摘要: 金属材料表层的组织结构决定了其使用性能和寿命。通过不同的方式将应变能引入金属表面，使材料表层组织纳米化，晶粒尺寸呈现自表面至基体层逐渐增大的梯度分布，并获得优异的强度－ 塑性匹配，从而提高材料的疲劳强度和耐腐蚀性能等。对表面自纳米化技术进行分类，分别介绍了各类表面自纳米化机理，表面自纳米化的特征，并简要列举影响表面自纳米化的因素，重点对表面机械处理纳米化中的表面机械研磨法、机械碾磨法、超声冲击法、超音速微粒轰击法、激光冲击强化法和高能喷丸等技术进行了对比分析，总结了表面自纳米化技术的发展趋势。

摘要：纳米酶（Nanozymes）是由我国科学家首次提出的新概念，它是一类具有生物催化功能的纳米材料，能够基于特定的纳米结构催化天然酶的底物并作为酶的代替品。自2007年首次报道以来，全球已有来自于55个国家的420多个研究机构证实了纳米酶的普遍规律。纳米酶的发现第一次揭示纳米材料蕴含一种独特的纳米效应——类酶催化效应。纳米酶作为一种新材料，既有纳米材料本身的理化性质，又有类似酶的催化功能，兼具天然酶与人工酶的优势于一身。其中，纳米结构不仅赋予纳米酶高效催化功能，而且使纳米酶比天然酶稳定，易于规模化生产。另外，纳米酶独特的多酶活性将为设计廉价、稳定、各种各样全新的催化级联反应提供功能分子。纳米酶是多学科交叉融合的典范， 2022年被IUPAC评为十大化学新兴技术。在全球从事化学、酶学、材料学、生物学、医学、理论计算等多领域科学家的共同推进下，如今纳米酶已经成为新的研究热点。我国科学家在这一新兴领域一直发挥着引领作用，解析了纳米酶的构-效关系，将其催化活性提高了约１万倍，实现了超越天然酶的理性设计，创造了全球首个纳米酶产品，出版了纳米酶学英文专著，发布纳米酶术语及中国/国际标准化。更可喜的是，纳米酶新领域汇集了一大批多学科交叉融合的优秀青年科学家，推动纳米酶进入高速发展阶段，纳米酶的种类已经超过1200多种，其催化机制研究也更加深入，应用研究也从当初的检测逐步拓展到纳米酶催化医学、传感检测、绿色合成、新能源、环境治理等多个领域。本文向读者介绍纳米酶自发现以来的主要进展，包括最近发现的天然纳米酶，期待纳米酶从新概念、新材料衍生出新技术、新产品、新商品，服务人类健康，并带动新学科发展。

摘要: 近年来，在金属材料中引入梯度结构一直是研究热点，相较于单一结构材料，多级纳米结构材料可在变形过程中通过不同特征尺寸的结构相互协调，进一步优化材料的力学性能。结合现有研究成果，简要介绍了制备梯度纳米结构金属材料中的表面机械处理、累积叠轧+退火、激光冲击喷丸和物理或化学沉积等技术。根据微观组织特征定义了梯度纳米晶结构、梯度纳米孪晶结构、梯度纳米层片结构和梯度晶粒尺寸和孪晶厚度结构4种基本结构类型，总结了梯度纳米结构金属材料的强－塑协同效应、抗疲劳性能和耐磨性能等主要力学性能，讨论了其未来发展所面临的挑战。

摘要：本研究基于ResNet-50架构建立了一种碳纤维SEM图像分类模型，实现了自动区分优质和劣质碳纤维样品，为碳纤维质量控制提供帮助。研究通过应用特定的图像预处理技术（如对比度增强和数据增强） 提升模型的性能，实现了模型在验证集中分类准确率达98.8%，表明该模型能够捕捉到碳纤维SEM图像的结构特征。此外，基于该模型对不同操作条件下生成的SEM图像进行迁移学习，新模型在验证集中分类准确率达74.11%，证明了该模型对不同成像条件下的新数据集具有一定的稳健性和泛化能力。

摘要：新材料是我国建设制造强国、实现高质量发展的物质基础，其研发和产业化水平是衡量一国经济社会发展、科技进步和国防实力的重要标志。本文系统分析了制造强国战略推进十年来我国新材料创新发展取得的重要成就，梳理了标志性成果，并提出了面向2035 年我国新材料发展的重点方向及加快创新发展的路径。研究认为，我国新材料产业规模不断壮大，技术竞争力持续提升，自主保障能力显著提高，创新能力不断增强，产业转型升级不断加快，已从“以解决有无问题为主”的规模扩张阶段，跨越到以满足国家重大战略需求、提升国际竞争力为主的高质量发展阶段。面向未来，亟需围绕重大应用场景对材料发展的战略需求，重点发展新一代信息技术用材料、新型能源材料、高端制造与重大工程用材料、新一代生物医用材料，加快构建基于人工智能的新材料研发范式，提升新材料原始创新能力。

摘要：[目的]探究在解决高纯度四氟化碳(CF4)表面刻蚀技术相关实践问题的背景下，应用现代信息技术挖掘高性能金属-有机框架(MOF)材料以解决现实问题的实践，增强获取和分析MOF 材料数据的能力。[方法]先掌握基本的高通量计算技术和机器学习知识，再运用Zeo++软件和RASPA 软件包下巨正则蒙特卡罗(GCMC)模拟获得MOF 晶体结构数据，并通过4 种较为常用的机器学习算法对数据进行训练，最后上机实践。[结果]最为可靠的是基于树的管道优化工具(TPOT)和轻量级梯度提升回归(LGBM)算法，其决定系数(R2)都达到0.9 以上，以最优的TPOT 算法分析MOF 材料各个描述符对CF4 吸附量的相对重要性后发现孔隙率的影响最大。筛选出吸附能力最强的5 种MOF 材料，分析得到其结构描述符的规律。[结论]经过培训实践，初学者加深了对MOF 晶体材料微观结构的认识，提高了运用信息技术手段获取数据、分析数据的能力。本文提出的以实际难点为导向，利用信息技术方法解决化工领域问题的实践模式得到了有效验证。

摘要：随着全球气候变化与环境污染问题日益严峻，可再生能源技术越来越受到关注。摩擦电纳米发电机(TENGs)可以将机械能转为电能，是重要的能量收集技术之一。TENG由于成本低、效率高且输出功率大，被广泛用于微纳电源、自供电传感器、大规模海洋能量收集和高压直接电源等领域。TENG的输出性能主要取决于摩擦电材料，聚二甲基硅氧烷(PDMS)由于具有良好的柔韧性、生物相容性及负极性是优异的负摩擦电材料。文中综述了PDMS作为负摩擦电材料的优势，探讨了PDMS的物理改性或化学改性对TENG性能的影响，并深入分析了PDMS基TENG的应用及存在的问题。

摘要：纳米酶代表了一类新型人工酶和生物催化剂，打破了无机与有机生命的界限。它既有纳米材料的理化特性，也有独特的类酶催化活性。同时，这些理化特性有可能会调控催化活性，使得纳米酶跟天然酶、传统的模拟酶和化学催化剂区别开来。纳米酶有比较好的稳定性、耐高温、低温、耐酸碱、活性可调且多功能，目前受到了广泛关注，在生物医药、环境治理、绿色农业、新能源等领域展现出巨大的应用前景，并初步形成了相应的学科框架。为了更好地推动纳米酶的发展，拓展对纳米酶的认识，文章回顾了纳米酶发现，分析凝练了纳米酶的学科特点及其结构，综述了纳米酶的应用，并展望了未来的发展趋势。

摘要：作为研究最早和应用最广泛的陶瓷材料之一，氧化铝(Al2O3) 陶瓷具有高强高硬、耐高温、耐磨损、耐腐蚀等许多优异特性，已在国防工业、航空航天以及生物医疗等领域得到了广泛应用。然而，固有的脆性极大地限制了Al2O3 陶瓷在众多领域中的进一步应用。增韧始终是陶瓷材料研究中的一个核心研究课题，引入增韧相材料是提高陶瓷材料韧性的主要途径。本文首先简要概述了陶瓷材料的增韧机制，随即综述了Al2O3 陶瓷增韧的最新研究现状，分析了增韧方法中存在的关键问题，展望了Al2O3 陶瓷增韧的发展方向，以期为后续Al2O3 陶瓷增韧的发展提供借鉴。

摘要：准确高效地测定纳米金属薄膜的力学性能对于评价材料的服役可靠性至关重要。本文以人工智能技术与科学技术领域的交叉融合为驱动力，借助深度学习技术,利用试验和仿真中的数据信息，针对典型的包镍多壁碳纳米管增强烧结纳米银材料的纳米压痕力学性能表征问题开展研究。首先通过纳米压痕测试得到被测材料的载荷-位移曲线，并以此为基础进行有限元反演获得其幂指数型应力-应变关系。基于所提取的数据集和贝叶斯优化算法构建了人工神经网络（ANN）模型与卷积神经网络（CNN）模型，成功实现了对纳米薄膜材料压痕力学性能的高精度预测。结果表明，ANN模型计算效率较高，但因对应数据集关键参数较少所以预测效果较差；而CNN模型的预测效果良好且预测结果的决定系数为0.99，预测精度远高于ANN模型，其准确性和鲁棒性表现出巨大优势，很好地弥补了由于其效率低造成的性能短板。为测定航空工业中纳米金属薄膜的机械性能提供了一种通用方法，也为深度学习方法在预测其他材料的机械性能方面的应用提供了思路。