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高温超导电缆应用场景与产业发展

高温超导电缆应用场景与产业发展

摘要：高温超导电缆具有容量大、损耗低、自限流、环境友好等突出优点，是解决城市电网升级难题、实现高效率电力传输、赋能大容量电力应用的新兴解决方案，探讨相关产业发展兼具基础研究与工程应用价值。本文剖析了高温超导电缆的技术特点与应用要素，凝练了超级开关站、大电流专线、数据中心供电、基于新能源的电解铝与电解水制氢、集中型充电站、城市轨道交通、大容量直流电网等高温超导电缆的应用场景；从国际、国内两方面总结了高温超导电缆的研制及应用进展，尤其是全面梳理了我国的关键产品研制、关键技术研究、工程项目实施情况。进一步探讨了加强运维技术、攻克大型制冷机技术、降低工程整体造价、与传统电网设施的耦合、形成收益共享机制等高温超导电缆产业未来发展挑战，并针对性地提出了发展建议。相关内容可为高温超导电缆产业高质量发展研究提供参考。
新材料 2024年11月19日
稀土氧化物在电催化领域的研究进展

稀土氧化物在电催化领域的研究进展

摘要： 稀土元素作为一种重要的战略资源， 被称为“工业维生素”， 广泛应用于尖端科技和日常生产生活中， 由于其独特的4f电子排布和丰富的电子能级， 近年来稀土及其氧化物在电催化领域得到快速发展。本文对稀土氧化物在析氢反应（HER）、 析氧反应（OER）、 氧还原反应（ORR）、氮还原（NRR）和二氧化碳还原反应（CO2RR）等催化领域的应用进行了整理。总结并讨论了稀土氧化物电催化剂针对不同电催化体系的特点和需求的设计思路， 对其在未来的发展和研究重点进行了探讨和展望。
新材料 2026年02月28日
铱纳米酶的作用机理及应用研究进展

铱纳米酶的作用机理及应用研究进展

摘要：近年来贵金属纳米材料因其优异的催化性能引起了研究者们的广泛关注。 相比于其它金属纳米材料，铱纳米材料具有一个显著优势, 即在相同的制备条件下容易得到尺寸相对较小且稳定性好的纳米颗粒和团簇。通常而言，尺寸越小， 纳米材料的催化活性越高。研究发现，除了传统的催化活性，铱纳米材料还表现出优异的类酶催化性质。然而，目前人们对于铱纳米酶的应用和催化机理研究还处于初期阶段，铱纳米酶催化相关的综述文献尚未见报道。为此我们结合相关文献报道以及本课题组近年来的研究工作，系统地探讨了铱纳米酶催化活性调控的因素和催化反应机制，并对它的应用进行了总结。最后，我们对铱纳米酶的发展和应用面临的挑战进行了展望。本文旨在加深人们对铱纳米酶作用机理的认识, 并希望对从事其它纳米酶的研究者有所启发。
新材料 2024年05月16日
石墨烯吸附磁性原子结构及其电磁特性的第一性原理研究

石墨烯吸附磁性原子结构及其电磁特性的第一性原理研究

摘要：石墨烯与磁性材料复合是调控其电磁性能的重要方法之一。本文使用基于密度泛函理论的第一性原理方法，研究了石墨烯吸附Fe， Co，Ni磁性原子的稳定吸附结构和电磁性质。通过计算石墨烯穴位、顶位和桥位吸附磁性原子的吸附能，发现3种磁性原子都倾向于石墨烯穴位吸附构型。电子结构分析结果表明， 磁性原子d轨道与碳原子p轨道之间轨道杂化， 导致费米能级附近态密度增加。在磁性方面，吸附Fe和Co原子后，石墨烯体系呈现磁性特征；吸附Ni原子后， 石墨烯体系仍然保持自旋非极化，呈现非磁性特征。在介电性能方面， 磁性原子的吸附可以有效改变石墨烯体系介电函数的实部和虚部，实现了石墨烯的极化强度和能量损耗能力的有效调控。此外，通过改变磁性原子吸附浓度，可以调控石墨烯体系的介电性能和电磁波衰减频率范围。本文揭示了吸附磁性原子对石墨烯电磁性质的调控机制，为石墨烯在电磁防护领域的应用提供了一定的理论指导。
新材料 2026年04月22日
基于大科学装置的纳米材料与生物分子相互作用的分析

基于大科学装置的纳米材料与生物分子相互作用的分析

摘要：纳米材料与生物分子的相互作用直接影响着纳米材料的体内行为、状态与生物学效应, 建立和发展可靠的分析方法以表征两者的相互作用非常必要。本文围绕纳米材料与蛋白质、脂类等重要生物分子作用过程的科学问题如作用分子类型的鉴定与相对丰度的测量、作用方式与界面结构, 重点介绍基于同步辐射与散裂中子源等大科学装置的前沿分析方法在相关领域的应用, 概述了相关分析方法的优势与先进性, 为纳米生物效应研究、纳米医学应用的研究等提供了重要分析手段。最后, 展望了新一代光源助力于纳米材料与生物分子作用研究的前景。
新材料 2024年05月16日
基于高压技术的高温超导体制备及研究进展

基于高压技术的高温超导体制备及研究进展

摘要：在超导材料研究领域，从金属汞单质超导体的发现到镍基超导体的制备，对超导材料物理性质和微观机理的研究极大推动了凝聚态物理学的发展。基于新制备技术研发实用化高温超导体，在强电和弱电应用领域具有重要的意义。高压实验技术作为一种新手段，已成为探索新奇超导体及提高超导体超导转变温度（Tc）的强力工具之一。本文以超导转变温度较高（大于150 K）的3 种高温超导体H3S、LaH10和HgBaCaCuO为对象，系统地总结了其制备技术的研究进展，明确实用化高温超导体的制备思路。通过分析得出以下主要结论，高压有助于制备具有特殊晶体结构的富氢化合物超导体LaH10，使其获得较高的超导转变温度；同时，高压也能够以类似改变掺杂的方式影响铜氧化物超导体，从而改变其超导电性。高压技术是获得具有特殊晶体结构（层状和笼状）高温超导体的有效途径。
新材料 2026年05月21日
金属异质结构材料：分类、强韧化机制与发展趋势

金属异质结构材料：分类、强韧化机制与发展趋势

摘要：不同于传统金属材料，异质结构金属材料通过在微观尺度（如晶粒尺寸、晶体结构、相组成和成分差异等）构建具有显著差异的结构单元，实现强度与塑性的协同提升。本文归纳总结了异质结构金属材料发展至今的一些重要研究成果，基于对该类材料的设计、强韧化机制和种类的认识，对这一新兴材料领域的未来发展进行了展望。通过介绍循环加载-卸载实验，阐述了异质结构金属材料的强韧化机制和变形行为，解释了背应力的产生原因和其对性能的影响。列举了梯度结构、片层结构、双峰结构、谐波结构、双相结构和化学成分异构等典型异质结构单元。提出了该材料领域发展面临的难题和研究方向，为未来开发综合性能更优秀的异质结构金属材料提供参考。
新材料 2026年06月30日
激光防护材料的研究和应用进展

激光防护材料的研究和应用进展

摘要：激光武器是利用高亮度强激光束摧毁目标的高技术武器，具有精度高、破坏性大、抗干扰能力强等优势，目前各国都重视其研究，因此展开对激光武器的防护工作成为科研人员的重点研究方向。本文介绍了激光武器的组成、工作原理、与材料相互作用机理和破坏形式，对激光防护材料与防护机制进行总结，归纳了激光防护材料种类和研究现状，阐述了金属材料、树脂材料和陶瓷材料等对激光防护的积极作用。归纳了高反射率材料和耐烧蚀材料在激光防护涂层中的研究进展。最后指出目前激光防护技术仍具有一定的局限性，尤其对高反射涂层的研究相对较少，对后续激光防护材料的研究方向进行了预测和展望。
新材料 2026年07月28日
二维纳米材料用于生物传感的研究

二维纳米材料用于生物传感的研究

摘要：生物传感技术广泛地应用于疾病诊断、临床治疗、环境监测、食品安全等领域。由于二维纳米材料具有独特的物理和化学性质，使其在生物传感领域的应用研究快速发展。本文首先介绍了二维纳米材料的晶体结构和合成方法，然后总结了基于比色、荧光、液滴微流控和微流控纸基等方法与二维纳米材料结合，应用于生物传感的最新研究进展，最后对未来的发展做出了展望。
新材料 2024年05月16日
石墨烯产业20年发展回顾与战略建议

石墨烯产业20年发展回顾与战略建议

摘要：新质生产力代表了一种具有创新性、高科技含量和高附加值的生产力形态。新质生产力的核心在于科技创新，材料技术的突破为科技创新提供基础支撑和关键驱动力。石墨烯是目前人类发现最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型材料，被认为是21 世纪重大的科学发现之一，有望在中国发展新质生产力的战略中发挥重要作用。今年是石墨烯发现20 周年，本文简要回顾了石墨烯产业20 年的发展历程与产业特点，并提出了加快产业发展的战略建议。
新材料 2024年09月23日