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可生物降解聚合物物理发泡研究进展

可生物降解聚合物物理发泡研究进展

摘要：对比传统的聚合物发泡材料，可生物降解聚合物具有绿色环保和持续性的优点，广泛应用于农业、食品包装、生物医药领域中。通过物理发泡工艺制备的可生物降解聚合材料除具有自身的特性外，还兼具轻量化、绝热性和缓震性等优点，是传统石油基聚合物泡沫材料的潜在替代品。然而，可生物降解聚合物普遍存在分子链结构单一、熔体强度低和制备成本高等问题，并且在物理发泡过程中易发生泡孔破裂或熔并，从而导致基体收缩，泡孔结构难以保持。基于可生物降解聚合物物理发泡工艺的机理，对不同物理发泡方法进行了分类，并针对各类工艺的特点进行了全方位的阐述。随后，围绕几种典型的可生物降解聚合材料进行了发泡行为及参数关系的讨论，介绍了不同材料对发泡工艺及发泡剂的选择依据，综述了发泡条件对膨胀倍率和泡孔尺寸的影响规律。此外，对多种可生物降解聚合物在发泡过程中存在的问题给出了相应的解决方案，介绍了可生物降解聚合物泡沫在食品包装、电子电器、生物医疗材料领域中的功能应用，总结了发泡工艺、聚合物结晶行为及改性方法对可生物降解聚合物发泡过程的影响。最后，指出了可生物降解聚合物泡沫在未来发展中的方向与挑战。
新材料 2024年11月22日
等离子物理气相沉积高熵合金涂层及组织性能

等离子物理气相沉积高熵合金涂层及组织性能

摘要：采用等离子物理气相沉积的方法在316L不锈钢表面制备了AlCoCrFeNi 高熵合金涂层，研究了喷涂距离和电流对高熵合金涂层物相组成、表面形貌、截面形貌、硬度、结合强度和耐磨性的影响。结果表明，不同喷涂距离和电流下，高熵合金涂层都主要由BCC、B2 和FCC相组成；随着电流或者喷涂距离增加，涂层中BCC平均晶粒尺寸先增后减。当喷涂距离为460 mm时，随着电流从1600 A增加至2000A，涂层平均摩擦系数逐渐增大，表面和截面硬度先减后增，涂层结合力和结合强度先增大后减小，涂层的磨损率先增加后减小；当电流为1800 A时，随着喷涂距离从420mm增加至500mm，涂层平均摩擦系数逐渐减小，表面硬度先减后增，截面硬度先增后减，涂层结合力和结合强度逐渐增大，涂层的磨损率逐渐减小。高熵合金涂层的磨损率与涂层表面硬度和内聚强度都有一定相关性。
新材料 2025年03月24日
结构化液体的设计、构筑与应用

结构化液体的设计、构筑与应用

摘要：结构化液体是近年来基于二元流体体系，利用固体粒子液/液界面自组装和堵塞相变构筑的一类非平衡态软物质材料，兼具固体的结构稳定性和液体的流动性. 然而，受限于组装基元和成型方法，制备具有精准结构的智能结构化液体及衍生功能材料仍面临挑战. 我们课题组在该领域开展了大量研究工作，在发展界面调控新机制，制备液体/固体新材料，以及实现材料器件新突破等方面取得了系列创新成果. 本专论从固体粒子界面自组装机制出发，重点阐述了一种利用纳米粒子和聚合物液/液界面共组装制备纳米粒子表面活性剂，进而构筑结构化液体的普适策略; 总结归纳了结构化液体在响应性调控、高效精准构筑以及功能材料制备等方面的研究进展; 并对该领域面临的机遇和挑战做出展望.
新材料 2025年09月18日
数据驱动研究范式下材料数据库的构建与应用

数据驱动研究范式下材料数据库的构建与应用

摘要：近年来, 随着大数据和人工智能技术的发展, 数据驱动的材料研发范式在材料构效关系挖掘和新材料设计与筛选等方面展现出显著优势. 数据作为此研究范式的基础, 在拓展材料设计空间和提升人工智能模型性能方面具有重要意义. 因此, 构建高质量材料数据库是数据驱动材料研发的重要一环. 自“材料基因组计划”启动以来, 理论数据库和实验数据库的数量和规模持续扩大, 数据基础设施和大数据技术也得到了充分发展. 本文围绕数据驱动研究范式下的材料数据库构建展开讨论, 首先从数据生成、数据预处理、数据存储和数据访问4个方面出发重点叙述了数据库构建的主要步骤, 然后基于数据体量、数据种类、访问方式和数据库特色等方面对国内外具有代表性的材料数据库进行总结, 最后从材料数据本身和数据基础设施建设两个视角出发, 对材料数据库未来的发展进行展望.
新材料 2025年12月12日
空间流体润滑材料研究进展

空间流体润滑材料研究进展

摘要：空间有效载荷的核心传动机构通常没有备份，一旦失效将造成有效载荷功能的丧失。这种单点失效模式使得流体润滑材料成为保证空间活动机构可靠运转的重要材料，因此提升现有空间流体润滑材料的综合性能与开发新的空间高效流体润滑材料，是推进新一代空间载荷活动机构研制的重要途径。本文介绍了目前空间领域广泛应用的流体润滑材料的种类及结构特性，综述了各类型空间流体润滑材料性能的改进提升方法与应用现状等，对现有空间流体润滑材料面临的难点及未来发展方向和趋势进行了展望，以期为高性能空间活动机构的研发与润滑设计提供参考。
新材料 2026年02月02日
面向多功能工程应用的力学功能超材料的研究进展

面向多功能工程应用的力学功能超材料的研究进展

摘要：力学超材料是一类人造结构化材料，其本质是以人工微结构为单元构造的复合结构，旨在通过设计人工微结构单元的形状、尺寸和周期性排列模式增强宏观整体结构的力学性能，实现负泊松比、多稳态、轻质高强、可编程/重编程等超常力学性能。然而，通过常规材料制备的力学超材料难以满足不同工程应用场景对功能器件的多环境场自适应性、迅速可控环境响应和能量转化等性能要求。结合力学超材料和先进功能材料构筑的力学功能超材料从材料角度拓展了力学超材料的性能，可以实现可调控的力电、力磁、力热等耦合响应，有望实现力学超材料的多功能工程应用。本文从超常力学性能和典型分类方面阐述了力学超材料的研究进展，从构筑方法和耦合响应方面详细介绍了力电、力磁和力热超材料3 类代表性力学功能超材料，总结与展望了力学功能超材料在航空航天和海洋工程领域的潜在工程应用，包括自折展卫星太阳翼、微型航天器自供能、卫星平台隔振、海洋工程与装备监测感知和海洋波浪能采集等。
新材料 2026年03月03日
基于力学超材料的柔性机械臂设计技术

基于力学超材料的柔性机械臂设计技术

摘要：以力学超材料为基础结构的柔性机械臂可通过力学超材料的调配设计实现多重弯曲运动。为探究该类柔性机械臂的变形特性，在分析柔性机械臂结构及其驱动原理的基础上，通过分段常曲率假设建立胞元组变形的数学模型，同时根据柔性机械臂单元的弯曲特性进一步提出了单节柔性机械臂单元和多节柔性机械臂单元的变形预测模型，最后通过实物实验验证了变形预测模型的有效性，完成了超过±90°的弯曲并对末端周围的环境进行探查，可应用于复杂狭小空间的检视。
新材料 2024年09月30日
战略性矿产在高性能摩擦材料中的研究进展

战略性矿产在高性能摩擦材料中的研究进展

摘要：摩擦材料是一种应用在交通运输和动力机械上，通过摩擦作用来完成制动和传动的部件材料，主要由增强材料、粘合剂和填料构成。随着汽车工业和交通技术的发展和革新，庞大的市场需求和潜在的经济价值不可估量，然而传统摩擦材料的性能逐渐不能满足用户要求，因此开发设计拥有耐磨、耐高温和优异摩擦稳定性等诸多优点的高性能摩擦材料迫在眉睫。摩擦材料功能的正常运行往往需要性能的多维组合，这对材料设计中原料的选择带来了挑战。而战略性矿产的种类丰富多样，具有优异的力学、热学和摩擦学等性能，正是高性能摩擦材料组分的合适之选，也逐渐成为各国学者研究的热点，被认为是极具前景的增强材料和填料。本文简要介绍了近年来多种战略性矿产在高性能摩擦材料领域的应用和发展，系统归纳了战略性矿产在力学、热学、润滑、降噪和摩擦学方面的最新研究进展，配合相关理论模型分析了各种调控背后的机理，最后提出了当前研究存在的不足和问题，并展望了未来摩擦材料配方研究的发展趋势和工作重点。
新材料 2024年05月23日
高温电磁透波材料的研究进展

高温电磁透波材料的研究进展

摘要：高速飞行器的飞行马赫数不断提高，位于其前端的天线罩部件对高温透波材料提出了迫切需求。本文综述了近年来耐温1300℃以上电磁透波材料体系（包括透波陶瓷增强体、透波陶瓷基复合材料和透波涂层等） 以及新型制备工艺（包括快速烧结技术和3D打印技术等） 的研究进展，同时介绍了本团队在相关领域的最新研究工作，指出高温透波领域还存在新型连续透波纤维成本高昂、高温透波领域可用材料体系较少及透波材料高温下透波与烧蚀性能演变规律尚不明确等问题，最后对高温透波领域在透波纤维工艺优化、新型高温透波材料预测、透波材料使役性能分析与评估等方面未来的发展趋势做了展望。
新材料 2024年05月23日
喷墨打印量子点电致发光显示关键材料与技术的前世与今生

喷墨打印量子点电致发光显示关键材料与技术的前世与今生

摘要：胶体半导体量子点因其独特的纳米级传输效应、自发光特性以及与大面积工业印刷工艺兼容的流变学属性而备受学术界和工业界的关注。喷墨打印作为一种新兴技术，有望实现新一代可印刷、大面积、高性能图案化量子点发光二极管（QLED）。然而，目前喷墨打印QLED的制备过程存在墨水配方不当造成的界面侵蚀以及成膜后发光效率降低等问题，导致其性能与旋涂器件存在较大差距。本文首先概述了量子点显示技术的基本概念及发展现状，分析了三种喷墨打印技术的分类、原理及其优缺点。然后介绍了含镉、含铅和无铅无镉三类量子点，分析了它们在喷墨打印QLED中的研究进展，接着重点介绍了利用喷墨打印实现高性能QLED的几种典型策略，最后展望了喷墨打印QLED的发展趋势和美好前景。
新材料 2025年02月11日