中国光学十大进展：超快激光与玻璃相互作用——从现象到调控
摘要：集成光子学在经典光学和量子光学中得到了广泛的应用，满足了现代光通信日益增长的要求。玻璃材料因其高度灵活、可设计的结构与光学性能在集成光子器件的研究中焕发新生。在玻璃材料领域，超快激光在玻璃内部直写的多样化功能性微纳结构受到了研究者们广泛的关注。本文简述了超快激光诱导玻璃结构调控研究进展，重点阐释了从微区复合物理场调控到材料化学调控的转变，并对未来研究提出了展望。
SiC纳米线研究进展及其应用现状
摘要: 随着SiC纳米线制备技术的日益成熟，其在场发射、光催化、电学和光学材料领域有着广阔的应用前景和发展潜力，也可作为多种结构材料增强体广泛应用于航空航天、核、制动系统等多种工业领域。综述了SiC纳米线的性能及其多种制备方法的研究现状，详细介绍了SiC纳米线作为增强材料应用于陶瓷材料、C基复合材料及SiC基复合材料中的研究进展，讨论了SiC纳米线的作用机制，并展望了其未来发展方向。
碳纤维增强超高温陶瓷基复合材料研究进展
摘要: 超高温陶瓷(UHTCs) 因在高超声速飞行器热防护领域的巨大应用前景而备受关注，而脆性大、烧结成型困难是制约UHTCs广泛应用的实质问题。将碳纤维与UHTCs复合获得碳纤维增强超高温陶瓷基复合材料(Cf/UHTCs)是克服这一问题的可靠方案。近10年来，我国在Cf/UHTCs工程应用方面获得了重大突破，取得了一系列具有世界先进水平的应用成果。然而，由于Cf/UHTCs制备过程复杂，服役环境苛刻(＞2000℃，＞5Ma气流冲刷) ，在结构演化、性能机理等方面仍存在一些关键科学问题亟需明确。综述了Cf/UHTCs在基体改性、氧化烧蚀机理、高温力学行为等方面的研究进展，并结合本团队的研究工作对Cf /UHTCs 的研究趋势进行了总结和展望，旨在为进一步推动Cf/UHTCs的研究和发展提供参考。
新型石墨烯基LED器件：从生长机理到器件特性
摘要：III族氮化物因具有禁带宽度大、击穿电压高、电子饱和漂移速度大、稳定性高等优异特性而广泛应用在发光二极管(LED)、激光器以及高频器件中。目前III族氮化物薄膜通常是异质外延生长在蓝宝石衬底表面，但是由于蓝宝石与III族氮化物之间存在较大的晶格失配与热失配，使得外延生长的III族氮化物内部存在较大的应力与较高的位错密度，严重影响了器件性能；与此同时，蓝宝石衬底热导率差，限制了其在大功率器件方面的应用。近年来研究发现，石墨烯作为外延生长缓冲层，能够有效解决蓝宝石衬底与外延III族氮化物薄膜之间由于晶格失配和热失配导致的高应力与高位错密度等问题，进而获得了高品质薄膜，并提升了器件的性能。本文综述了石墨烯/蓝宝石衬底上III族氮化物生长与LED器件构筑的研究现状，着重介绍了本课题组提出的一种新型外延衬底—石墨烯/蓝宝石衬底的特点，阐明了III族氮化物在该新型衬底上的生长机理，总结了其对III族氮化物质量提升的作用，并对其发展前景进行了展望。
纳米纤维素在功能纳米材料中的应用进展
摘要：纳米纤维素分为纤维素纳米纤维（CNF）、纤维素纳米晶体（CNC）、细菌纳米纤维素（BNC）。CNF主要由机械法和2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基（TEMPO）介导氧化法制备，呈微纤丝状。CNC主要由酸水解法制备，呈棒状或针状颗粒。BNC由细菌合成，呈纳米纤维网络状。文中综述了纳米纤维素在凝胶、仿生复合材料、导电材料、电极材料、导热材料、电磁屏蔽材料、压电材料及传感器材料领域的应用现状，并对其功能纳米材料未来发展的方向进行了展望。
压致变色材料: 研究与应用进展
摘要：在设备零部件的精准组装、产品制造过程的质量监控以及性能评估等关键环节中, 界面压力的检测对于优化产品生产流程、加强质量管控和提升产品性能至关重要. 虽然基于电学信号的压力传感器件在响应速率、灵敏度和压力响应范围等方面具有显著的优势, 但其在界面压力成像上仍面临高成本、严苛的测试条件及多设备协同的复杂性等限制. 近年来, 压致变色材料因其压力成像分辨率高、成本低和易大面积制备等特点, 在界面压力检测领域引起了广泛关注. 当前, 压致变色材料已经实现了压力分布的精确可视化, 成像分辨率达到了纳米级别. 然而, 这些材料在压力传感精度、灵敏度和响应范围等方面的调控上仍面临一系列挑战. 基于此, 本文对近年来发展的压致变色材料进行综述, 从压致变色机制、构效关系和性能表现等多个角度进行分类概述, 并探讨了压致变色材料在实际应用中可能遇到的挑战, 并提出可能的解决方案. 我们期望本综述能为压致变色材料的设计、优化和应用提供有价值的参考, 推动其在高端制造业和其他领域的实际应用.
材料基因工程与智能科学：AI+时代无尽前沿
摘要：面向2040 现代化强国发展战略需求，以新材料、新质生产力和新产业融合发展为驱动，全面梳理强国战略和相关国家政策与行动纲要对前沿性−颠覆性关键技术和关键材料发展的共性需求，阐述了材料基因工程核心关键技术的发展与革新为人工智能数据基础设施、材料大模型基座、新材料研发及其产业应用等关键核心技术创新奠定重要基础。人工智能将进一步促进高通量智能计算软件/工具的开发、从高通量实验到自主实验范式革新并加速材料智能体的发展、数据资源节点和平台与数据标准规范的建设、新质生产力和新材料产业发展以及教育范式变革和新一代生力军培养。材料基因工程与智能科学的融合，正在以“理论重构、技术赋能、产业牵引”三位一体模式，重塑材料科学与技术以及教育的底层逻辑。它不仅是单一学科的升级，更是一场涉及科研范式、产业生态和人才培养模式的系统性变革，将为新材料、新兴产业和未来产业等重点领域培养复合型人才。
非晶合金深冷循环处理研究进展
摘要:非晶合金具有高强度、高硬度、大弹性极限等优异性能，是一种很有应用前景的先进金属材料，但较差的室温塑性严重制约其广泛应用。深冷循环处理作为一种简单有效的非晶合金室温塑韧性改善方法，受到学者们广泛关注。本文主要综述了非晶合金深冷循环处理相关研究成果，总结了不同深冷循环处理参数和样品因素对于非晶合金深冷循环处理效果的影响，并对非晶合金深冷循环处理技术的发展进行了展望。
基于磷光测温技术的智能热障涂层研究进展
摘 要：获得缺乏的涡轮叶片涂层表面温度分布数据是当前航空发动机材料设计面临的关键问题，数据缺乏严重限制了中国先进飞行器的性能提升。热障涂层（涡轮叶片用）添加少量稀土发光元素后可成为一种新型智能材料——智能热障涂层（STBC），是目前实现发动机服役叶片涂层温度分布测定最有潜力的方法。本文详细介绍了智能热障涂层在线（热障传感涂层）/离线（热历史涂层）测温的原理和方法。基于不同智能涂层的制备工艺，阐述了近年来利用智能热障涂层技术对航空发动机热端部件的表面温度分布及界面温度梯度检测的研究进展。基于航空发动机不同热端部件的测温需求，总结了目前国内外智能热障涂层测温技术的实际工业应用。且基于现有稀土元素掺杂对热障涂层本征性能的影响，说明了智能热障涂层实际应用的可行性。最后指出了该技术实际应用于航空发动机热端部件测温仍需解决的问题，并对其发展方向进行展望。
快速凝固理论与技术研究进展
摘要：当前，熔融玻璃包覆、3D打印和电磁悬浮等快速凝固装置已在亚稳材料研究中得到广泛应用。随着快速凝固理论、电子信息及自动化装备技术的创新发展，新一代快速凝固设备正朝着极端制造和高度智能化方向迈进，它们通过集成先进传感器和精密控制系统，以实现对凝固过程的精确控制与定向优化。在此背景下，本文首先从热力学和动力学两个维度总结了快速凝固的理论基础与技术原理，随后系统梳理了实验设备的技术进展，并深入分析其在高性能材料制备中的潜在应用前景，最后对快速凝固材料科学和技术的未来发展及挑战进行了展望。快速凝固技术与凝固理论科学深度融合，与新型材料的研发和制备协同创新，共同构成了亚稳材料科学研究迅猛发展的核心驱动力，这些研究必将共同推动材料科学实现跨越式发展。
