导电水凝胶在智能穿戴中的研究进展
摘要: 导电水凝胶是一种将导电介质和亲水性基质有机结合并具有柔性及电化学性能的新型复合水凝胶，其良好的保湿抗冻性、力学性能以及自愈性等使其成为可穿戴设备的理想材料。聚焦多功能导电水凝胶的最新进展，总结了优化导电水凝胶的导电性能、保湿抗冻性、力学性能、自愈性及自粘性的有效方法，介绍了导电水凝胶在智能可穿戴设备中的应用研究进展，最后对多功能导电水凝胶所面临的挑战与未来发展进行了讨论。
机器学习在原子制造中的应用：现状、挑战与展望
摘要：随着半导体制造向原子尺度推进，纳米器件对材料种类和沉积精度的要求不断提升。原子层沉积与原子层刻蚀作为实现原子尺度精确控制的核心技术，正面临工艺参数高维度化和反应机制复杂化的挑战。传统的实验和模拟手段难以满足高通量筛选和高精度优化需求，而机器学习技术的迅速发展为解决这一问题提供了全新的范式。本文系统综述了机器学习方法在前驱体设计、反应路径预测、薄膜沉积参数优化及过程控制等方面的最新研究成果，阐述了机器学习与计算材料科学相结合在提高建模效率、提升预测精度和实现智能化工艺控制方面的显著优势。同时，分析了现阶段机器学习应用中面临的泛化性不足、数据稀疏、跨尺度融合难题等主要挑战，展望了未来融合物理信息、多尺度模型和语义数据平台等前沿技术的应用前景，以期实现原子制造领域从离线预测到在线智能控制的转型。
阻氢渗透涂层研究进展与展望
摘要：氢能作为一种清洁可再生能源因其热值高、来源广泛等特点，被誉为21 世纪最具发展潜力的终极能源，是未来实现脱碳的重要途经。在碳达峰、碳中和大背景以及相关政策的扶持下，国际氢能已进入产业化快速发展阶段。然而，氢在材料中渗透和扩散导致的氢脆问题一直是制约其应用安全性的关键因素。阻氢渗透涂层作为一种有效控制氢脆的手段而受到广泛关注。综述了阻氢渗透涂层的最新研究进展，涵盖氢扩散模型及其阻氢机理、阻氢渗透性评价方法、阻氢涂层制备工艺及新型阻氢涂层材料等多个方面。详细阐述了阻氢渗透模型及其阻氢机理，如物理阻隔、氢陷阱、势垒阻氢等；对涂层阻氢渗透性能评价与测试方法进行了系统归纳与总结，包括电化学监测电解氢渗透法、电化学监测气相氢渗透法、气相氢渗透法、原位充氢-拉伸载荷法、慢应变拉伸法等；深入探讨了当前研究中阻氢涂层的常用制备工艺，如物理气相沉积、化学气相沉积、热浸镀、化学镀等；同时对新型阻氢渗透涂层材料进行了总结分析，包括非晶阻氢、二维材料阻氢以及金属氧化物和氮化物阻氢等。最后，对阻氢渗透涂层研究存在的不足及未来发展方向进行了展望，以期为阻氢渗透涂层研究人员提供借鉴和指导，助力氢能产业更加安全、高效地发展。
量子点及其增强复合涂层在金属腐蚀防护领域的研究进展
摘要：量子点(Ｑｕａｎｔｕｍ Ｄｏｔｓ)因其卓越的生物相容性、高比表面积、易于表面功能化以及多样化的制备方法而备受关注。近年来,在腐蚀防护领域,量子点的应用取得了显著进展。首先概述了不同类型的量子点,并对比分析了常见的合成技术及其优缺点。随后,总结了量子点作为缓蚀剂在多种腐蚀环境中的表现,以及它们作为纳米填料来增强聚合物涂层防腐性能的研究现状。最后,剖析了量子点及其功能化改性涂层的防腐机理,并展望了当前量子点在防腐领域面临的挑战及未来发展趋势。
基于同步辐射成像技术的金属材料凝固研究进展
摘要：凝固在金属材料制备中至关重要。凝固过程直接决定了金属材料的微观组织和宏观性能。金属从液态转变为固态时，晶粒的形成和生长、凝固速度、温度梯度和合金成分等因素会导致不同的微观结构，影响金属的最终组织结构。这些因素的变化不仅决定了金属的力学性能，还可能引发诸如晶界缺陷、气孔、夹杂物等缺陷，进而影响其整体质量和使用性能。同步辐射由于具有高穿透性和高时空分辨率，能够实时观察和跟踪金属在凝固过程中的微观结构演化，从而深入理解其内在变化机理。本文综述了国内外同步辐射成像技术在金属材料凝固过程研究中的最新进展，重点探讨了该技术在晶体形核与生长、凝固缺陷形成机制以及快速凝固（焊接与增材制造）等方面的应用与研究成果。通过结合相场模拟与机器学习等新方法，研究者在晶粒细化机制、气孔与热撕裂形成规律以及快速凝固模式控制方面取得了重要进展。最后指出，提升同步辐射时间与空间分辨率、开展多尺度耦合表征、融合实验与数值模拟并引入数据驱动的智能分析方法是未来凝固过程原位研究的重要发展方向，这将为先进材料设计与工艺优化提供更坚实的理论基础与技术支撑。
油污处理新材料：石墨烯基超疏水材料的研究进展
摘要：超疏水材料以其出色的防渗透性和自清洁特性，为油水分离和污染物吸附等领域提供了新的解决方案。但在实际应用中，超疏水材料在疏水性、稳定性和经济性等方面仍面临诸多挑战。本研究简述了超疏水表面的原理，回顾了石墨烯基超疏水材料的特性及其在油水分离、污染物吸附等领域的应用现状，详细介绍了超疏水材料制备技术的最新研究进展，涵盖了层层自组装法、刻蚀法、涂覆法和沉积法等，并重点分析了不同宏观结构对材料油水分离性能的影响。分析表明，未来研究应着力于优化材料结构设计以提高疏水性能，开发低成本规模化制备工艺，同时增强材料的环境稳定性，旨在推动石墨烯基超疏水材料在油污处理领域的更深层次应用，为生态环境保护和可持续发展提供理论支持和技术指导。
氟化石墨烯的理化性能、制备改性及摩擦学研究进展
摘要: 氟化石墨烯(FG)作为1种石墨烯衍生物，兼具石墨烯材料低剪切、高承载的力学性能以及氟化碳材料独特的理化性能. 相较于其他固体润滑材料，FG在极压性与减摩抗磨性等方面表现出了巨大的性能优势，成为当前固体润滑领域研究的热点材料. 本文中梳理总结了近年来FG在制备方法、修饰改性、分散稳定性、润滑机制与润滑应用等方面的研究进展以及在应用过程中存在的主要问题，并对未来FG在摩擦学领域的主要研究方向与应用前景提出了一些建议和展望.
非钢制关节轴承制造材料研究进展
摘要：随着对关节轴承性能要求的不断提高，寻找新材料替代钢材制备高性能的关节轴承已经成为一个重要研究方向。对非钢制关节轴承内外圈材料及其处理工艺、衬垫和涂层材料进行了详细介绍，针对非钢制关节轴承内外圈材料存在铝合金加工难，钛合金成本高和自润滑层存在摩擦磨损性能较低的问题，提出具有优异摩擦性能，力学性能好、耐腐蚀、易加工的内外圈材料和制备工序简单、低摩擦、高寿命的自润滑层材料是未来非钢制关节轴承材料的发展方向。
磁力轴承——过去、现在和未来
摘要：磁力轴承是集电磁学、转子动力学、传感技术、控制工程等学科知识为一体的典型机电一体化产品，在高速、洁净、低功耗、低振动等应用场景具有机械轴承无法比拟的优势，但同样存在诸多技术难点。基于磁力轴承的发展历程，重点对磁力轴承的类型、工作原理、控制算法、控制硬件进行了综述和分析；介绍了磁力轴承功率放大器技术、控制技术、监测技术，以及设计、制造、系统集成等方面的关键技术；对磁力轴承目前在高速电动机、透平机械、人工心脏、储能飞轮、磁悬浮推进器、磁悬浮高速电主轴等方面的应用情况进行了梳理；提出了磁力轴承承载力、精度及可靠性、跌落保护、环境适应性、标准化、成本等面临的问题，并预测了磁力轴承的未来发展趋势。
高分子流变在液态金属柔性导体中的影响与研究进展
摘要：自21世纪初以来，由于对可穿戴设备、软体机器人和智能织物的需求不断增加，柔性电子得到了快速发展。在这种情况下，镓基液态金属(LMs) 因其优异的导电性、化学稳定性和生物相容性而在柔性电子领域受到广泛青睐。然而，室温下LMs 作为液体难以控制形貌和形状，限制了它的直接利用。将LMs 分散到高分子基体中形成液态金属高分子复合材料(LMPCs)，则表现出独特的导热、导电、机械和制备性能。因此，这类新兴的软多功能复合材料在可穿戴设备、可拉伸电子产品、软机器人和超级电容器等现在技术中被广泛应用。为更有效地制备和发展这些独特的复合材料，有必要了解它们的流变行为。本文总结了近年来对LMPCs 流变行为的研究进展，主要讨论了不同高分子基体的LMPCs 的流变行为对其机械性能和导电性能的影响，并指出该领域所面临的机遇和挑战。
