压电陶瓷3D打印研究进展

摘要:压电陶瓷因具有压电性、介电性、弹性等,被广泛应用于医学成像、声传感器、声换能器、超声马达等领域。随着电子器件向着小型化、便携式发展,市场对小型且具有复杂几何形状的压电陶瓷的需求逐渐增大。采用传统技术制造的压电陶瓷虽能表现出良好的压电性能,但对于复杂结构的制造仍然存在挑战。增材制造技术是一种根据三维模型数据并采用材料逐层累加的方式直接制造出实体零件的先进制造技术。与传统制造技术相比,增材制造技术无需模具,可根据器件的形状设计并通过3D数字化模型直接制造实体零件,实现了零件“自由制造”,解决了许多复杂结构零件的成形问题,并大大减少了加工工序,缩短了加工周期。本文综述了当前增材制造技术在压电陶瓷制造中的发展现状,介绍了压电陶瓷在应用领域的研究进展,并对现阶段增材制造压电陶瓷技术的研究方向和前景进行了展望。

阻燃离子液体制备与应用研究进展

摘要:随着高分子材料科学技术的发展,已被广泛应用的塑料、橡胶等高分子材料因其阻燃性能差,容易引发火灾而受到越来越多的关注。阻燃材料具有耐高温、减少燃烧物产生、降低火焰传播速度和烟雾量的特性,离子液体(Ionic liquids,ILs) 由于其高热稳定性和气相阻燃、抑制自由基等反应能力,具有有效抑制火焰蔓延的特性,成为了新型的阻燃材料。因其阴阳离子的结构可调控性、环境友好性等特点,逐渐应用于阻燃领域。简要介绍了离子液体的种类,制备方法以及其阻燃机制,接着围绕离子液体在聚合物、纺织物与电子材料等各种高分子材料中的阻燃应用进行了详细介绍,最后对离子液体在阻燃应用方面的发展做出了展望。

活性氧捕获材料的研究进展

摘要:生命从呼吸中获得氧气, 氧气再进一步在线粒体中将糖类等氧化得到能量, 提供给生命过程使用. 然而在氧化过程中, 会生成高度活泼的活性氧. 当体内控制失衡的时候, 它的浓度会大大增加, 发生氧化应激, 对机体产生不可逆的破坏, 引起衰老、肿瘤、心血管以及神经性疾病等. 抵抗活性氧的核心物质是抗氧化物, 它的存在使氧化应激受到控制, 从而保护机体免遭伤害. 本文对国内外近年来在活性氧自由基捕获方面的研究进行系统的综述, 通过梳理, 提出研究的金字塔型三级结构. 设计抗氧化物大分子与无机纳米粒子复合的纳米杂化自由基捕获器可以一方面解决无机纳米粒子的毒性问题, 另一方面还可以赋予纳米粒子额外的功能. 期待这篇综述文章能为改性纳米粒子捕捉活性氧提供一些有益思路, 为功能高分子材料与杂化纳米技术在生物医学领域的探索提供借鉴.

传统光栅制备技术及非晶合金光栅制备研究进展

摘要:随着科技的飞速发展,越来越多的科学研究聚焦于微型领域,设计和制造的产品尺寸也越来越小,甚至达到了微纳米尺度。当物体的尺寸达到微纳米级别后,其光学性能会发生明显改变,对光的吸收和传输等特性都会产生极大的影响。光栅作为微纳元件的一种,有许多优异的特性,如分束、偏振、色散、相位等,是重要的光学器件。因此,被广泛应用于光通信技术、激光器、诊断测量等众多领域。伴随着科学技术的发展,人类对光栅的要求也不断的提高。基于此,研究学者们对光栅的加工工艺及其所用材料展开了一系列研究。介绍了光栅的定义、分类以及应用等,综述了传统光栅的制备技术和利用非晶合金制备光栅的研究现状及尚未解决的科学问题,并对非晶合金光栅未来的发展机遇与挑战进行了展望。为非晶合金在微机电系统领域的应用提供了理论基础,对推动非晶合金这一新型材料的工程化应用有重要的理论和实际意义。

面向软体机器的智能形变高分子材料化学基础

摘要:智能形变高分子材料是实现软体机器感知—驱动—传动—结构一体化设计的核心材料,对提高软体机器的适应性、自主性和作业能力至关重要。然而,目前智能形变高分子材料的感知和驱动性能以及智能化程度无法满足软体机器自主行为控制的需求。通过智能形变高分子材料的创新化学设计突破感知驱动能力弱和自主性匮乏的瓶颈问题是决定软体机器未来兴盛的关键。我国在智能形变高分子材料化学领域的研究已有长足进步,但欠缺以重大领域应用需求为导向的组织性和整体协同性。因此,仍需加大投入力度,有组织性地深入研究软体机器的组成核心,以推动未来软体机器技术的持续创新与发展。

抗静电高分子材料研究热点与发展趋势的可视化分析

摘要:基于可视化文献计量工具CiteSpace和文献分析,利用WebofScience核心库的文献题录数据源,对2000-2022年全球抗静电高分子材料的研究热点和发展趋势进行了分析和归纳.文献记录的时空分析表明2016年开始中国的科研力量主导了该领域的发展,并在2016年后引领该领域快速增长.合作关系图谱分析表明我国虽未形成核心作者群,但研究力量局部集中.通过对关键词聚类,将抗静电高分子材料的研究内容分为材料性能、材料制备、材料应用和抗静电剂4个部分;通过中介中心性探讨了聚类之间的逻辑关系.根据关键词时区图谱揭示了抗静电高分子材料演进路径和发展趋势,关键词突现表明石墨烯及其衍生物和离子液体作为抗静电剂有望成为下一阶段的前沿热点;将不同抗静电剂复用,以发挥协同效应将成为新的技术路径.

微纳制造技术的发展趋势与发展建议

摘要:微纳制造技术能够实现微纳米级别的高精密加工,是现代高科技制造领域的核心技术。提升微纳制造技术水平,有助于提高中国高端制造业的整体竞争力,对推动科技创新和促进产业升级具有积极意义。文章概述了微纳制造技术体系,着重分析了芯片微纳制造、激光微纳制造和聚合物微纳制造等典型微纳制造技术的发展态势,概述了多尺度精密微纳加工、多功能材料合成制造、高度集成和多功能化、自组装技术与结构、生物纳米技术融合制造、量子信息与纳米器件及绿色环保制造技术等发展趋势,针对性提出了深化基础研究、创新材料与工艺、强化人才培育与引进、加强产学研结合与技术转化等发展建议,以期促进我国中国微纳制造技术产业整体水平提升和高质量发展。

超构透明吸波体的研究前沿与展望

摘要:吸波材料在电磁隐身技术中发挥着至关重要的作用. 与非透明材料相比, 透明材料实现电磁吸收面临更复杂和独特的挑战. 经典透明吸波体在光学透过率、厚度、电磁吸收带宽、倾角与极化稳定性等多项指标存在难以调和的矛盾. 随超构材料应用于透明吸波体, 上述核心性能指标得到显著改善, 从而促进了其在电磁隐身领域的实际应用. 本文针对超构透明吸波体研究工作进行了综述, 首先介绍了透明吸波体的光学透明与电磁隐身原理, 并对经典透明吸波体工作原理与局限进行分析与总结. 随后对超构材料改善透明吸波体在宽带电磁吸收、倾角与极化稳定性经典性能的研究进展与设计方法进行了总结. 为预示未来发展方向, 本文详细阐述了近年来透明吸波体在混合机制设计、多光谱设计、动态可调性能的技术原理与研究前沿, 并展望了新兴方向为透明吸波体带来的多机制、多功能、智能化的发展机遇.

增材制造SiC基陶瓷及其强韧化研究进展

摘要:碳化硅(SiC)材料具有轻质、高强、热稳定性良好等优异特性,广泛应用于国防军工、航空航天、能源环保等诸多领域。然而SiC陶瓷在异形结构成形能力和成形性能方面相互制约。传统制造方法可获得高性能的SiC陶瓷件,但难以成形复杂结构。增材制造具有成形复杂结构的优势,但增材制造SiC基陶瓷存在高强和高韧一体化成形性能的挑战。因此,研究高精度、高强度、高韧性的SiC 基复杂结构陶瓷的增材制造具有重要意义。本文系统性总结当前SiC基陶瓷的增材制造原理与方法,并对连续纤维、短切纤维/ 晶须、夹层结构增韧增材制造成形SiC基陶瓷等的问题和难点进行分析与讨论。最后针对SiC 基陶瓷增材制造的发展趋势进行展望,希望为推动大尺寸、跨尺度、复杂结构的SiC基陶瓷部件高精度、高强度、高韧性一体化增材制造成形提供参考。

超疏水涂层在金属防腐蚀领域的研究进展

摘要:金属材料凭借其优异的力学性能,在航空航天、海洋工程、交通运输等众多领域具有广泛的应用。然而,金属腐蚀问题仍是制约其在工业领域广泛应用的关键因素之一。研究人员从自然中汲取灵感,通过研究荷叶等动植物表面的微结构,成功设计并开发出具有特殊润湿性能的超疏水表面,将其应用于金属表面后,展现出卓越的抗腐蚀性能。本文回顾了近年来关于超疏水涂层在金属防腐蚀领域的研究成果,归纳了超疏水涂层的耐蚀性和制备技术,阐述了基本润湿理论以及腐蚀防护机制。最后,总结了超疏水涂层在金属防腐蚀领域的研究现状和存在的问题,并对其在金属防腐蚀领域的未来发展趋势和应用前景做了展望。