摘要：随着深空探测、极地科考、低温贮运等低温领域的快速发展，对低温材料的要求越来越高，低温材料逐渐成为目前国内外的研究热点。本文综述低温钢、铝合金、钛合金、铝基复合材料以及树脂基复合材料等常见结构材料的低温性能，归纳不同晶体结构、合金种类、合金元素等因素对结构材料的低温强度、塑性与韧性等力学性能的影响及低温变形和强韧化机理，介绍不同种类低温结构材料在国内外重要领域的应用，提出了低温材料未来的研究展望。

摘要：纳米酶是中国科学家提出的新概念, 已经被纳入教科书和百科全书。汪尔康院士团队最先将纳米酶用于分析检测, 并在国际权威期刊发表长篇综述“纳米酶: 新一代人工酶”。该文不仅提升了纳米酶的国际影响力, 而且推动了纳米酶的应用研究, 使纳米酶新品种、新技术和新产品不断涌现, 形成了纳米酶新型交叉学科。在此基础上, 本文概述了纳米酶的定义、分类和催化机制, 介绍了其应用研究的最新进展, 并对其未来的研究方向和发展趋势进行了展望。

摘要：二维量子材料由于其展现出的许多新奇特质而受到了普遍关注。当二维量子材料组成同质结或异质结时，晶格常数和层间旋转角度会使体系产生新的超晶格结构，从而导致一系列电子能带结构和物理性质的变化。文章首先围绕着超晶格结构所带来的晶格空间结构以及能带结构的变化展开讨论，主要介绍了由此产生的超晶格狄拉克点、莫尔激子和原子重构等新奇物性。除此之外，超晶格结构会使电子的费米速度在一组特定的旋转角度下消失，产生平带。这会导致该区域的物理性质由电子之间的相互作用能主导，从而产生显著地改变。这些由电子之间强关联现象所引起的新奇物性，成为了近些年凝聚态物理等研究领域的前沿课题之一。在这里，文章主要围绕着关联绝缘态、超导、电子晶体和轨道磁性等介绍了与电子之间强关联现象有关的内容，并在最后对超晶格结构未来的发展方向进行了展望。

摘要：合成生物学在经历早期的技术创新和初步商业化探索后，于 21 世纪的第二个十年迎来了高速发展和商业化落地。该文从市场规模、行业融资和行业发展 3 个方面对全球合成生物学行业现状进行了梳理和分析。分析显示，在市场规模上，合成生物学市场增长迅猛，但其规模在不同的地理区域和行业领域内均有明显差距；在行业融资上，合成生物学行业投融资趋势呈明显上升态势，2020 年合成生物学行业的投融资事件数量和金额均创下历史记录，但不同地理区域之间的发展仍不平衡；在行业发展上，合成生物学的落地应用场景十分多元，已扎根各行各业，并展现出巨大的应用潜力。

摘要：[目的]亚/超临界水氧化技术是处理固废和难降解废水的有效方法之一，但苛刻的反应条件导致的设备腐蚀问题限制了这项技术的发展。如何提高亚/超临界水环境下的合金耐蚀性成为研究重点和难点，而涂层技术是延缓金属腐蚀的有效手段。[方法]对亚/超临界水环境下传统合金涂层、陶瓷涂层、复合涂层和高熵合金涂层的耐腐蚀机理及涂层失效机理进行归纳。[结果]传统合金涂层、陶瓷涂层和复合涂层主要通过形成致密连续的氧化物层来隔绝腐蚀介质与基体元素反应。高熵合金涂层则通过形成尖晶石结构和氧化层来提高材料的耐腐蚀能力。[结论]亚/超临界水环境下防腐涂层的主要失效原因为氧化物层的完整性被破坏，同时不同类型涂层也存在不同的失效过程。最后对未来亚/超临界水涂层防腐蚀的发展方向进行展望。

摘要：开发高性能润滑材料对于降低摩擦磨损带来的能量损失, 以及避免严重的机械故障和关节损伤均具有重要意义。超分子凝胶润滑材料可以实现对液体润滑剂的高效捕获, 因其良好的触变性能, 解决了传统润滑材料易爬移、泄漏及润滑效率低等问题。超分子凝胶润滑材料具有性能动态可调和可逆相转变等特点, 使其具有发展为智能润滑材料的天然优势。通过功能化设计可以赋予超分子凝胶润滑材料减摩、抗磨、抗腐蚀、自修复及高承载能力等特性, 在机械润滑和生物润滑领域均表现出潜在的应用前景。本文综述了基于不同液体润滑剂(润滑油、水及离子液体)的超分子凝胶润滑材料的发展现状, 并讨论了其在不同润滑领域的发展前景。

摘要：软材料具有承受大应变和高可恢复性的独特特性，使其在生命科学和软机器人等前沿领域具有不可替代的作用. 了解此类材料的复杂断裂行为不仅具有迫切的应用需求，也是材料科学、物理学和连续介质力学等基础学科的研究重点. 本文介绍了作者在断裂相场模型方面所做的一些工作，主要关注软材料的大变形断裂相场建模、算法实施以及应用. 在有限变形理论框架下，作者发展一种新的混合多场断裂相场模型，用于模拟近不可压缩软材料的大变形断裂. 从物理裂纹拓扑的角度清楚阐述了不可压缩性与扩散裂纹张开之间的内在矛盾. 为了解决这个问题，该模型利用相场退化函数放松了损伤材料的不可压缩性约束，而不影响完好材料的不可压缩性. 通过修改经典的摄动拉格朗日乘子方法，导出了用于近不可压缩大变形断裂问题的新型多场混合变分格式. 虽然该混合格式切实有效，但通常需要采用满足inf-sup 条件的混合有限元(FE)配置，这进一步加剧了本已昂贵的相场断裂建模的计算负担. 为了能够使用具有数值优势的低阶线性单元，作者采用压力投影技术开发了一种稳定的混合公式. 该公式的优点在于其简单性和多功能性，允许对所有场变量采用低阶单元离散. 考虑到这一特性，作者进一步设计了一种高效的自适应网格划分策略，从而大幅提高了计算效率. 为了更好地应对涉及裂纹成核的自适应场景，提出了一种新的基于能量的网格细化判据. 此外，本文也完整阐述了稳定混合有限元公式的数值处理，以及自适应网格细化，删除技术的核心操作. 所提出的格式的准确性、效率和稳健性已经通过一系列具有代表性的数值案例得到了充分的验证.

摘要：近年来，压电催化技术作为一种极具潜力的新兴催化技术，在降解有机污染物、裂解水产氢、生物抗菌等领域应用引起了人们广泛的关注。然而，压电催化技术在能源与环境等领域中的应用综述总结较少。因此，本文概述了压电催化技术的发展历程和压电催化机理，重点聚焦了压电催化技术在能源转化、环境治理以及生物医学等领域最新的研究进展。最后对压电催化技术应用进行了总结，并对其当前挑战、发展方向及未来前景进行了展望。

摘要：高温超导电缆具有容量大、损耗低、自限流、环境友好等突出优点，是解决城市电网升级难题、实现高效率电力传输、赋能大容量电力应用的新兴解决方案，探讨相关产业发展兼具基础研究与工程应用价值。本文剖析了高温超导电缆的技术特点与应用要素，凝练了超级开关站、大电流专线、数据中心供电、基于新能源的电解铝与电解水制氢、集中型充电站、城市轨道交通、大容量直流电网等高温超导电缆的应用场景；从国际、国内两方面总结了高温超导电缆的研制及应用进展，尤其是全面梳理了我国的关键产品研制、关键技术研究、工程项目实施情况。进一步探讨了加强运维技术、攻克大型制冷机技术、降低工程整体造价、与传统电网设施的耦合、形成收益共享机制等高温超导电缆产业未来发展挑战，并针对性地提出了发展建议。相关内容可为高温超导电缆产业高质量发展研究提供参考。

摘要：近年来贵金属纳米材料因其优异的催化性能引起了研究者们的广泛关注。 相比于其它金属纳米材料，铱纳米材料具有一个显著优势, 即在相同的制备条件下容易得到尺寸相对较小且稳定性好的纳米颗粒和团簇。通常而言，尺寸越小， 纳米材料的催化活性越高。研究发现，除了传统的催化活性，铱纳米材料还表现出优异的类酶催化性质。然而，目前人们对于铱纳米酶的应用和催化机理研究还处于初期阶段，铱纳米酶催化相关的综述文献尚未见报道。为此我们结合相关文献报道以及本课题组近年来的研究工作，系统地探讨了铱纳米酶催化活性调控的因素和催化反应机制，并对它的应用进行了总结。最后，我们对铱纳米酶的发展和应用面临的挑战进行了展望。本文旨在加深人们对铱纳米酶作用机理的认识, 并希望对从事其它纳米酶的研究者有所启发。