合成生物学赋能：从学科发展到产业转化

摘要：合成生物学通过引入工程科学“自下而上”认识生命体系的理念，在生命科学研究中采用“设计—构建—测试—学习”迭代的研究范式，并在基因组和系统生物学的基础上，构建工程化的新生命体系，为生命科学提供了“从创造到理解”的新途径，不仅颠覆了从整体到局部的“格物致知—还原论”的传统研究策略，还开启了理解生命本质的“建物致知”新文化。同时，合成生物学将生物技术由“模拟自然过程”和“遗传工程改造”上升至“定量理性设计”和“标准化构建测试”的高度，推动生物工程和代谢工程朝着对标生命过程的高效率、普适性的工程化“重编程”，甚至是“从头构建”的新高度，以实现“建物致用”的目标。文章梳理了合成生物学近年来在生命科学基础研究中“建物致知”方面的重要进展，列举了其在化工、医药、食品、环境等应用领域中“建物致用”的具体案例，展现了合成生物学对人类社会全面发展正在发挥的重大影响，强调了为确保合成生物学的健康、快速发展，构建会聚生态系统与治理体系的重要性。

新材料 2024年12月26日 1 点赞 0 评论 120 浏览

石墨烯气凝胶全柔性触觉传感器的设计、组装及性能

摘要：针对柔性触觉传感器存在的设计难度大、抗干扰性差、不易封装以及线路布置困难等问题, 基于Storakers材料模型的应变能密度函数发展了一种基于石墨烯气凝胶(graphene aerogel, GA)的具有“气泡膜”结构的全柔性触觉传感器的设计方法. 通过模拟分析发现, 相对于“三明治”结构, “气泡膜”结构的GA柔性触觉传感器具有更好的抗干扰性. 在此基础上, 设计并组装了“气泡膜”结构的GA全柔性触觉传感器, 通过实验证实该GA全柔性触觉传感器具有优异的传感特性、力学特性和抗干扰特性. 同时, 设计开发了压阻式传感阵列的信号采集系统, 并成功实现了其对力的大小、物体位置和形状等信息的实时采集和传感监测.

新材料 2024年08月28日 1 点赞 0 评论 93 浏览

SiC陶瓷材料增材制造研究进展与挑战

摘要：碳化硅（SiC)陶瓷材料广泛应用于国防与工业重大领域。增材制造（Additive Manu- facturing.AM)技术的出现为SiC陶瓷材料及其制品的制备提供了崭新的技术途径。本文针对 近年来发展的SiC陶瓷材料增材制造技术（包括非直接增材制造技术、直接增材制造技术等）进 行系统综述与总结。并对SiC陶瓷材料增材制造过程的关键科学技术挑战进行归纳，以及对未 来可能的研究机遇进行展望。本文旨在为SiC陶瓷及其他结构陶瓷材料的增材制造研究提供 参考。

新材料 2025年02月26日 1 点赞 0 评论 63 浏览

冷喷涂制备非晶合金涂层的研究进展

摘要：综述了近年来冷喷涂制备非晶合金涂层的现状，总结了喷涂工艺参数对铁基、铝基、铜基及镍基等非晶合金涂层制备的影响，详细阐述了涂层晶化及沉积机制，并在冷喷涂涂层硬度、耐磨及防腐性能等方面进行了归纳，最后对冷喷涂技术在非晶合金制备的发展趋势进行了展望。

新材料 2024年06月25日 1 点赞 0 评论 77 浏览

镓基液态金属基柔性传感材料的制备研究进展

摘要: 随着人工智能可穿戴技术的快速发展,带动了具备可拉伸、可压缩和可扭曲特性的柔性传感材料的蓬勃兴起。镓基液态金属(LM),由于其卓越的导电性、导热性、流动性、高表面张力和可塑性等特点,已被广泛应用于制备柔性传感材料。然而,有关镓基液态金属用于制备柔性传感材料的方法,特别是与柔性基体材料复合,迄今缺乏全面的综述。着重介绍了镓基液态金属用于柔性传感材料的制备方法,包括直接结合法、液滴法和液态金属作为引发剂法。其次,对镓基液态金属柔性传感材料应用的最新进展进行探讨。讨论了镓基液态金属柔性传感材料在可回收利用方面取得的进展。最后,就目前研究中仍存在的问题提出建议,并对未来进行展望。

新材料 2024年12月27日 1 点赞 0 评论 82 浏览

冷喷涂沉积层中的孔隙及其控制措施

摘要：冷喷涂沉积层中的孔隙率反映了喷涂颗粒的变形程度及它们之间的结合程度，对沉积层的硬度、弹性模量、摩擦磨损性能、耐腐蚀性能和疲劳性能等均有一定影响。沉积层孔隙率对评价沉积层综合性能、优化冷喷涂工艺等均有着重要的意义，是衡量沉积层质量的重要指标之一。目前已有多篇文章系统介绍了冷喷涂工艺对沉积层性能的影响，但鲜有关于冷喷涂沉积层中孔隙及其控制措施的综述性报道。为此，在参阅了大量文献的基础上，系统阐述了冷喷涂沉积层中孔隙的形成及其检测方法和影响因素，并总结了孔隙率对沉积层性能的影响及降低沉积层孔隙率的措施。

新材料 2024年06月25日 1 点赞 0 评论 145 浏览

聚氨酯涂层的疏水改性研究进展

摘要：聚合物涂层具有成本低廉、易于制备、使用方便、种类丰富等优点，被广泛用于运输和基础设施等领域金属材料表面的防腐防污。其中，聚氨酯(PU)是一种具有良好机械性能、耐磨性、耐热性和耐腐蚀性等优异性能的聚合物材料。然而传统PU涂层的耐水性不佳，严重影响其在潮湿环境下的稳定性和使用寿命，因此对PU涂层进行疏水改性以增强其耐水性成为了具有广泛应用前景的研究方向。本文总结了用于PU涂层疏水改性的方法和研究进展，并对其进一步的应用前景进行了展望。

新材料 2024年11月07日 1 点赞 0 评论 198 浏览

多功能防腐涂层材料的研究进展

摘要：[目的]金属设施及部件的腐蚀防护一直是工业发展中至关重要的问题，传统单一功能的防腐涂层材料已逐渐无法满足工业发展的需求。[方法]基于不同自然环境对防腐涂层材料的特殊要求，从金属在不同自然环境中的腐蚀机理出发，着眼于复合型防腐涂层材料的发展现状，重点分析了耐摩擦型、自修复型、超疏水型、抗菌型和防垢型5 种复合多功能防腐涂层材料的应用情况及作用机理，并对复合型多功能防腐涂层材料的发展趋势及前景进行了展望。[结果]多功能防腐涂层材料在实际应用中表现出显著的性能优势，能够有效提升金属设施及部件的防护能力。[结论]多功能防腐涂层材料是现代工业防护的重要发展方向，具有广阔的应用前景和发展潜力。

新材料 2025年01月03日 1 点赞 0 评论 85 浏览

冷喷涂制备高熵合金的研究进展

摘要:高熵合金是近年来一种突破传统合金设计理念的新型多主元合金材料，在抗压强度、硬度、热稳定性、耐磨性、耐腐蚀性等方面具有显著优于常规金属材料的特质。冷喷涂作为一种固态沉积技术，在高性能涂层制备、零件修复与再制造和零构件增材制造等方面受到国内外的广泛关注，为高熵合金的制备提供了一种新的途径。通过分析国内外冷喷涂制备高熵合金的研究现状，重点阐述了冷喷涂高熵合金原料粉末制备、喷涂工艺参数优化、涂层显微组织结构及性能、粒子结合机制和后处理工艺等方面的进展，并对冷喷涂制备高性能高熵合金未来的研究方向提出了展望。

新材料 2024年06月25日 1 点赞 0 评论 133 浏览

非晶合金薄膜的复合强韧化研究进展

摘要：随着电子行业向便携化、智能化、柔性化方向不断发展，非晶合金薄膜由于强度和硬度高、耐磨损及耐腐蚀性好、表面粗糙度低等诸多性能优势，在微纳机电系统、传感器和生物医学方面显示出巨大的应用潜力，成为国内外炙手可热的高新技术材料之一。然而，剪切局域化和应变软化导致的室温脆性是非晶合金薄膜的致命问题，严重制约着其在结构工程领域中的广泛应用。因此，非晶合金薄膜的强韧化设计是目前的研究热点和前沿课题。近年来，随着生产工业和研发技术不断进步，各种新型非晶合金薄膜材料不断涌现。特别地，复合化具有高度的设计性和可控性，在非晶合金薄膜的强韧化研究方面得到广泛关注。本文回顾了非晶合金复合薄膜的几种主要结构设计策略，围绕“微观结构-力学性能-强韧化机制”的本构关系，重点阐述了不同微观结构对非晶合金薄膜力学性能和变形机理的影响，并对该课题研究进程中所面临的主要问题和挑战进行了展望。

新材料 2024年08月29日 1 点赞 0 评论 87 浏览