中国光学十大进展：超快激光与玻璃相互作用——从现象到调控
摘要：集成光子学在经典光学和量子光学中得到了广泛的应用，满足了现代光通信日益增长的要求。玻璃材料因其高度灵活、可设计的结构与光学性能在集成光子器件的研究中焕发新生。在玻璃材料领域，超快激光在玻璃内部直写的多样化功能性微纳结构受到了研究者们广泛的关注。本文简述了超快激光诱导玻璃结构调控研究进展，重点阐释了从微区复合物理场调控到材料化学调控的转变，并对未来研究提出了展望。
人工智能在合成生物学的应用
摘要：生命系统极其复杂，难以精确描述和预测，这给高效设计合成生物系统提出了挑战，故在合成生物系统构建中往往须进行海量工程试错和优化。近年来，人工智能技术快速发展，其基于海量数据的持续学习能力和在未知空间的智能探索能力有效契合了当前合成生物学工程化试错平台的需求，在复杂生物特征的挖掘与生命系统的设计方面具备巨大潜力。该文回顾并总结人工智能在合成元件工程、线路工程、代谢工程及基因组工程领域的研究进展，并分析和讨论人工智能与合成生物学交叉研究在数据标准化、平台智能化、实验自动化、预测精准化方面存在的一系列挑战。人工智能和合成生物学的融合有望给“设计—构建—测试—学习”闭环的全流程带来变革，而孕育“类合成生物学家”也将反过来引起人工智能技术的飞跃。
高通量计算与机器学习驱动高熵合金的研究进展
摘要：高熵合金因其多种合金元素以等原子比或近等原子比的组合而具有高熵效应、严重的晶格畸变、缓慢扩散以及特殊而优异的材料性质等特点，在各个领域引起极大的关注。其高强度和硬度、抗疲劳性、优异的耐腐蚀性、耐辐照性以及接近零的热膨胀系数、催化响应、热电响应及光电转换等特性，使高熵合金在许多方面有潜在的应用。高通量计算及机器学习技术迅速成为探索高熵合金巨大成分空间和综合预测材料性能的有力手段。本文介绍高通量计算与机器学习的基本概念，论述第一性原理计算、热动力学计算与机器学习在高熵合金研究中的优势，并总结它们在高熵合金成分筛选、相与组织计算以及性能预测等方面的应用研究现状。最后提出该领域目前存在的问题，并提供解决思路与未来展望，包括开发适用于高熵合金的第一性原理计算与机器学习工具、构建高质量高熵合金数据库、将高通量计算与机器学习相融合对高熵合金的力学及服役性能进行全局优化等。
可生物降解聚合物物理发泡研究进展
摘要：对比传统的聚合物发泡材料，可生物降解聚合物具有绿色环保和持续性的优点，广泛应用于农业、食品包装、生物医药领域中。通过物理发泡工艺制备的可生物降解聚合材料除具有自身的特性外，还兼具轻量化、绝热性和缓震性等优点，是传统石油基聚合物泡沫材料的潜在替代品。然而，可生物降解聚合物普遍存在分子链结构单一、熔体强度低和制备成本高等问题，并且在物理发泡过程中易发生泡孔破裂或熔并，从而导致基体收缩，泡孔结构难以保持。基于可生物降解聚合物物理发泡工艺的机理，对不同物理发泡方法进行了分类，并针对各类工艺的特点进行了全方位的阐述。随后，围绕几种典型的可生物降解聚合材料进行了发泡行为及参数关系的讨论，介绍了不同材料对发泡工艺及发泡剂的选择依据，综述了发泡条件对膨胀倍率和泡孔尺寸的影响规律。此外，对多种可生物降解聚合物在发泡过程中存在的问题给出了相应的解决方案，介绍了可生物降解聚合物泡沫在食品包装、电子电器、生物医疗材料领域中的功能应用，总结了发泡工艺、聚合物结晶行为及改性方法对可生物降解聚合物发泡过程的影响。最后，指出了可生物降解聚合物泡沫在未来发展中的方向与挑战。
多功能防腐涂层材料的研究进展
摘要：[目的]金属设施及部件的腐蚀防护一直是工业发展中至关重要的问题，传统单一功能的防腐涂层材料已逐渐无法满足工业发展的需求。[方法]基于不同自然环境对防腐涂层材料的特殊要求，从金属在不同自然环境中的腐蚀机理出发，着眼于复合型防腐涂层材料的发展现状，重点分析了耐摩擦型、自修复型、超疏水型、抗菌型和防垢型5 种复合多功能防腐涂层材料的应用情况及作用机理，并对复合型多功能防腐涂层材料的发展趋势及前景进行了展望。[结果]多功能防腐涂层材料在实际应用中表现出显著的性能优势，能够有效提升金属设施及部件的防护能力。[结论]多功能防腐涂层材料是现代工业防护的重要发展方向，具有广阔的应用前景和发展潜力。
纳米碳化聚合物的制备、性质及应用
摘要：纳米碳化聚合物作为一种新型的碳纳米材料引起了人们广泛的关注。纳米碳化聚合物具有独特的核壳结构（sp2/sp3 组成碳核，聚合物链、官能团构成壳），学者们通过调控反应条件以获得预期的纳米碳化聚合物结构，并将其广泛应用于生物成像、传感器、催化、发光二极管、铜基复合材料等领域。本文分析讨论了纳米碳化聚合物的结构、合成方法、形成机理、主要性质及应用，介绍了该同素异构体在材料、尤其是粉末冶金材料中的最新研究成果，最后对纳米碳化聚合物未来的发展进行展望。
氧化纪钡铜（YBCO）高温超导带材在超导储能装置的应用
摘要: 高温超导磁储能系统具有功率密度大、响应快和寿命长等优势，在新能源电网和新能源电动船舶等领域具有潜在的应用前景。二代高温超导带材具有优越的载流能力、较高的工作温度以及相对较低的制备成本，在超导储能装置得领域到了广泛应用。对氧化钇钡铜（YBCO）高温超导带軔特性介绍的基础上，分析储能装置对其的性能要求，阐述代高温超导储能磁体研究现状，并结合10MJ储能磁体的设计进行具体案例分析。
光热材料在海水淡化领域的近期研究进展与展望
摘要：太阳能水蒸发系统成本低、能效高, 对缓解能源危机、减少水污染、促进海水淡化具有重要意义. 然而, 太阳能驱动水蒸发的自然机制往往受到低蒸发率和吸收光谱范围小的影响. 其中, 局部加热并限制热损失的界面水蒸发策略被广泛认可并作为高性能、可持续的太阳能蒸汽产生的有效途径. 随着太阳能水蒸发技术的不断发展, 制备绿色、高效的光热材料已成为研究热点. 根据光热材料的种类将其划分为: 金属材料、半导体材料、碳基材料以及聚合物材料,详细阐述了不同材料的光热转换机制并总结近年来光热材料在海水淡化领域的研究现状及进展; 讨论了潜在的光热候选材料, 对其未来发展做出了展望. 旨在为海水淡化领域中高效光热材料的合理设计和开发提供可行方案, 对今后光热材料的发展具有总结和指导意义.
铁粉的发展现状与建议
摘要：对目前铁粉行业发展现况进行了相关介绍。对产品品种结构、质量状况和存在的问题进行了分析，着重分析了铁粉在粉末冶金行业的应用情况，并为今后发展提出了建议。
液态金属3D打印技术进展及产业化前景分析
摘要: 3D打印技术，特别是低熔点金属3D 打印技术代表着未来先进制造技术的发展趋势之一，是推动我国制造业转型升级，实现由“制造业大国”向“制造业强国”转变的重要机遇。文章简述了当前3D打印特别是低熔点金属3D打印技术的研究现状，介绍了国际3D 打印产业的发展现状，剖析了我国3D 打印产业发展所面临的机遇和挑战。特别指出，现有通行的3D打印大多面向单目标种类材料，或者金属或者非金属，尚不易同时实现跨度较大的多种类材料的同时打印，这主要是因各种材料在物理化学特性如熔点、黏附性及彼此间相容性上存在的巨大差异所致，而新出现的低熔点金属3D打印方法将有助于改变这一格局。最后对液态金属3D打印技术的未来发展进行了总结和展望。
