多孔液体的最新进展: 合成、表征与应用

摘要：多孔液体(porous liquids, PLs)是一类兼具永久孔隙结构和流动性特征的新兴功能材料, 因其独特的物理化学性质在基础研究与技术应用中备受关注. 尽管近年来其应用研究已取得显著进展, 但系统性综述的缺乏阻碍了对该领域发展脉络的全面认知. 本文从合成策略出发, 系统梳理了多孔液体的构筑方法学, 详细阐释了孔隙率、流体性质及稳定性的表征方法体系, 并基于跨学科视角对催化转化、燃油脱硫、生物医药、电化学储能、摩擦学及阻燃材料等关键领域的应用进展进行批判性评述. 最后, 通过整合多孔液体的结构-性能关系, 提出未来研究应聚焦于理性设计其拓扑结构、优化表界面特性, 并探索其流动行为与异质体系协同作用机制, 从而拓展其在智能响应材料及绿色工程中的潜在应用场景.

新材料 2026年04月09日 1 点赞 0 评论 281 浏览

搅拌摩擦增材制造关键技术与装备发展

摘要：搅拌摩擦增材制造 (friction stir additive manufacturing, FSAM) 是一种全新的固相增材技术，解决了材料熔化而产生气孔、裂纹等问题，大幅度提高增材制造零件的力学性能，提升制造组件的结构利用率，被认为是金属增材制造领域的重大突破。介绍了增材制造技术发展历史及特点，总结了固相增材技术优势，阐述了FSAM技术的基本概念、成形原理、发展趋势、组织微观结构演变行为以及力学性能；归纳了当前FSAM所采用的设备类型及其控制系统，重点分析了该技术未来发展应用所面临的挑战及机遇。创新点：(1) 系统总结了搅拌摩擦增材制造技术与设备的发展历史及趋势，分析该技术的特点。(2) 剖析了搅拌摩擦增材制造技术中不同参数对材料晶粒、性能的影响。

新材料 2024年06月13日 1 点赞 0 评论 923 浏览

炭材料致密化技术及其研究进展

摘要: 炭材料种类繁多、结构特殊，并且具有优良的导电导热性、化学稳定性以及优异的力学性能，可用于导电剂、换热器和增强增韧材料等，在传统材料、功能材料、高新技术、新能源和生态环境等领域起到了举足轻重和不可替代的作用。但是炭材料通常存在一定数量的孔隙、裂纹和缺陷等，直接影响其物理性能和实际应用。致密化处理是常用的改善炭材料性能的手段，可以有效减少炭材料内部孔隙和裂纹，提高体积密度和致密程度，并改善微晶结构及取向，从而使其力学性能、导热性能和电学性能等得到大幅度提高。首先简单介绍了炭材料的种类、性质及应用，然后对炭材料的晶体结构、理论密度和内部孔隙的形成与分类进行了归纳，并强调了炭材料致密化的目的和原理; 系统总结了炭材料致密化的不同方法及技术，包括热模压烧结致密、热致收缩致密、液相浸渍增密和气相渗透/沉积增密; 同时梳理了致密化的炭材料的新兴应用，包括高性能炭纤维及其复合材料以及碳基能源存储材料; 最后对炭材料致密化的发展趋势和应用前景进行了展望。

新材料 2026年05月11日 1 点赞 0 评论 132 浏览

异质结构金属材料制备与强韧化机制研究进展

摘要：在金属材料领域，传统材料面临强度与塑性难以兼顾的难题。为突破这一瓶颈，研究者创新地提出异质结构，即通过构建粗晶与细晶协同、软/硬域耦合的微观组织，实现材料性能的协同提升。本文系统梳理了国内外异质结构金属材料的制备方法和强韧化机制，深入剖析了表面改性法、异质基元组合法、塑性变形调控法等核心制备技术对多尺度晶粒分布的调控规律；同时，还从位错演化、应变分配、异质变形诱导强化等方面揭示协同变形机理，分析不同制备方法的优缺点及其对材料微观组织和力学性能的影响。最后，总结了现有制备方法的不足，并对异质结构金属材料的发展进行了展望。

新材料 2026年06月18日 1 点赞 0 评论 131 浏览

氧化石墨烯环氧涂层的制备及阻氢性能研究

摘要：[目的]氢能被认为是当今最具发展潜力的二次清洁能源，但在运输中面临的金属氢脆问题有待解决。[方法]通过2,6−二氨基吡啶的氨基与GO 的羧基、环氧基等含氧基团形成共价键，得到改性氧化石墨烯(BGO)，再将其与环氧树脂(EP)混合而制得BGO/EP 复合涂层，以提高其阻氢性能，同时兼具良好的耐蚀性和附着力。[结果] X 射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)的表征结果证实了2,6−二氨基吡啶对氧化石墨烯的改性成功。电化学测量结果显示BGO/EP 复合涂层的阻抗可达 108 Ω/cm2 量级，界面反应阻力高，耐蚀性良好。氢渗透及氢含量测试显示，在EP 涂层中加入BGO 令氢渗透电流密度从3.62 μA/cm2 降低到0.61 μA/cm2，氢通量和氢扩散系数显著降低。[结论] BGO/EP 涂层能有效阻隔并抑制氢的渗透，为高性能阻氢防腐涂层设计提供了新路径。

新材料 2026年07月20日 1 点赞 0 评论 87 浏览

先进功能材料钎焊连接研究进展

摘要：以复相陶瓷、纤维增强陶瓷基复合材料以及热电材料为例，从钎料成分设计、钎缝界面组织调控、接头残余应力缓解以及钎焊接头性能评测等角度，讨论了近年来发表的研究成果. 结果表明，在钎料中添加活性元素以及对母材表面改性的方法，能够有效改善钎料润湿性和界面结合强度；对于界面元素扩散以及母材过渡溶解的问题，可以设计制备复合钎料或阻隔层进行解决；接头残余应力的大小受材料热膨胀系数差异的影响较大，目前已提出了多孔中间层、梯度复合层以及母材表面机械加工等多种创新方法，但研究成果的应用仍停留在小尺寸样件，对于缓解大尺寸接头的残余应力问题仍有待解决. 最后对相关研究方向进行了总结和展望，期望推动航空航天构件连接的发展进程。创新点： (1) 针对复相陶瓷、纤维增强陶瓷基复合材料以及热电材料，系统地总结了钎焊难点和目前的研究成果。(2) 剖析了目前研究成果仍存在的不足和瓶颈，对后续研究提出了指导方向。

新材料 2024年06月13日 1 点赞 0 评论 245 浏览

超快激光加工二维材料研究进展

摘要：二维材料如石墨烯、六方氮化硼、过渡金属硫化物和黑磷，因其优异特性在科研和工业领域备受关注，在传感、催化、储能等领域具有巨大应用潜力。超快激光加工技术以其高精度和广泛的材料适应性，在二维材料的加工和器件制备中扮演着关键角色，实现了材料的无损或低损加工，在石墨烯的制备、还原氧化石墨烯、烧蚀和图案化转移等方面表现出优势。对于过渡金属硫化物和其它二维材料，超快激光同样能有效实现相变、剥离、减薄和表面沉积. 超快激光与二维材料的相互作用为微纳电子学、光电子学等高科技领域的应用提供了新机遇，未来研究将聚焦于成本降低、量子器件性能提升和高性能微纳器件的开发。创新点： (1) 从激光与物质相互作用的方面，阐述了国内外超快激光加工二维材料的最新进展。(2) 分析了超快激光加工不同二维材料的技术特点，并阐述了其相关应用发展。

新材料 2024年06月13日 1 点赞 0 评论 472 浏览

高强度耐低温离子水凝胶的制备及在摩擦纳米发电机中的应用

摘要：摩擦纳米发电机（TENG）作为一种新型可持续的能量收集设备，具有自供电、高输出、低成本、灵活性和轻量化等优点。然而，传统TENG的电极材料为金属薄膜、碳片和液态金属等，存在可拉伸性差、导电性差且在低温无法工作等缺点。文中将氯化锌（ZnCl2）、磺基甜菜碱（SBMA）、纳米纤维素（CNC）和柠檬酸（CA）引入聚丙烯酸（AA）基体中，制备了具有优异力学性能（拉伸强度2.16 MPa、断裂伸长率382%）、抗疲劳性、导电性能（9.3 mS/cm）、抗冻性能（-75 ℃）和保水性能的离子水凝胶材料。基于该离子水凝胶所制备的TENG具有良好的可拉伸性、抗冻性（-50℃）和稳定的输出电压（60 V），能够将人体运动产生的机械能转化为电能，并成功点亮了39 个LED 灯。因此该水凝胶基TENG在能量收集领域展示出巨大的发展潜力，具有广阔的应用前景。

新材料 2025年02月21日 1 点赞 0 评论 195 浏览

金属纳米材料低温键合及图形化制备研究进展

摘要： 利用金属纳米材料的尺寸效应可显著降低连接温度，提高焊点可靠性，以银纳米焊膏为代表的金属纳米低温连接材料在第三代半导体为代表的功率芯片封装中充分验证并量产。面向集成电路的先进封装需要图形化焊点，将功率芯片封装技术转移到先进封装中，需要同时满足低温键合和图形化键合的要求，极大地增加了技术难度。文中首先剖析了金属纳米材料降低键合温度的基本科学原理，并进一步综述了不同纳米材料低温键合的研究现状，重点总结了可键合纳米材料的图形化方法，为先进封装中细节距、高精度、高效率的图形化低温键合提供技术参考。创新点： (1) 阐述了金属纳米材料实现低温键合的基本原理及理论研究进展。(2) 综述了不同形态的金属纳米材料用于低温键合的研究现状。(3) 系统地总结了针对不同金属纳米材料图形化制备方法的研究进展。

新材料 2024年06月19日 1 点赞 0 评论 337 浏览

微波能强化膜材料制备与膜分离过程

摘要：微波能在化工领域的创新应用是化工电气化研究的热点趋势之一，涉及加热、工业废水处理、矿物除杂、有机催化、材料合成及医药灭菌等多个方向。微波作为一种外场强化手段应用于膜分离技术，不仅可以缩短膜材料制备时间，降低生产成本，还能提高渗透通量，强化膜过程的分离性能。本文通过总结微波在制备分子筛膜（MOF、MFI型、NaA型等）、聚合物膜、混合基质膜等膜材料的典型应用优势，发现微波的引入可以使制备出的膜材料通量及选择性更高，这是因为分子筛膜的晶体大小更加均匀，晶体取向更加一致，膜层可以更薄、缺陷减少；使聚合膜的聚合率增大，表面更加光滑，内部结构更加规则；使混合基质膜的机械性能更好。阐述了微波技术在不同类别的膜材料制备应用中的强化机理，其中：在分子筛等无机膜制备中，微波可以降低有效活化能，调控晶体粒径，诱导晶体取向；在聚合物膜的制备过程中，微波可以改变膜结构，改变传热方向，增加聚合接枝率，降低反应活化能。归纳了微波提升膜材料在气体和液体分离方面性能的研究，考虑到该领域基础研究较少，根据微波的独特加热优势，提出选择性汽化、诱导氢键减弱、局部过热、诱导生成纳米气泡及分子扰动5个可能的微波强化膜分离机理，利用微波加热在膜分离中的补偿温度极化、减少膜污染、降低浓度极化，有望实现膜选择性和渗透通量的同步提升。

新材料 2025年08月18日 1 点赞 0 评论 311 浏览