传统光栅制备技术及非晶合金光栅制备研究进展

摘要:随着科技的飞速发展,越来越多的科学研究聚焦于微型领域,设计和制造的产品尺寸也越来越小,甚至达到了微纳米尺度。当物体的尺寸达到微纳米级别后,其光学性能会发生明显改变,对光的吸收和传输等特性都会产生极大的影响。光栅作为微纳元件的一种,有许多优异的特性,如分束、偏振、色散、相位等,是重要的光学器件。因此,被广泛应用于光通信技术、激光器、诊断测量等众多领域。伴随着科学技术的发展,人类对光栅的要求也不断的提高。基于此,研究学者们对光栅的加工工艺及其所用材料展开了一系列研究。介绍了光栅的定义、分类以及应用等,综述了传统光栅的制备技术和利用非晶合金制备光栅的研究现状及尚未解决的科学问题,并对非晶合金光栅未来的发展机遇与挑战进行了展望。为非晶合金在微机电系统领域的应用提供了理论基础,对推动非晶合金这一新型材料的工程化应用有重要的理论和实际意义。

面向软体机器的智能形变高分子材料化学基础

摘要:智能形变高分子材料是实现软体机器感知—驱动—传动—结构一体化设计的核心材料,对提高软体机器的适应性、自主性和作业能力至关重要。然而,目前智能形变高分子材料的感知和驱动性能以及智能化程度无法满足软体机器自主行为控制的需求。通过智能形变高分子材料的创新化学设计突破感知驱动能力弱和自主性匮乏的瓶颈问题是决定软体机器未来兴盛的关键。我国在智能形变高分子材料化学领域的研究已有长足进步,但欠缺以重大领域应用需求为导向的组织性和整体协同性。因此,仍需加大投入力度,有组织性地深入研究软体机器的组成核心,以推动未来软体机器技术的持续创新与发展。

抗静电高分子材料研究热点与发展趋势的可视化分析

摘要:基于可视化文献计量工具CiteSpace和文献分析,利用WebofScience核心库的文献题录数据源,对2000-2022年全球抗静电高分子材料的研究热点和发展趋势进行了分析和归纳.文献记录的时空分析表明2016年开始中国的科研力量主导了该领域的发展,并在2016年后引领该领域快速增长.合作关系图谱分析表明我国虽未形成核心作者群,但研究力量局部集中.通过对关键词聚类,将抗静电高分子材料的研究内容分为材料性能、材料制备、材料应用和抗静电剂4个部分;通过中介中心性探讨了聚类之间的逻辑关系.根据关键词时区图谱揭示了抗静电高分子材料演进路径和发展趋势,关键词突现表明石墨烯及其衍生物和离子液体作为抗静电剂有望成为下一阶段的前沿热点;将不同抗静电剂复用,以发挥协同效应将成为新的技术路径.

耐久型超滑表面的研究进展

摘要:超滑表面(SLIPS)因其独特的疏液性,被广泛应用于防污防腐、防除冰及液滴操控等领域。然而,这类表面在遭受外界机械磨损后,往往易于导致润滑剂流失,进而削弱乃至完全丧失其疏液特性。鉴于此,本文首先从超滑表面设计的三大原理出发,阐明了其在超滑表面设计过程中所发挥的指导作用,并梳理了制备耐久型超滑表面所需的五大关键条件。其次,通过整合国内外研究进展,凝练出三种提升超滑表面耐久性的策略:优化粗糙结构以增强机械稳定性,利用共价接枝技术锚定润滑剂以确保长效润滑,以及建立润滑剂补充机制以维持润滑层持久性,并对其各自的优势和局限性进行了简要评述。最后,基于上述策略的应用瓶颈,指出了当前超滑表面在耐久性提升方面所面临的关键挑战,并据此展望了其未来研究方向,包括优化纳米粗糙基底的设计、拓展聚合物分子刷的功能化设计、开发绿色环保型润滑剂以及从多维度综合提升超滑表面耐久性等,以期为超滑表面的深入研究与应用提供新的思路与途径。

基于短切纤维吸收剂的吸波材料研究进展

摘要:纤维吸收剂由于宽频吸波、轻质、耐腐蚀等优点,在隐身、电磁兼容领域具有广泛应用。本文从纤维吸收剂的作用机制、数值仿真方法、影响电性能的因素以及制备工艺等方面进行了论述。基于介电常数的介电损耗机制和基于阻抗的欧姆损耗机制都被用于解释该类材料的吸波机制,并得到理论和实验的验证,通过全波理论模拟可以较好地分析复杂结构和高体积浓度纤维吸收剂的电性能。纤维种类、含量、长度等参数对其电性能有较大影响,在制备工艺中选择合适的超声分散参数及分散剂尤其重要。未来可进一步研究纤维吸收剂中的电流与电场分布,明确纤维之间相互作用与耦合机制,在含量、长度等相同条件下对比纤维种类及电导率对电性能的影响,以及不同规格碳纤维之间的差异性,以期在宽频、高效、厚度等方面获得最优的性能。本综述对于设计宽频、高效吸波材料具有重要意义。

金属球形粉末制备技术研究进展

摘要:粉末冶金及增材制造作为近净成形技术,与传统成形技术相比具有生产周期短、效率高、整体材料利用率高、迭代优化周期短等优势,在航空航天领域应用日益广泛。金属球形粉末作为其原材料,粉末性能和质量直接影响产品的性能及使用。文章主要介绍目前全球金属球形粉末主要生产商和商业化金属球形粉末制备技术的发展历程、制粉技术原理、粉末现状、面临的问题及发展趋势。

AI驱动的材料发现:生成式模型与晶体逆向设计进展

摘要:晶体材料的逆向设计一直是材料科学面临的重大挑战,近年来生成式人工智能技术的发展为解决这一难题带来了新的契机。本文围绕晶体表示方法与生成模型架构两大核心问题,系统综述了该领域的最新研究进展。在晶体表示方法方面,重点评述了文本符号化表示、几何图周期性编码以及像素的实验成像与计算像素化等方法,深入分析了这些方法在可逆性、不变性和对称性编码等关键技术特性上的优劣。在生成模型架构方面,按照技术演进路线,详细介绍了基于潜空间的变分自编码器和生成对抗网络、扩散或流匹配的联合生成模型,以及Transformer 自回归模型的工作原理与应用现状。最后,针对当前面临的表示方法优化、缺陷材料建模和评估标准统一等关键科学问题,本文展望了面向工业应用的未来发展方向,旨在为晶体材料智能设计提供系统性的理论参考。

微纳制造技术的发展趋势与发展建议

摘要:微纳制造技术能够实现微纳米级别的高精密加工,是现代高科技制造领域的核心技术。提升微纳制造技术水平,有助于提高中国高端制造业的整体竞争力,对推动科技创新和促进产业升级具有积极意义。文章概述了微纳制造技术体系,着重分析了芯片微纳制造、激光微纳制造和聚合物微纳制造等典型微纳制造技术的发展态势,概述了多尺度精密微纳加工、多功能材料合成制造、高度集成和多功能化、自组装技术与结构、生物纳米技术融合制造、量子信息与纳米器件及绿色环保制造技术等发展趋势,针对性提出了深化基础研究、创新材料与工艺、强化人才培育与引进、加强产学研结合与技术转化等发展建议,以期促进我国中国微纳制造技术产业整体水平提升和高质量发展。

“两个全过程”成就材料强国

摘要:评述了先进材料在人类社会文明史中的划时代意义,强调材料的应用科学范畴,研究的目的在于应用。“两个全过程”赋予材料极限固有性能与极限服役性能,形成“材料科学与工程”学科。这是成就材料强国的必由之路,并提出材料强国的5 个制高点,即理论制高点、技术制高点、性能制高点、产业制高点和体系制高点。

超构透明吸波体的研究前沿与展望

摘要:吸波材料在电磁隐身技术中发挥着至关重要的作用. 与非透明材料相比, 透明材料实现电磁吸收面临更复杂和独特的挑战. 经典透明吸波体在光学透过率、厚度、电磁吸收带宽、倾角与极化稳定性等多项指标存在难以调和的矛盾. 随超构材料应用于透明吸波体, 上述核心性能指标得到显著改善, 从而促进了其在电磁隐身领域的实际应用. 本文针对超构透明吸波体研究工作进行了综述, 首先介绍了透明吸波体的光学透明与电磁隐身原理, 并对经典透明吸波体工作原理与局限进行分析与总结. 随后对超构材料改善透明吸波体在宽带电磁吸收、倾角与极化稳定性经典性能的研究进展与设计方法进行了总结. 为预示未来发展方向, 本文详细阐述了近年来透明吸波体在混合机制设计、多光谱设计、动态可调性能的技术原理与研究前沿, 并展望了新兴方向为透明吸波体带来的多机制、多功能、智能化的发展机遇.