超材料产业发展思考与建议

摘要：超材料是由人工结构构成、具有自然材料所不具备的超常性质的人工材料，有望获得与自然物质性质迥异的“新物质”，为诸多应用领域提供了变革性技术支撑；超材料的新原理、新功能实现处于爆发期，相关产业链开始萌生，而产业化、工程化进入瓶颈期，超材料当前所处的特殊阶段恰是国家战略介入的机遇期。本文总结了超材料的概念演进过程，从国际、国内两方面概要梳理了超材料的研究进展及发展趋势，从产业化方向、产业链格局、产业发展策略三方面系统凝练了超材料的产业化进展。进一步辨识了超材料产业发展面临的挑战，突出体现在制备技术、测试与表征技术、工程化技术、产业链、研发人才等方面，从人工智能（AI）技术在超材料设计中的应用、超材料在AI技术演进中的应用两方面展望了AI 技术为超材料产业带来的新发展机遇。为此建议，以重点应用需求为牵引进行重大项目布局，建设国家级超材料制备、大数据与设计平台，组建国家级创新联合体并促进跨学科人才培养，在中长期尺度上精准推进我国超材料产业高质量发展。

新材料 2025年08月26日 1 点赞 0 评论 556 浏览

零热膨胀金属材料研究进展

摘要：随着科技的进步，人们对太空、海洋和地下资源的探索不断深化，需要在极端条件下运行的设备日益增多，对材料的热膨胀性能调控要求也越来越高。零热膨胀金属材料的尺寸在温度变化的环境中依然能够保持不变，这一特殊功能对于需要高精密、高稳定性的器件来说具有重要应用价值。本文总结了因瓦(Invar)合金被发现100 多年以来的零热膨胀金属材料的研究进展，从零热膨胀金属材料的定义、分类、发展历程进行综述，介绍了诱导金属材料零热膨胀的几种主要机制，同时列举了几类零热膨胀性能优异且应用价值高的金属材料，并对不同类型金属材料的晶体结构、零热膨胀性能和热膨胀调控方法等进行了阐述，讨论了磁性、相转变与热膨胀性能之间的耦合关系。最后对零热膨胀金属材料未来发展趋势进行了展望。

新材料 2025年11月28日 1 点赞 0 评论 154 浏览

化学气相沉积法生长石墨烯的现状及展望

摘要：石墨烯自2004 年被发现以来，其优异的物理化学性质引发广泛关注。在各种合成方法中，化学气相沉积（CVD）法凭借可控性、低成本及规模化优势，已发展成为制备高质量石墨烯薄膜的主流方法。本文系统回顾了CVD 法制备石墨烯的技术发展历程，重点论述了单晶石墨烯生长、表面平整度调控、层数精确控制及高效规模化制备等关键领域的最新进展。通过优化衬底设计、引入质子辅助解耦技术及氧辅助技术等多种策略，已实现晶圆级单晶石墨烯的制备，其电学性能指标接近机械剥离样品。然而，绝缘衬底直接生长、低温条件下高质量制备及缺陷动态控制等方面仍存在技术挑战。未来，新型碳源开发、多功能集成工艺及卷对卷工业化生产技术的结合，将推动石墨烯在柔性电子、能源存储等领域的广泛应用。

新材料 2026年01月20日 1 点赞 0 评论 86 浏览

基于原子/分子团簇结构的材料与器件制造

摘要：原子/分子团簇是物质结构的一种新形态,具有独特的本征性质。从原子/分子团簇到器件的跨尺度制造,将为国防高端装备和新兴电子等产业发展带来深刻变革。团簇的多物质构效关系、宏量制造、团簇结构跨尺度构筑以及团簇器件的高性能制造等是原子/分子团簇器件制造的关键发展方向,主导着从原子到产品制造的发展历程。把握这些发展背后的重要机遇,将有助于占领原子级制造研究的制高点,引领原子级制造方法的变革。本文从团簇新材料的宏量制造、新型功能器件的原子/分子团簇构筑、团簇—器件的跨尺度制造工艺和装备等三个方面概括了原子/分子团簇与器件制造领域的主要研究进展,总结了原子/分子团簇与器件领域的关键科学问题及面临的挑战,并对其未来发展方向和发展战略给出了建议。

新材料 2026年02月24日 1 点赞 0 评论 77 浏览

热喷涂纳米结构涂层研究进展

摘要：高端装备关键零部件经常暴露于苛刻的磨损、腐蚀或高温环境，因而要求具有更高的耐磨、抗蚀和耐高温性能。热喷涂技术作为目前最具潜力的一种表面工程技术，可以广泛适用于多种高端装备的关键零部件，以提高其表面性能。纳米热喷涂技术是一种将纳米材料和热喷涂技术有效结合实现材料表面改性的重要手段，也是一种能够有效延长飞机、舰船等各种高端国防装备在极端环境下服役寿命的有效解决方案。通过对纳米粉体进行再造粒，同时通过纳米结构粉体再调控技术能够在纳微观尺度上调控可喷涂粉体喂料的物相组成和组织结构，从而获得各种所需性能的纳米结构热喷涂涂层，以满足各种高端装备关键零部件所需的各种表面性能需求。本文简要综述了国内外近十几年来在热喷涂制备各种不同功能取向的纳米结构涂层发展现状，主要有纳米结构耐磨抗蚀陶瓷涂层、纳米结构热障涂层、纳米改性MCrAlX合金涂层、纳米改性WC-Co 基金属陶瓷涂层以及纳米结构环境障涂层等，结果表明纳米结构和纳米改性热喷涂涂层在高端装备关键构件上有非常广阔的应用前景。为了实现纳米结构涂层的广泛应用，未来需要在实际工程应用研究、海洋环境服役、海洋生物污损、先进粉体制备技术研究和高性能粉体产业化方面开展进一步的研究工作。

新材料 2026年03月18日 1 点赞 0 评论 81 浏览

聚氯乙烯凝胶致动器的研究进展：材料、结构及应用

摘要：聚氯乙烯(PVC) 凝胶是一类能够在电场激励下产生收缩、弯曲、面内扩张等多种变形模式的高分子聚合物，具有响应快、成本低、质量轻、力电转换效率高等优点，是一种理想的人工肌肉。本文综述了PVC 凝胶近些年的发展现状，包括材料的组成、性能优化、制备工艺、新型构型设计及应用。重点介绍了通过掺杂功能添加剂来提升PVC 凝胶的机电性能，以及利用3D 打印、热熔成型等新型制备工艺实现PVC 凝胶材料的快速制备。在传统阳极吸附型PVC 凝胶致动器构型基础上，详细讨论了基于静电压缩和静电液力耦合驱动两种原理所设计的新型PVC 凝胶致动器。随后，系统介绍了PVC 凝胶致动器在柔性驱动、医疗和光学这三个领域的应用。最后，对PVC 凝胶材料现阶段所遇到的技术瓶颈及发展趋势进行了讨论。

新材料 2026年04月13日 1 点赞 0 评论 63 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 226 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 268 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 224 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 285 浏览