价硅源的选择、低成本干燥方式、溶剂体系以及低成本硅基复合材料研发等，强调了选择廉价原材料和采用高效的制备工艺以实现低成本生产的重要性，并对低成本硅基气凝胶材料研究进行了展望。
新材料 2026年07月26日
三维晶格超材料的力学性能优化与应用进展

三维晶格超材料的力学性能优化与应用进展

摘要: 三维晶格超材料凭借其跨尺度的可设计性,突破了传统材料的力学性能极限,在航空航天、生物医疗等领域的轻量化与能量吸收应用中展现出巨大潜力。然而,该材料的动态载荷响应机制尚不明确,且增材制造过程中产生的几何缺陷与材料异质性导致显著性能偏差,严重制约了其工程化应用进程。本文系统综述了近年来三维晶格超材料在力学性能优化方面的研究进展,重点探讨了分层、梯度与无序3 类跨尺度设计策略的强化机理,分析了增材制造缺陷对性能的影响规律,并探讨了融合多尺度建模与智能算法的协同优化框架。已有研究证实,协同应用上述策略可显著提升能量吸收效率与动态稳定性,为抗冲击防护结构与骨组织工程支架提供了有广阔前景的解决方案。当前研究仍面临多材料增材制造工艺兼容性不足、极端复杂载荷环境下耦合行为解析困难等瓶颈。未来需通过材料体系创新与制造工艺协同优化,构建“设计-制造-性能”闭环优化体系,推动高性能三维晶格结构的工程应用。
新材料 2026年07月27日
高效吸油石墨烯气凝胶的制备及其吸附性能

高效吸油石墨烯气凝胶的制备及其吸附性能

摘要：石油泄露对环境的破坏严重威胁了地球的生态系统，轻质多孔的石墨烯气凝胶（GA）在回收石油方面有着广阔的应用前景，提高GA 的吸油效率是一项颇具挑战的工作。本工作通过水热法结合乙二胺化学还原制备了GA 材料，并采用内部原位生长碳纳米管的策略来进行结构优化，最后利用十八胺表面修饰进一步提升材料的吸油性能。对得到的GA材料的制备工艺、化学成分、微观形貌、物相构成、吸油特性等进行研究。结果显示：氧化石墨烯的浓度和乙二胺的用量对GA 的成型性有显著影响，经过结构优化和表面修饰的GA 吸油性能得到明显提升，制备的改性三维石墨烯具有良好的吸油能力，吸附量可达98.2 g·g-1，吸附通量为9.98×104 L·m-2·h-1。本工作的研究成果将对今后开发高性能三维石墨烯吸油材料具有良好的技术参考。
新材料 2026年07月27日