材料4.0在热障涂层与环境障涂层领域的发展现状

摘要：热障涂层（TBC）与环境障涂层（EBC）作为燃气轮机、航空发动机高温部件的核心防护材料，在提升部件耐温极限与服役寿命方面发挥关键作用。然而，苛刻的服役环境要求其同时满足隔热性能、相稳定性、热膨胀匹配及抗腐蚀等多重性能指标，材料性能优化面临显著挑战；加之制备工艺复杂，缺乏高效的涂层微观结构调控手段。基于数据驱动的“材料4.0”研究范式融合大数据与数据挖掘技术，通过人工智能领域的机器学习方法，可从复杂数据中自动解析成分- 结构-工艺-性能的映射关系，为TBC与EBC的创新发展提供了全新路径。本文系统阐述了材料4.0的理论框架与典型机器学习算法，全面回顾了近年来该范式在热障涂层与环境障涂层领域的研究进展，同时指出当前存在材料数据短缺、机器学习模型可解释性差等挑战，并展望了基于机器学习方法研究的发展方向，以期推动人工智能技术在高温防护涂层领域更广泛深入的应用。

新材料 2026年05月07日 1 点赞 0 评论 135 浏览

石墨炔:一种新型二维炭材料的合成、改性与应用

摘要：石墨炔是一类由sp和sp2杂化碳原子共同组成的新型二维材料。高度共轭及碳环大小可调的分子结构赋予石墨炔特异的物理化学性能，也为其功能化改性及应用提供了便利。近十年来，关于石墨炔的理论及实验研究正在广泛开展，在多个领域取得了一系列重要进展。本文首先对石墨炔性质进行了简要介绍，总结了不同形貌石墨炔的主要合成方法，包括Glaser-Hay交叉偶联、化学气相沉积法、范德华外延生长法、爆炸法、界面限域合成法及双极电化学法等。然后，对金属、非金属原子掺杂、修饰改性及其对石墨炔性能影响的理论计算和实验研究进行了综述；并就石墨炔基材料在环境、能源、生物医学等主要领域的研究进展进行了阐述和总结。最后，探讨了石墨炔发展亟待解决的问题和面临挑战。该综述能够为开展石墨炔相关研究提供有价值的前沿信息和方法参考。

新材料 2024年05月08日 1 点赞 0 评论 380 浏览

微晶玻璃飞秒激光加工研究进展

摘要：微晶玻璃具有优异的力学、热学、电学和光学性能等，在航空航天、电子信息、生物医疗等领域展现出巨大的应用潜力。然而，微晶玻璃固有的高硬度和脆性给传统加工方法带来了严峻挑战，传统机械加工容易产生微裂纹，化学腐蚀法则难以实现精细微结构加工。近年来，飞秒激光加工技术以其超短脉冲宽度和超高峰值功率的独特优势，为微晶玻璃的精密加工提供了新的解决途径。首先梳理了飞秒激光与微晶玻璃的相互作用机制，包括非线性吸收引发的材料改性、热效应诱导的应力演化以及晶相分布调控等。其次，分析了飞秒激光烧蚀、激光诱导改性结合化学刻蚀、晶化/相变法及飞秒激光复合加工等方法，及其在微流控芯片、光学器件集成、表面功能化、纳米结构诱导生长和材料连接切割等领域的典型应用。最后，总结了微晶玻璃飞秒激光加工仍存在的问题与应对策略，指出后续研究可通过高功率激光系统研发、加工过程实时监测、三维结构制备技术创新及融合人工智能等方法，推动微晶玻璃飞秒激光加工的规模化应用。

新材料 2026年06月10日 1 点赞 0 评论 182 浏览

微纳米气泡及其气-液界面特性

摘要：微纳米气泡（micro-nano bubbles， MNBs）是指分散于水相、油相或固体基质中，特征尺寸处于微米级至纳米级范围的气泡。与毫米级气泡相比，微纳米气泡具有高比表面积、优异稳定性以及自发产生活性氧（ROS）等独特性质。高比表面积赋予了微纳米气泡体系极高的气-液界面密度，结合其优异稳定性可显著提高气-液传质效率，在化工过程强化、药物靶向输送及土壤修复等领域展现出巨大的应用潜力。微纳米气泡在气-液界面处自发产生的活性氧能够高效降解有机污染物，在废水处理领域展现出显著优势。此类活性氧还可进一步作为绿色合成反应中的活性中间体，在温和条件下实现多种高附加值化学品的高效合成。微纳米气泡从“强化传质”到“界面合成”的跨越，标志着该技术步入全新发展阶段。这一突破为开发清洁、绿色的化学工艺提供了新策略，具有重大的科学与工业价值。

新材料 2026年07月15日 1 点赞 0 评论 67 浏览

纳米颗粒强化高温合金研究进展

摘要: 航空发动机推重比与重型燃气轮机功率的不断提升, 对先进高温合金的性能与稳定性提出了更加严苛的要求。纳米颗粒具有高强度、高硬度与优异的热稳定性, 因此在高温合金中引入纳米颗粒可有效强化高温合金使其满足日益增长的性能需求。然而, 如何选取合适的纳米颗粒类型、纳米颗粒的引入方式及成形工艺, 以克服纳米颗粒易团聚、难均匀弥散分布问题, 提高纳米颗粒与合金基体的界面结合强度以及提升纳米颗粒的高温稳定性, 是当下纳米颗粒强化高温合金发展的关键。从纳米颗粒类型、引入方式及成形工艺等方面概述了国内外研究现状, 展望了未来纳米颗粒强化高温合金在优化第二相、绿色制备以及增强界面结合等方面的发展方向。

新材料 2026年08月08日 1 点赞 0 评论 45 浏览

基于可编辑颜色和形状记忆液晶网络的信息存储材料

摘要：近年来，液晶网络材料因为在人工肌肉、软体机器人、微流控制器和4D 打印材料等智能软器件领域的应用受到了越来越多的关注。液晶网络材料在化学结构上同时包含聚合物交联网络和液晶基元，在性能上同时具有聚合物的可加工性、化学稳定性和力学特性以及液晶可调的各向异性，因此具有外观易编辑、功能可调、对多种刺激都能响应等优点。利用这些特点，可以将指定的形状或颜色信息精确地写入到材料中，同时在特定外界刺激（光，热，电场，溶剂等）下使信息再次显现，实现信息的存储、加密与读取。本文简要论述了具有可编辑颜色（包括结构色和荧光颜色）和形状记忆的液晶网络材料的信息存储方式，重点介绍了液晶网络材料在伪装、多级信息存储与信息传递等方面的应用研究进展。

新材料 2024年05月08日 1 点赞 0 评论 290 浏览

碳量子点上转换材料的制备及其应用研究进展

摘要: 碳量子点(CQD)具有化学惰性，生物相容性和低毒性等优势，可能在能源、生物医药等领域得到广泛的应用．CQD可通过表面被聚合物( 例如PEG)钝化而表现出很强的光致发光特性．在生物成像，疾病检测和药物输送中使用表面钝化后的功能化生物分子更为有效．并且碳材料由于其优异的电化学性能还展现出在催化、电子器件等许多领域广泛的应用前景．我们将对近年来碳量子点发光材料的研究进行总结，并讨论碳量子点在能源、环境和其他一些领域的应用．

新材料 2024年12月11日 1 点赞 0 评论 338 浏览

黏结剂喷射打印技术研究现状与发展趋势

摘要：黏结剂喷射(binder jetting, BJ)是一种将液态黏结剂喷射到粉末材料层上，选择性黏结粉末成形，随后进行致密化处理的增材制造技术。近年来，BJ技术因其高效率、低成本、适用材料范围广而受到广泛关注和研究。在BJ打印过程中，粉末特性、黏结剂及其与粉床的相互作用、打印参数等因素对生坯质量和性能有至关重要的影响。此外，烧结过程是影响最终部件质量的关键因素之一。本文总结了BJ打印的影响因素，提出可借助机器学习辅助坯体质量和烧结收缩预测，实现控形控性。目前，BJ技术正在推向汽车、医疗器械等行业。未来，BJ技术大规模应用的关键在于提高生坯质量和精度、增强黏结剂与坯体的结合强度、优化后处理工艺等方面。

新材料 2025年07月28日 1 点赞 0 评论 245 浏览

光与材料的交响：硫化锌基场致发光纤维

摘要：近年来，场致发光（EL）技术在智能可穿戴设备和视觉交互传感领域的应用引起了业界的极大兴趣。硫化锌（ZnS）基场致发光器件因其优良的发光性能、高稳定性和耐久性，已经成为众多应用场景和可视化交互平台的焦点。本文系统回顾了硫化锌基场致发光材料的性能，深入探讨了其发光机制、器件设计和应用研究，着重分析了硫化锌基场致发光纤维的最新研究动态，揭示了其在未来发展中的潜力与挑战。

新材料 2025年02月12日 1 点赞 0 评论 371 浏览

可穿戴电子用前驱体型银墨水研究进展

摘要：可穿戴电子往往具有体积小、质量轻、柔韧性好等特点，而电极柔性化可以有效提高可穿戴电子佩戴时的舒适性、安全性和准确性。喷墨印刷技术作为一种新型的电子器件制造方法，具有成本低、精度高以及速度快等优点，是制备柔性电极的极佳选择。导电墨水的开发是印刷柔性电极中最为关键的一个环节，从根本上决定薄膜的印刷质量和功能。本文对适用于可穿戴电子的前驱体型导电银墨水的研究进行了综述，主要从墨水的关键组分银前驱体出发，重点关注了前驱体型银墨水的配制、后处理以及在可穿戴电子领域的最新进展，并对可穿戴电子用前驱体型银墨水的发展方向进行了展望。

新材料 2025年11月14日 1 点赞 0 评论 313 浏览