摘要: 金属材料表层的组织结构决定了其使用性能和寿命。通过不同的方式将应变能引入金属表面，使材料表层组织纳米化，晶粒尺寸呈现自表面至基体层逐渐增大的梯度分布，并获得优异的强度－ 塑性匹配，从而提高材料的疲劳强度和耐腐蚀性能等。对表面自纳米化技术进行分类，分别介绍了各类表面自纳米化机理，表面自纳米化的特征，并简要列举影响表面自纳米化的因素，重点对表面机械处理纳米化中的表面机械研磨法、机械碾磨法、超声冲击法、超音速微粒轰击法、激光冲击强化法和高能喷丸等技术进行了对比分析，总结了表面自纳米化技术的发展趋势。

摘要：纳米酶（Nanozymes）是由我国科学家首次提出的新概念，它是一类具有生物催化功能的纳米材料，能够基于特定的纳米结构催化天然酶的底物并作为酶的代替品。自2007年首次报道以来，全球已有来自于55个国家的420多个研究机构证实了纳米酶的普遍规律。纳米酶的发现第一次揭示纳米材料蕴含一种独特的纳米效应——类酶催化效应。纳米酶作为一种新材料，既有纳米材料本身的理化性质，又有类似酶的催化功能，兼具天然酶与人工酶的优势于一身。其中，纳米结构不仅赋予纳米酶高效催化功能，而且使纳米酶比天然酶稳定，易于规模化生产。另外，纳米酶独特的多酶活性将为设计廉价、稳定、各种各样全新的催化级联反应提供功能分子。纳米酶是多学科交叉融合的典范， 2022年被IUPAC评为十大化学新兴技术。在全球从事化学、酶学、材料学、生物学、医学、理论计算等多领域科学家的共同推进下，如今纳米酶已经成为新的研究热点。我国科学家在这一新兴领域一直发挥着引领作用，解析了纳米酶的构-效关系，将其催化活性提高了约１万倍，实现了超越天然酶的理性设计，创造了全球首个纳米酶产品，出版了纳米酶学英文专著，发布纳米酶术语及中国/国际标准化。更可喜的是，纳米酶新领域汇集了一大批多学科交叉融合的优秀青年科学家，推动纳米酶进入高速发展阶段，纳米酶的种类已经超过1200多种，其催化机制研究也更加深入，应用研究也从当初的检测逐步拓展到纳米酶催化医学、传感检测、绿色合成、新能源、环境治理等多个领域。本文向读者介绍纳米酶自发现以来的主要进展，包括最近发现的天然纳米酶，期待纳米酶从新概念、新材料衍生出新技术、新产品、新商品，服务人类健康，并带动新学科发展。

摘要: 近年来，在金属材料中引入梯度结构一直是研究热点，相较于单一结构材料，多级纳米结构材料可在变形过程中通过不同特征尺寸的结构相互协调，进一步优化材料的力学性能。结合现有研究成果，简要介绍了制备梯度纳米结构金属材料中的表面机械处理、累积叠轧+退火、激光冲击喷丸和物理或化学沉积等技术。根据微观组织特征定义了梯度纳米晶结构、梯度纳米孪晶结构、梯度纳米层片结构和梯度晶粒尺寸和孪晶厚度结构4种基本结构类型，总结了梯度纳米结构金属材料的强－塑协同效应、抗疲劳性能和耐磨性能等主要力学性能，讨论了其未来发展所面临的挑战。

摘要：随着全球气候变化与环境污染问题日益严峻，可再生能源技术越来越受到关注。摩擦电纳米发电机(TENGs)可以将机械能转为电能，是重要的能量收集技术之一。TENG由于成本低、效率高且输出功率大，被广泛用于微纳电源、自供电传感器、大规模海洋能量收集和高压直接电源等领域。TENG的输出性能主要取决于摩擦电材料，聚二甲基硅氧烷(PDMS)由于具有良好的柔韧性、生物相容性及负极性是优异的负摩擦电材料。文中综述了PDMS作为负摩擦电材料的优势，探讨了PDMS的物理改性或化学改性对TENG性能的影响，并深入分析了PDMS基TENG的应用及存在的问题。

摘要：纳米酶代表了一类新型人工酶和生物催化剂，打破了无机与有机生命的界限。它既有纳米材料的理化特性，也有独特的类酶催化活性。同时，这些理化特性有可能会调控催化活性，使得纳米酶跟天然酶、传统的模拟酶和化学催化剂区别开来。纳米酶有比较好的稳定性、耐高温、低温、耐酸碱、活性可调且多功能，目前受到了广泛关注，在生物医药、环境治理、绿色农业、新能源等领域展现出巨大的应用前景，并初步形成了相应的学科框架。为了更好地推动纳米酶的发展，拓展对纳米酶的认识，文章回顾了纳米酶发现，分析凝练了纳米酶的学科特点及其结构，综述了纳米酶的应用，并展望了未来的发展趋势。

摘要：作为研究最早和应用最广泛的陶瓷材料之一，氧化铝(Al2O3) 陶瓷具有高强高硬、耐高温、耐磨损、耐腐蚀等许多优异特性，已在国防工业、航空航天以及生物医疗等领域得到了广泛应用。然而，固有的脆性极大地限制了Al2O3 陶瓷在众多领域中的进一步应用。增韧始终是陶瓷材料研究中的一个核心研究课题，引入增韧相材料是提高陶瓷材料韧性的主要途径。本文首先简要概述了陶瓷材料的增韧机制，随即综述了Al2O3 陶瓷增韧的最新研究现状，分析了增韧方法中存在的关键问题，展望了Al2O3 陶瓷增韧的发展方向，以期为后续Al2O3 陶瓷增韧的发展提供借鉴。

摘要：准确高效地测定纳米金属薄膜的力学性能对于评价材料的服役可靠性至关重要。本文以人工智能技术与科学技术领域的交叉融合为驱动力，借助深度学习技术,利用试验和仿真中的数据信息，针对典型的包镍多壁碳纳米管增强烧结纳米银材料的纳米压痕力学性能表征问题开展研究。首先通过纳米压痕测试得到被测材料的载荷-位移曲线，并以此为基础进行有限元反演获得其幂指数型应力-应变关系。基于所提取的数据集和贝叶斯优化算法构建了人工神经网络（ANN）模型与卷积神经网络（CNN）模型，成功实现了对纳米薄膜材料压痕力学性能的高精度预测。结果表明，ANN模型计算效率较高，但因对应数据集关键参数较少所以预测效果较差；而CNN模型的预测效果良好且预测结果的决定系数为0.99，预测精度远高于ANN模型，其准确性和鲁棒性表现出巨大优势，很好地弥补了由于其效率低造成的性能短板。为测定航空工业中纳米金属薄膜的机械性能提供了一种通用方法，也为深度学习方法在预测其他材料的机械性能方面的应用提供了思路。

摘要：氧化石墨烯(GO)作为石墨烯的衍生物具有优异的综合性能，在金属的防腐蚀领域中表现出了巨大的应用潜力。GO不仅具有石墨烯的二维层状结构，还含有羟基、羰基、羧基和环氧基团等官能团可作为活性位点与其他物质进行共价/非共价性功能化改性，因此GO常被用作填料来增强涂层的综合性能。本文以GO复合涂层为中心，简要地介绍了其理化性质，以当前世界金属腐蚀的情况和腐蚀类型为切入点，针对一些常用的腐蚀防护方法进行了讨论。综述了近年来国内外关于GO与有机物和无机物的复合涂层在金属腐蚀与防护领域的研究进展并对复合涂层的防腐机制进行了简述；最后，总结了目前研究工作中存在的关键科学难题与挑战，对涂层的研究方向与应用前景进行了展望。

摘要： 非晶合金，又称为金属玻璃（MG），是一种新型的多功能材料，具有长程无序，短程有序的原子结构。由于不存在晶粒、晶界及位错等缺陷，非晶合金具备一系列优异的综合性能，在众多领域有着极大的应用前景，受到众多学者的广泛关注。但非晶合金的形成受到玻璃形成能力以及冷却速率的限制，使得该材料的尺寸远小于传统金属材料，极大地限制了其在工程领域的推广及应用。针对如何突破非晶合金尺寸限制的问题，研究学者们给予了充分的关注及和研究。简要介绍了非晶合金的发展历史，总结了临界尺寸≥15 mm的非晶合金成分及其制备方法，同时阐述了获得较大尺寸非晶合金的策略，包括根据经验准则、高通量制备及表征、机器学习得到高玻璃形成能力（GFA）的合金成分设计方法以及低温热塑性连接、 焊接、放电等离子烧结及3D打印的获得大尺寸非晶合金的制备技术，并对这些方法的发展提出展望。

摘要：人类的制造技术逐步向原子级推进,原子作为化学反应中的最小粒子,虽然它可以分成更小的原子核、电子等,但是从制造的角度看,原子级制造可以说是人类制造的最底层技术,也是继微纳制造之后新的制造范式,可将制造精度以及产品性能推向极致水平,代表着人类对物质世界认知和制造能力发展的新阶段,是引领未来产业变革发展的战略性技术,也是保障国家安全和推动国计民生重大装备跨代升级的重要前沿方向。本文基于第330期双清论坛总结了原子级制造的研究现状、发展趋势及机遇挑战,凝练出未来5~10年原子级制造的焦点问题和亟需解决的关键科学问题,探讨了相关领域的前沿发展方向和科学基金资助战略。