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超材料产业发展思考与建议

超材料产业发展思考与建议

摘要：超材料是由人工结构构成、具有自然材料所不具备的超常性质的人工材料，有望获得与自然物质性质迥异的“新物质”，为诸多应用领域提供了变革性技术支撑；超材料的新原理、新功能实现处于爆发期，相关产业链开始萌生，而产业化、工程化进入瓶颈期，超材料当前所处的特殊阶段恰是国家战略介入的机遇期。本文总结了超材料的概念演进过程，从国际、国内两方面概要梳理了超材料的研究进展及发展趋势，从产业化方向、产业链格局、产业发展策略三方面系统凝练了超材料的产业化进展。进一步辨识了超材料产业发展面临的挑战，突出体现在制备技术、测试与表征技术、工程化技术、产业链、研发人才等方面，从人工智能（AI）技术在超材料设计中的应用、超材料在AI技术演进中的应用两方面展望了AI 技术为超材料产业带来的新发展机遇。为此建议，以重点应用需求为牵引进行重大项目布局，建设国家级超材料制备、大数据与设计平台，组建国家级创新联合体并促进跨学科人才培养，在中长期尺度上精准推进我国超材料产业高质量发展。
新材料 2025年08月26日
石墨烯气凝胶全柔性触觉传感器的设计、组装及性能

石墨烯气凝胶全柔性触觉传感器的设计、组装及性能

摘要：针对柔性触觉传感器存在的设计难度大、抗干扰性差、不易封装以及线路布置困难等问题, 基于Storakers材料模型的应变能密度函数发展了一种基于石墨烯气凝胶(graphene aerogel, GA)的具有“气泡膜”结构的全柔性触觉传感器的设计方法. 通过模拟分析发现, 相对于“三明治”结构, “气泡膜”结构的GA柔性触觉传感器具有更好的抗干扰性. 在此基础上, 设计并组装了“气泡膜”结构的GA全柔性触觉传感器, 通过实验证实该GA全柔性触觉传感器具有优异的传感特性、力学特性和抗干扰特性. 同时, 设计开发了压阻式传感阵列的信号采集系统, 并成功实现了其对力的大小、物体位置和形状等信息的实时采集和传感监测.
新材料 2024年08月28日
SiC陶瓷材料增材制造研究进展与挑战

SiC陶瓷材料增材制造研究进展与挑战

摘要：碳化硅（SiC)陶瓷材料广泛应用于国防与工业重大领域。增材制造（Additive Manu- facturing.AM)技术的出现为SiC陶瓷材料及其制品的制备提供了崭新的技术途径。本文针对 近年来发展的SiC陶瓷材料增材制造技术（包括非直接增材制造技术、直接增材制造技术等）进 行系统综述与总结。并对SiC陶瓷材料增材制造过程的关键科学技术挑战进行归纳，以及对未 来可能的研究机遇进行展望。本文旨在为SiC陶瓷及其他结构陶瓷材料的增材制造研究提供 参考。
新材料 2025年02月26日
冷喷涂制备非晶合金涂层的研究进展

冷喷涂制备非晶合金涂层的研究进展

摘要：综述了近年来冷喷涂制备非晶合金涂层的现状，总结了喷涂工艺参数对铁基、铝基、铜基及镍基等非晶合金涂层制备的影响，详细阐述了涂层晶化及沉积机制，并在冷喷涂涂层硬度、耐磨及防腐性能等方面进行了归纳，最后对冷喷涂技术在非晶合金制备的发展趋势进行了展望。
新材料 2024年06月25日
镓基液态金属基柔性传感材料的制备研究进展

镓基液态金属基柔性传感材料的制备研究进展

摘要: 随着人工智能可穿戴技术的快速发展,带动了具备可拉伸、可压缩和可扭曲特性的柔性传感材料的蓬勃兴起。镓基液态金属(LM),由于其卓越的导电性、导热性、流动性、高表面张力和可塑性等特点,已被广泛应用于制备柔性传感材料。然而,有关镓基液态金属用于制备柔性传感材料的方法,特别是与柔性基体材料复合,迄今缺乏全面的综述。着重介绍了镓基液态金属用于柔性传感材料的制备方法,包括直接结合法、液滴法和液态金属作为引发剂法。其次,对镓基液态金属柔性传感材料应用的最新进展进行探讨。讨论了镓基液态金属柔性传感材料在可回收利用方面取得的进展。最后,就目前研究中仍存在的问题提出建议,并对未来进行展望。
新材料 2024年12月27日
新型镍氧超导体的理论研究

新型镍氧超导体的理论研究

摘要：高压下双层镍氧超导体的发现引发国际上广泛的关注，理论研究发挥很大的作用。目前，理论计算表明La3Ni2O7中镍的2个eg轨道对超导的产生起到关键作用，同时氧的p轨道也出现在费米面上，相应的多轨道模型已经提出。各种计算表明，新型镍氧超导体可能具有s±波的特性，对其进行掺杂或加压可以改变超导配对特性。基于强关联相互作用的模型，已经能够较好地解释实验观测的现象。顶点氧空位的存在对于超导的发生会有明显的影响。三层镍氧超导体的发现进一步丰富了镍氧超导体的家族，目前其电子能带结构、多轨道模型、超导配对对称性等都有理论探究。
新材料 2025年08月27日
冷喷涂沉积层中的孔隙及其控制措施

冷喷涂沉积层中的孔隙及其控制措施

摘要：冷喷涂沉积层中的孔隙率反映了喷涂颗粒的变形程度及它们之间的结合程度，对沉积层的硬度、弹性模量、摩擦磨损性能、耐腐蚀性能和疲劳性能等均有一定影响。沉积层孔隙率对评价沉积层综合性能、优化冷喷涂工艺等均有着重要的意义，是衡量沉积层质量的重要指标之一。目前已有多篇文章系统介绍了冷喷涂工艺对沉积层性能的影响，但鲜有关于冷喷涂沉积层中孔隙及其控制措施的综述性报道。为此，在参阅了大量文献的基础上，系统阐述了冷喷涂沉积层中孔隙的形成及其检测方法和影响因素，并总结了孔隙率对沉积层性能的影响及降低沉积层孔隙率的措施。
新材料 2024年06月25日
聚氨酯涂层的疏水改性研究进展

聚氨酯涂层的疏水改性研究进展

摘要：聚合物涂层具有成本低廉、易于制备、使用方便、种类丰富等优点，被广泛用于运输和基础设施等领域金属材料表面的防腐防污。其中，聚氨酯(PU)是一种具有良好机械性能、耐磨性、耐热性和耐腐蚀性等优异性能的聚合物材料。然而传统PU涂层的耐水性不佳，严重影响其在潮湿环境下的稳定性和使用寿命，因此对PU涂层进行疏水改性以增强其耐水性成为了具有广泛应用前景的研究方向。本文总结了用于PU涂层疏水改性的方法和研究进展，并对其进一步的应用前景进行了展望。
新材料 2024年11月07日
多功能防腐涂层材料的研究进展

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。
新材料 2025年01月03日
冷喷涂制备高熵合金的研究进展

冷喷涂制备高熵合金的研究进展

摘要:高熵合金是近年来一种突破传统合金设计理念的新型多主元合金材料，在抗压强度、硬度、热稳定性、耐磨性、耐腐蚀性等方面具有显著优于常规金属材料的特质。冷喷涂作为一种固态沉积技术，在高性能涂层制备、零件修复与再制造和零构件增材制造等方面受到国内外的广泛关注，为高熵合金的制备提供了一种新的途径。通过分析国内外冷喷涂制备高熵合金的研究现状，重点阐述了冷喷涂高熵合金原料粉末制备、喷涂工艺参数优化、涂层显微组织结构及性能、粒子结合机制和后处理工艺等方面的进展，并对冷喷涂制备高性能高熵合金未来的研究方向提出了展望。
新材料 2024年06月25日