面向未来的智能材料物质科学

摘要：智能材料自20世纪80年代以来逐渐兴起，成为材料科学的重要方向，催生了一系列重要的概念材料。近几年来，人工智能的长足进步促使人们对智能材料的内涵和外延进行深入的反思：智能的物质基础是什么？是否存在集成思考、响应、自复制等多重能力的智能物质？如何理解、设计、合成和改造智能物质？当前化学、生命、材料、信息科学等学科的高速发展为回答这些问题提供了极佳的契机。针对智能物质的系统研究，不仅将带来对智能的全新认识，还将对先进材料、合成细胞、生命起源等相关领域产生重要影响，在为科学界提供全新研究对象的同时，也将为解决国家重大需求带来变革性的突破。本文基于国家自然科学基金委员会第391期“双清论坛”，总结了智能材料的研究现状、发展趋势及机遇挑战，凝练出未来相关领域的重点研究内容和亟需解决的关键科学问题。

新材料 2026年02月13日 1 点赞 0 评论 259 浏览

机器学习在膜材料领域中的应用进展

摘要：随着人工智能技术的飞速发展,机器学习作为人工智能的核心分支,已经在多个领域大放异彩。膜材料领域作为现代化学工程的基石,其性能优化和设计创新一直是研究的热点。机器学习算法能够快速筛选和评估膜材料的候选结构并预测其在不同条件下的性能表现,加快膜材料的研发进度。首先介绍了机器学习算法流程及常见的机器学习模型,然后总结归纳目前已有的膜材料公开数据集,接着总结了机器学习在膜设计与制造、膜性能预测、辅助膜筛选和优化等领域的研究成果,最后讨论了机器学习在膜材料研发中面临的挑战并展望其发展前景。

新材料 2026年03月16日 1 点赞 0 评论 67 浏览

界面聚合与薄层复合膜：历史、现状与反思

摘要：两种高反应活性的单体分别溶于互不相溶的2 种溶剂中，进而在两相界面上进行的聚合反应被定义为界面聚合。广义的界面聚合可以发生在气-液、液-液和液-固两相界面上，其中油-水界面上的三甲苯酰氯/二元胺反应已发展成为一种经典且十分重要的反渗透膜和纳滤膜材料制备方法，所生产的聚酰胺薄层复合膜被广泛应用于海水淡化、化工分离、药物提纯、芯片制造以及自来水提标深度处理等众多领域，成为现代水处理与工业分离不可或缺的关键材料。近年来，有关界面聚合薄层复合膜的论文如雨后春笋般地大量涌现，体现了这一领域的蓬勃发展。我们回顾了界面聚合技术及其在薄层复合膜应用的发展历史，梳理这一过程中的重要里程碑，以期为青年学子勾勒出这一领域的发展脉络。同时，还简要总结了该领域的最新动态与前沿发展趋势，分享我们对界面聚合技术和薄层复合分离膜材料未来发展方向的见解与思考。

新材料 2026年04月03日 1 点赞 0 评论 97 浏览

稀土电催化剂研究进展

摘要：稀土金属为电子结构相似、化学性质相近的17种化学元素，其中镧系元素有独特的4f电子层排列方式，具有丰富的电子能级和氧化价态，能与配体形成多种配位结构，在催化领域受到广泛关注，展现出巨大的应用潜力。本文整理了近年来稀土材料在电催化反应中的应用实例，包括水分解(Overallwatersplitting)、析氢反应(HER)、析氧反应(OER）、氧还原反应(ORR）、二氧化碳还原反应（CO2RR）和氮还原反应（NRR）。系统介绍了稀土催化剂在不同电催化体系中的设计特点，并讨论了提高和改进稀土电催化剂活性、稳定性方面的一般设计思路。最后，对稀土电催化剂的未来发展进行了总结和展望。

新材料 2025年04月30日 1 点赞 0 评论 463 浏览

典型微纳制造技术在新型含能材料可控制备和表面改性中的应用研究进展

摘要：含能材料是武器装备发射、运载、毁伤和控制的主要能源，是实现国防安全战略的重要基石。为满足武器系统对高能、高效、高安全和能量输出精确可控新型含能材料的应用需求，亟需发展兼顾能量性能和安全性能的含能材料新技术，促进武器系统向信息化和智能化方向发展。微纳制造技术是当前各国争相发展的前沿制造技术，在泛半导体、新能源、新材料等领域已取得诸多重要应用。基于国内外相关研究，本文综述了以物理气相沉积技术、化学气相沉积技术、原子层沉积技术、等离子体技术为典型代表的先进微纳制造技术在新型含能材料领域的最新应用研究进展。首先介绍了各种先进微纳制造技术的原理和特点，分析了微纳制造技术在精确控制新型含能材料尺寸、形态、组成和结构方面的技术优势，重点阐述了微纳制造技术在新型含能材料可控制备和表面改性等方面的应用，最后提出了典型微纳制造技术在当前新型含能材料领域应用中面临的挑战以及未来发展方向。

新材料 2026年05月09日 1 点赞 0 评论 22 浏览

增材制造技术国内外应用与发展趋势

摘要：全面介绍7大类3D打印技术和增材制造工艺，重点介绍采用激光作为热源的金属增材制造技术，即激光粉末床熔合（LPBF）和激光定向能量沉积（LDED）。综述了近几年国内外激光3D打印和增材制造的设备开发和商业化的发展历程。展示了国内外金属激光增材制造应用的状况，特别是在航空航天、汽车制造、生物医药、模具制造、家电，以及珠宝首饰、文化创意、创新教育等领域的应用成果和未来趋势。阐述了目前增材制造技术存在的困难和面临的挑战。总结了增材制造的最新发展，包括采用绿光或紫外激光打印铜、铝、金、银、铂和铱等高反射材料，超快激光打印高密度、耐火、难熔金属合金，以及3D打印玻璃和陶瓷等。展望未来几年的发展趋势，特别是激光增材制造在空间系统和卫星制造中的应用，以及在太空中进行激光增材制造的前景。

新材料 2024年08月06日 1 点赞 0 评论 192 浏览

材料科技前沿及相关颠覆性技术发展态势分析

摘要：材料是人类社会生存和发展的物质基础，近年来材料科技加速发展，新材料不断涌现，应用更迭加速，材料种类、创新和应用需求从速度、广度、深度及影响都呈现爆发态势。材料在经济社会发展中的作用逐渐从基础性、支撑性向颠覆性、引领性转变，成为面向未来产业取得竞争优势的关键性领域。总结材料领域颠覆性技术发展经验，分析发展态势，对于应对传统产业颠覆性重构，前瞻部署变革性技术研发，加快实现前沿技术创新应用，取得更加有利的国际竞争优势具有重大意义。

新材料 2025年02月18日 1 点赞 0 评论 287 浏览

高熵合金纳米颗粒研究进展

摘要：当高熵合金细化至纳米尺度时, 其独特的结构与纳米尺寸效应间的相互作用将赋予材料优异的功能特性.然而, 由于异种元素间普遍存在的混合焓差异, 将多种非混相金属稳定结合并细化至纳米尺度具有极大的理论和技术挑战. 因此, 本文主要综述了近年来高熵合金纳米颗粒的研究进展, 首先系统总结了高熵合金纳米颗粒的制备方法、合成条件以及进一步提升合金体系固溶组元数量的策略, 随后从高熵合金纳米颗粒所具备的结构稳定性、氧化还原行为及异常尺寸效应等独特性质出发, 对其在催化、电磁、光热、气敏和储能等领域的应用及性能机理进行了详细的分析和讨论. 最后, 总结展望了高熵合金纳米颗粒未来面临的挑战和发展方向.

新材料 2025年08月07日 1 点赞 0 评论 255 浏览

我国关键有源光纤材料发展战略研究

摘要：光纤激光器及放大器广泛应用于智能制造、生命健康、新一代信息技术以及国防军事等领域，而有源光纤是光纤激光器和放大器的关键材料。本文综述了红外波段（近红外1.0μm、近中红外1.3~1.5μm、中红外2.0~3.0μm）关键有源光纤材料的研究进展，从增益系数、增益带宽、特种光纤应用等角度分析了国内外有源光纤材料的发展现状和趋势，指出了我国在该领域所面临的生产设备国产化率不高、高端工业化产品不足等问题，提出了我国关键有源光纤材料未来的重点发展思路、发展方向和发展目标。最后从基本理论自主创新、产业可持续发展、推动政策体系构建、高技术产品引领、全产业链循环发展、领域人才梯队培养等方面提出了对策建议，以期推动我国关键有源光纤材料领域优质、快速发展。

新材料 2024年08月07日 1 点赞 0 评论 309 浏览

压电陶瓷3D打印研究进展

摘要：压电陶瓷因具有压电性、介电性、弹性等，被广泛应用于医学成像、声传感器、声换能器、超声马达等领域。随着电子器件向着小型化、便携式发展，市场对小型且具有复杂几何形状的压电陶瓷的需求逐渐增大。采用传统技术制造的压电陶瓷虽能表现出良好的压电性能，但对于复杂结构的制造仍然存在挑战。增材制造技术是一种根据三维模型数据并采用材料逐层累加的方式直接制造出实体零件的先进制造技术。与传统制造技术相比，增材制造技术无需模具，可根据器件的形状设计并通过3D数字化模型直接制造实体零件，实现了零件“自由制造”，解决了许多复杂结构零件的成形问题，并大大减少了加工工序，缩短了加工周期。本文综述了当前增材制造技术在压电陶瓷制造中的发展现状，介绍了压电陶瓷在应用领域的研究进展，并对现阶段增材制造压电陶瓷技术的研究方向和前景进行了展望。

新材料 2025年11月21日 1 点赞 0 评论 164 浏览