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基于石墨烯@石蜡复合微球的柔性压阻适变传感器

基于石墨烯@石蜡复合微球的柔性压阻适变传感器

摘要 ：作为柔性电子、人机交互、智能机器人等领域的核心元器件之一，柔性压力传感器近年来得到了极大发展。虽然柔性压阻传感器因结构简单、稳定性好等优点而得到了广泛应用，然而大多数文献报道的柔性压阻传感器的有效应力测试范围较窄，难以满足传感系统的集成化设计要求。基于此，本文将石墨烯纳米片包覆的石蜡复合微球、短碳纤维和硅橡胶复合，制备得到基于石墨烯@石蜡复合微球的柔性压阻复合材料。由于石蜡压缩模量的温敏特性及石墨烯纳米片和短碳纤的协同作用，在电场辅助下，该复合材料在0%~40%压缩应变下的压缩模量可在0.64~0.88 MPa 范围内变化。因此，基于该复合材料的柔性压力传感器在0~2 Hz频率范围具有宽的有效应力检测范围(0.1~100 kPa)，优于大部分文献报道的柔性压力传感器。具体来说，在外加电压为1 V、10 V 和15 V 时，传感器的有效应力检测范围分别为0.25~100 kPa、0.15~80 kPa 和0.1~70 kPa。此外，传感器还具有较高的响应准确度，在健康监测、可穿戴电子设备和智能机器人等领域有一定的应用潜力。
新材料 2026年01月06日
柔性电极材料的国内外研究进展

柔性电极材料的国内外研究进展

摘要：近年来，随着柔性可穿戴设备、触觉反馈设备、能量收集器等领域的快速发展，介电弹性体（DE）及超级电容器（SC）因能够提共高能量、高储能效率以及可小型化而备受关注，有着非常广泛的应用。由于柔性电极的性能直接影响DE的发电和驱动效率以及SC的储能效率，因而其是DE和SC的重要组成部分。基于柔性电极材料的不同类型，本文首先对碳电极、金属电极、复合型电极等几种典型的电极材料及其性能进行了详细介绍。然后，对电极的制备方法进行了阐述。接着，总结了由柔性电极材料组装的DE和SC在各领域的应用，并对电极材料所面临的问题及挑战进行了分析。最后，对柔性电极材料的发展趋势进行了展望。
新材料 2024年05月08日
共晶高熵合金

共晶高熵合金

摘要：共晶合金是工业上广泛应用的一类铸造合金，具有优异的充型能力、机械性能、组织均匀性以及稳定性等。统计发现，大约70%的传统二元合金中存在着共晶转变，所形成的共晶合金大多性能较差，这主要受限于其固定的共晶点、相体积分数以及有限的相组成。相较于传统共晶合金，共晶高熵合金含有更多的组成元素，同时共晶成分由一个点扩展为一定的成分区间，因而力学性能、物理性能以及化学性能具有更大的调控范围，具有更广阔的应用前景。
新材料 2024年07月29日
石墨烯对贵金属的吸附及回收研究进展

石墨烯对贵金属的吸附及回收研究进展

摘要：贵金属资源的可持续发展对于电子工业、催化工业等具有重要意义, 开发高效、可持续的贵金属回收技术是其可持续发展的重要环节. 以石墨烯为代表的二维材料因其独特的二维结构、大的比表面积和丰富可调控的表面物理化学性质, 是潜在的优异吸附材料. 本文综述了石墨烯、其衍生物及复合材料对贵金属离子的吸附现象及相关吸附机制, 总结了其他类石墨烯二维材料, 如过渡金属硫族化物、MXene等在贵金属吸附方面的研究进展, 讨论了其在电子垃圾等含贵金属资源固废回收中的重要应用, 展望了其在实际应用中的潜在前景及挑战, 为石墨烯等二维材料在资源可持续发展中的应用提供了新的视角与思路.
新材料 2026年02月11日
三氧化钨电致变色材料研究进展：制备方法与性能优化策略

三氧化钨电致变色材料研究进展：制备方法与性能优化策略

摘要：电致变色材料能够在外加电压作用下灵活改变光学特性，在智能变色窗口、防眩镜、低功耗显示等领域备受关注。三氧化钨（WO3）是一种典型的无机电致变色材料，具有光调制能力强、化学稳定性好、电化学活性高、成本低等诸多优点，但也存在变色循环稳定性低、响应速度慢等一系列问题。本文综述了WO3 电致变色薄膜的常见制备方法与性能优化策略，重点论述了纳米化、元素掺杂、复合材料设计和电解质优化等方面的研究进展及其性能优化机理，随后探讨了相关制备方法在规模化扩展、薄膜稳定性及光学性能优化等方面的挑战。本文指出，WO3 电致变色研究在强化多功能融合和多机制协同的同时，还需要关注制约其走向应用的底层科学问题，为推动WO3电致变色技术走向应用奠定基础。
新材料 2026年03月12日
材料4.0在热障涂层与环境障涂层领域的发展现状

材料4.0在热障涂层与环境障涂层领域的发展现状

摘要：热障涂层（TBC）与环境障涂层（EBC）作为燃气轮机、航空发动机高温部件的核心防护材料，在提升部件耐温极限与服役寿命方面发挥关键作用。然而，苛刻的服役环境要求其同时满足隔热性能、相稳定性、热膨胀匹配及抗腐蚀等多重性能指标，材料性能优化面临显著挑战；加之制备工艺复杂，缺乏高效的涂层微观结构调控手段。基于数据驱动的“材料4.0”研究范式融合大数据与数据挖掘技术，通过人工智能领域的机器学习方法，可从复杂数据中自动解析成分- 结构-工艺-性能的映射关系，为TBC与EBC的创新发展提供了全新路径。本文系统阐述了材料4.0的理论框架与典型机器学习算法，全面回顾了近年来该范式在热障涂层与环境障涂层领域的研究进展，同时指出当前存在材料数据短缺、机器学习模型可解释性差等挑战，并展望了基于机器学习方法研究的发展方向，以期推动人工智能技术在高温防护涂层领域更广泛深入的应用。
新材料 2026年05月07日
数据驱动的金属疲劳寿命模型研究进展

数据驱动的金属疲劳寿命模型研究进展

摘要：金属疲劳寿命模型是开展工程结构完整性和可靠性评估的基础. 传统的知识驱动模型关注疲劳机理和数理逻辑, 一般具有明确的物理意义, 并且可高度概括疲劳失效过程. 然而, 随着对结构安全性要求的日益提高以及新兴工程材料的不断涌现, 传统模型在预测能力、应用场景、工程适用性等方面都逐渐显现出局限性. 近年来, 由人工智能赋能的数据驱动模型在金属疲劳寿命研究领域受到了广泛关注, 相关研究成果正逐步应用于解决包括单轴疲劳、多轴疲劳、变幅疲劳在内的各类经典疲劳问题. 数据驱动模型能够在最小化人因误差的情况下, 从多变量作用中解析出对疲劳寿命的最优显\隐式表达, 可揭示传统方法难以发现的失效规律, 已然成为领域内新的研究热点. 本文综述了当前数据驱动模型在金属疲劳寿命预测方面的研究进展, 首先总结了纯数据驱动模型的一般应用流程及其应用现状, 其次归纳了各类知识-数据混合驱动模型的实现方式及应用优势, 最后对未来潜在研究方向及挑战进行了探讨与展望.
新材料 2026年09月04日
石墨炔:一种新型二维炭材料的合成、改性与应用

石墨炔:一种新型二维炭材料的合成、改性与应用

摘要：石墨炔是一类由sp和sp2杂化碳原子共同组成的新型二维材料。高度共轭及碳环大小可调的分子结构赋予石墨炔特异的物理化学性能，也为其功能化改性及应用提供了便利。近十年来，关于石墨炔的理论及实验研究正在广泛开展，在多个领域取得了一系列重要进展。本文首先对石墨炔性质进行了简要介绍，总结了不同形貌石墨炔的主要合成方法，包括Glaser-Hay交叉偶联、化学气相沉积法、范德华外延生长法、爆炸法、界面限域合成法及双极电化学法等。然后，对金属、非金属原子掺杂、修饰改性及其对石墨炔性能影响的理论计算和实验研究进行了综述；并就石墨炔基材料在环境、能源、生物医学等主要领域的研究进展进行了阐述和总结。最后，探讨了石墨炔发展亟待解决的问题和面临挑战。该综述能够为开展石墨炔相关研究提供有价值的前沿信息和方法参考。
新材料 2024年05月08日
微晶玻璃飞秒激光加工研究进展

微晶玻璃飞秒激光加工研究进展

摘要：微晶玻璃具有优异的力学、热学、电学和光学性能等，在航空航天、电子信息、生物医疗等领域展现出巨大的应用潜力。然而，微晶玻璃固有的高硬度和脆性给传统加工方法带来了严峻挑战，传统机械加工容易产生微裂纹，化学腐蚀法则难以实现精细微结构加工。近年来，飞秒激光加工技术以其超短脉冲宽度和超高峰值功率的独特优势，为微晶玻璃的精密加工提供了新的解决途径。首先梳理了飞秒激光与微晶玻璃的相互作用机制，包括非线性吸收引发的材料改性、热效应诱导的应力演化以及晶相分布调控等。其次，分析了飞秒激光烧蚀、激光诱导改性结合化学刻蚀、晶化/相变法及飞秒激光复合加工等方法，及其在微流控芯片、光学器件集成、表面功能化、纳米结构诱导生长和材料连接切割等领域的典型应用。最后，总结了微晶玻璃飞秒激光加工仍存在的问题与应对策略，指出后续研究可通过高功率激光系统研发、加工过程实时监测、三维结构制备技术创新及融合人工智能等方法，推动微晶玻璃飞秒激光加工的规模化应用。
新材料 2026年06月10日
微纳米气泡及其气-液界面特性

微纳米气泡及其气-液界面特性

摘要：微纳米气泡（micro-nano bubbles， MNBs）是指分散于水相、油相或固体基质中，特征尺寸处于微米级至纳米级范围的气泡。与毫米级气泡相比，微纳米气泡具有高比表面积、优异稳定性以及自发产生活性氧（ROS）等独特性质。高比表面积赋予了微纳米气泡体系极高的气-液界面密度，结合其优异稳定性可显著提高气-液传质效率，在化工过程强化、药物靶向输送及土壤修复等领域展现出巨大的应用潜力。微纳米气泡在气-液界面处自发产生的活性氧能够高效降解有机污染物，在废水处理领域展现出显著优势。此类活性氧还可进一步作为绿色合成反应中的活性中间体，在温和条件下实现多种高附加值化学品的高效合成。微纳米气泡从“强化传质”到“界面合成”的跨越，标志着该技术步入全新发展阶段。这一突破为开发清洁、绿色的化学工艺提供了新策略，具有重大的科学与工业价值。
新材料 2026年07月15日