共价有机框架作为质子导体的研究进展

摘要:共价有机框架(covalent organic frameworks, COFs)凭借其结构可设计性、高比表面积和优异的化学稳定性, 近年来在质子导体领域引起广泛关注. 本综述概述了COFs 在本征与非本征质子源体系中的质子传输机制、材料设计策略及相关研究进展, 阐明了Grotthuss 机制与Vehicle 机制的定义和判定标准. 将电化学阻抗谱、固体核磁、红外光谱等实验手段与密度泛函理论、分子动力学和从头算分子动力学模拟结合, 解析了COFs 的微观质子传输机制及其与结构的构效关系. 最后, 本综述分析了COF 质子导体在能源领域的应用前景, 并简要探讨了其结构设计、实验表征和理论模拟的发展方向.

基于多尺度图像特征融合的有机涂层寿命预测研究

摘要:以环氧有机耐磨涂层为研究对象,通过扫描电子显微镜、金相显微镜、激光共聚焦等方法多尺度采集有机涂层的微观形貌,利用基于深度学习的图像识别技术提取图像中的量化参数数据,搭建有机涂层缺陷参数随服役时间的动态演化关系网络以及有机涂层的寿命预测网络模型。结果表明,搭建的演化关系曲线模型以及网络预测模型可较为准确实现对有机涂层的寿命预测研究。

多相高分子体系的界面流变研究进展

摘要:多相高分子体系由不同聚合物组成,因其能够综合不同组分的性能特点,并且展现出一定的多相结构优势,在实际工业生产中已被广泛应用。多相高分子领域的研究热点之一是微观相形貌结构与材料宏观流变行为和机械性能之间的关系,尤其考虑到相间界面性质对多相体系结构- 性能调控具有重要意义,近年来多相高分子体系的界面流变行为研究也备受关注。本文总结了该方向的最新研究进展,首先阐述包括界面滑移、扩散、反应和增容等常见界面现象及其宏观流变行为特征,其次介绍界面流变性能的表征方法,如直接测量、流变模型预测和多层结构间接测量等,最后强调界面流变在多相体系结构-性能调控中的重要性,特别是在共混体系形貌稳定、相转变和多层共挤出界面流动稳定等方面的应用,并对界面流变研究面临的挑战和未来趋势进行展望。

金属有机骨架膜应用于海水提铀研究进展

摘要: 海洋中约有45亿吨铀,能够满足全球核工业生产千年以上的可持续生产需求,因此海水提铀被认为是改变世界的化学分离技术之一;膜分离因效率高、能耗低、无污染等特点,被广泛用于海水提铀。金属有机骨架(MOF)由于其可变的孔道结构、丰富的活性位点、化学修饰多样性,作为膜材料在海水提铀应用领域前景广阔。综述了将膜分离技术应用于海水提铀的最新研究进展与未来发展方向,系统总结了采用MOF膜实现海水提铀的分离机理与面临的挑战。

含氮挥发性有机化合物催化氧化的研究进展

摘要:挥发性有机化合物(VOCs)及NOx 是PM2.5和O3的重要前体物, 其过量排放对环境质量及人类健康具有重要影响。与普通VOCs相比,含氮挥发性有机化合物(N-VOCs)由于氮杂原子的存在使得其环境控制策略更为复杂。因此, 针对N-VOCs控制技术的开发及应用已成为当前的研究热点。为了实现N-VOCs 催化氧化体系中低温高催化活性及高N2 选择性两个关键目标, 亟需设计高效、低成本的催化剂。本文系统总结了矿物材料、金属材料、单原子催化剂(SACs)、分子筛等在常见N-VOCs(N,N-二甲基甲酰胺、丙烯腈、乙腈、正丁胺、三乙胺等)催化氧化中的研究进展, 介绍了N-VOCs的来源及危害; 归纳总结了胺类、腈类等典型N-VOCs 催化氧化研究中的关键影响因素, 主要包括催化活性、催化剂理化性质、催化构效关系及反应机理, 提出了N-VOCs催化氧化过程中应避免中间产物深度氧化产生二次污染物; 最后展望了N-VOCs催化氧化研究面临的前景和挑战, 以期为未来N-VOCs的治理提供一定的理论指导与最新信息。

镍基金属有机骨架化合物在超级电容器中的应用

摘要:超级电容器是一种高效的电化学储能器件,电极材料是影响其性能的关键因素。近年来,金属有机骨架(MOF)材料由于其独特的结构和性质,成为提升超级电容器性能的理想选择。特别是镍基金属有机骨架(Ni‐MOF)材料,因其良好的稳定性和适宜的反应电位,表现出优异的电化学储能性能。然而,该材料在实际应用中仍面临一些问题,并通过材料复合或衍生化处理,有望进一步提升其电化学性能。本文综述了Ni-MOF及其复合物、衍生物在超级电容器中的应用,为高性能储能设备的开发提供了新的思路。

基于有机电化学晶体管的感存算一体化神经界面器件展望

摘要:生物神经系统具有复杂且独特的结构, 能够以极为高效的方式进行信息处理. 随着人工智能的快速发展, 传统的冯•诺依曼架构正面临前所未有的挑战. 脑机接口、智能假肢和神经机器人等领域的核心在于构建神经界面器件, 即在神经系统与外部设备之间构建直接进行信息传递的接口. 然而, 传感器、存储器和计算单元在物理上的分离限制了处理效率和功耗控制. 面对突破冯•诺依曼瓶颈和发展新型神经界面的需求, 感存算一体化正成为下一代智能系统和神经界面的核心. 尽管尚未实现包含所有这些功能的集成系统并应用于生物体中, 但有机电化学晶体管凭借其优异的特性, 为先进的神经系统模拟和生物接口技术的发展开辟了新的途径. 发展基于有机电化学晶体管的神经界面器件显示出广阔的前景, 对推进智能生物电子学的进步具有重要意义.

有机双荧光发射材料的研究进展

摘要:有机双荧光发射材料具有两个独立的发射带。因其在荧光智能传感、超分辨成像、信息存储等领域的广泛应用而备受关注。综述结合应用实例,概述了两类不同的双荧光发射系统的研究进展,总结和归纳了基于不同设计原理所构筑的双荧光发射系统的特点,并对其环境敏感性的内在本质进行了讨论。最后,分析了目前有机双荧光发射材料在应用中存在的不足,以及开发新型双荧光发射材料所面临的问题,期望进一步推动智能响应性双荧光发射材料的设计和应用的发展。

低介电有机硅材料的研究进展

摘要:随着5G通讯技术的飞速发展,电子设备需要更高的信号传输速率以及更低的信号延迟,具有低介电常数与低介电损耗特征的介质材料在高频通讯组件中具有广阔的应用前景。综述了近年来国内外低介电有机硅材料的研究进展,总结了降低有机硅材料介电常数的主要方法:降低分子极化率和减少单位体积内极化分子的数量,并展望了未来低介电有机硅材料的发展方向。

导电金属有机框架材料的研究进展

摘要:金属有机框架材料是一类具有高比表面积的无机-有机杂化晶态材料,传统的金属有机框架材料由于其导电性较差,在电子器件领域的应用受到限制。近期研究表明,通过引入含有特定共轭结构的配体以增强其导电性等设计策略,能够成功制备出具有较高导电性的金属有机框架材料,从而拓展了其应用范围。本文系统总结了导电金属有机框架材料的设计策略、表征方法、研究进展以及其最新应用,并详细探讨了该研究领域中存在的挑战及其未来的发展方向。