功能性石墨烯/纳米纤维素复合材料研究进展
摘要：石墨烯/纳米纤维素是一种新型功能复合材料。本文以石墨烯和纳米纤维素的结构性能优势为基础,重点对石墨烯/纳米纤维素复合材料的机械性能、导电性、吸附性及导热性进行分析,并对石墨烯-纳米纤维素复合材料的研究及未来发展做了展望。
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.
纳米银的抗菌原理及在抗菌涂料中的研究进展
摘要：人民日益增长的美好生活需要提高了日常抗菌需求。与此同时，随着生态环境的恶化，细菌、真菌和病毒的肆虐使得人们提高了日常生活中的抗菌需求。纳米银作为新型抗菌剂之一，其优异的抗菌性能在抗菌涂料领域引起了广泛关注。本文综述了纳米银的抗菌原理及其在抗菌涂料中的应用。通过比较不同抗菌剂的优缺点，重点阐述了纳米银抗菌原理及机理机制，指出纳米银具有低浓度高灭菌性、广谱性和低耐药性等优点，论述了纳米银在抗菌涂料中的应用及优势，为抗菌涂料的开发提供理论依据。
圆偏振发光性质的热活化延迟荧光材料及电致发光器件
摘要：具有圆偏振发光性质的热活化延迟荧光(circularly polarized thermally activated delayed fluorescence,CP-TADF)材料,因其在数据存储、生物成像以及3D 显示等领域的应用前景,受到学者们的广泛关注。基于此类材料所制备的圆偏振热活化延迟荧光器件展现出优异的器件性能。本文从圆偏振热活化延迟荧光材料的发光机理及分子设计策略出发,依据CP-TADF材料构筑方法的不同,概括了其结构设计策略,系统地综述了各种类型CP-TADF材料的分子结构和光电性能的关系及其在电致发光器件领域的应用,最后探讨了目前CP-TADF材料存在的问题,并展望了其未来发展前景及挑战。
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。
超轻纳米纤维气凝胶的制备及其应用
摘要：超轻纳米纤维气凝胶是一种以一维纳米纤维为基本构筑单元的新型气凝胶材料,相比于传统气凝胶,其不仅具有更高的孔隙率和更低的密度,还拥有更优异的机械性能和理化性质,因此该材料的先进制备技术和在新兴领域的创新性应用是近年来超轻气凝胶领域的研究热点。本文结合国内外研究现状,按照材料体系分类系统综述了超轻纤维气凝胶的制备方法、结构特点以及在隔热、吸附、电化学、传感和生物医学等领域的重要应用,提出了现阶段该材料面临的一些挑战,并展望了其在未来的发展方向。
金属激光增材+X复合制造技术综述
摘要：激光增材制造技术（LAM）为航空航天复杂金属零件提供了极高的设计自由度和制造灵活性，但目前主流LAM 技术存在监测与控制难度大、热应力变形与缺陷难处理等关键问题。“增材+X”复合制造技术提供了多尺度解决方案，结合各辅助制造工艺的优点以改善增材成形材料的精度与性能。增材+机械场/磁场/声场/热场等能场可实现调控熔池流动、改善微观组织、控制晶粒尺寸方向、释放残余应力以及改善表面质量等有益效果的协同优化。简要回顾了LAM 技术特点及其在航空航天业的典型应用，总结了增减材、增等材制造技术的主要工艺与技术内涵，重点评述了非接触式的磁、声、热辅助场对增材熔池动力学、微观组织发展、表面质量、热梯度的作用机理以及模拟仿真研究。最后总结了各能量场辅助增材制造技术的优势与局限性，展望了金属激光“增材+X”复合制造技术的发展趋势。
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。
双光束超分辨光刻技术的发展和未来
摘要：近年来，随着芯片制造工艺的不断提高，光刻技术发展面临着一些难题，这些难题也影响着芯片行业发展及摩尔定律的持续性。然而，当前主流的极紫外光刻技术已经接近制造极限，需要更先进的技术来突破技术瓶颈。综述了基于双光束超分辨技术的光刻技术概念，并分析了其优势和潜力，同时提出了该技术面临的挑战和可能的解决方案，指出这种新型光刻技术有望在微纳制造领域扮演重要的角色。
相变蓄冷材料研究进展
摘要:相变蓄冷材料具有储能密度高、相变温度可控、循环稳定性强的优点,成为目前最有发展前景的储能方式。文章对现有的相变蓄冷材料进行了分类,总结了不同类型材料的优缺点,重点介绍了国内外学者在固-液相变方面的研究进展,罗列了各种材料的热物性和化学特性,对其在医疗冷链、建筑制冷、生鲜冷冻等具体应用中的研究进行了阐述。在此基础上,针对目前相变蓄冷材料存在的导热率低、腐蚀性强、易泄漏和过冷度大等问题,文章提出相应的解决方案并阐述改善机理,对相变蓄冷材料的未来发展进行了展望。
