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  • NdPO₄纳米棒的相位依赖性结构与磁性质在低温磁热冷却中的应用

    金属有机框架(MOFs)在空气取水技术中的应用与进展一、技术背景与需求全球水资源短缺问题日益严峻,传统取水方式已难以满足需求。根据联合国数据,目前仍有22亿人缺乏安全饮用水。大气水收集技术(SAWH)通过吸附剂从空气中捕获水分,结合太阳能等可再生能源,为解决偏远地区水资源问题提供了新思路。MOFs因其可调控的孔道结构、高比表面积和优异吸附性能,成为该领域的研究热点。二、核心吸附机制解析1. 化学吸附机制MOFs中金属节点与有机配体形成的开放金属位点(如Zn²⁺或Cr³⁺)能通过配位键与水分子结合,形成稳定的化学吸附。例如,Zn-MOF-74的开放金属位点可吸附低至10%相对湿度下的空气中的水分

    来源:Materials Today Physics

    时间:2025-12-24

  • 层厚度和交替层数对增材制造的Cu/Ni多层复合材料机械性能的影响

    本研究聚焦于通过电解增材制造(EAM)技术制备铜镍(Cu/Ni)多层结构,旨在通过调控层厚度和层数优化材料的力学性能,为可持续制造和先进材料设计提供新思路。团队以英国考文垂大学为研究平台,采用电沉积技术制备了2至16层不等的Cu/Ni多层材料,并通过力学测试和微观结构表征系统分析其性能演变规律。在技术路径上,研究突破了传统粉末冶金和激光烧结的限制,依托EAM的逐层沉积特性,成功实现了亚微米级层厚(31.25-250微米)的精准控制。实验采用双电解液槽交替电沉积工艺,确保每层材料晶粒尺寸均匀(铜层约1.06-1.15微米,镍层1.27-1.30微米),并通过调整沉积电流密度(6-8A/dm²)和

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-12-24

  • 真空等离子喷涂法制备的稀土硅化物涂层的氧化行为

    在航空发动机等极端高温环境的应用中,环境屏障涂层(EBCs)的耐高温性和界面稳定性是决定其长期服役性能的核心要素。本研究聚焦于稀土硅化物涂层体系,通过真空等离子喷涂(VPS)技术制备了钇-硅(Y-Si)和钆-硅(Gd-Si)复合涂层,系统对比了其在1350℃热循环及1500℃高温氧化条件下的性能差异。研究揭示了稀土元素对硅化物涂层抗氧化机制的关键调控作用,为新一代耐高温涂层的设计提供了理论依据和实践指导。### 一、研究背景与意义硅基材料作为先进热结构材料的基石,其表面防护体系直接关系到发动机叶片等关键部件的服役寿命。传统硅基涂层存在两个致命缺陷:一是β-硅石(β-SiO₂)在220℃发生的相

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-12-24

  • 通过添加剂辅助的结晶调控和埋藏界面修饰,实现了高性能无机钙钛矿太阳能电池的制备

    该研究聚焦于无机CsPbI₂Br钙钛矿太阳能电池的效率提升与稳定性优化,通过引入4-mercaptophenylboronic acid(4-MPBA)作为多功能添加剂,实现了对钙钛矿结晶过程和埋接口的双重调控。以下从材料设计、性能提升机制及稳定性表现三个维度展开分析:**1. 添加剂作用机制的创新性**研究团队突破传统表面修饰思路,首次提出在钙钛矿前驱体溶液中直接添加4-MPBA分子。该分子具有硫醇基(-SH)和硼酸酯基(-B(OH)₂)双功能团,通过两阶段协同作用实现性能优化: - **结晶调控阶段**:硼酸酯基通过配位作用与Pb²⁺结合,形成中间相复合物,有效延缓了钙钛矿的结晶速度。这

    来源:Materials Today Energy

    时间:2025-12-24

  • 利用机器学习加速筛选适用于串联太阳能电池的全无机钙钛矿材料

    近年来,人工 intelligence (AI) 和机器学习 (ML) 技术在材料科学领域的应用日益广泛,尤其在钙钛矿太阳能电池材料的开发中展现出独特优势。该研究针对所有无机卤化物钙钛矿(AIHPs)材料体系,聚焦于解决传统材料筛选中存在的两大核心问题:一是材料体系过于庞大导致筛选效率低下,二是关键性能参数与晶体结构特征之间的复杂关联难以解析。研究团队通过整合多源数据库与先进机器学习方法,建立了从材料发现到性能验证的完整闭环,为高效制备高效稳定的双结叠层太阳能电池提供了新的技术路径。在材料数据基础构建方面,研究团队系统整合了开放量子材料数据库(OQMD)和材料项目数据库(MP)两大权威数据源。

    来源:Materials Today Energy

    时间:2025-12-24

  • 卷对卷P3HT基有机光伏模块中退化机制的分析

    本研究针对溶液加工型有机太阳能电池(OPV)模块的环境退化机制进行了系统性分析,重点探讨了接受器分子类型和封装材料对器件稳定性的影响。通过光伏性能测试、光致发光(PL)、拉曼光谱及电子顺磁共振(EPR)等表征手段,揭示了氧气渗透和光热效应在模块退化中的关键作用,并提出了优化封装与材料配方的解决方案。### 研究背景与核心问题有机光伏技术凭借低成本、柔性化生产等优势,已成为光伏领域的重要研究方向。然而,实验室级器件与规模化生产的模块在稳定性上存在显著差距:实验室单结器件效率可达19%以上,但实际生产的4平方厘米级模块效率仅为2.3%,且长期暴露于环境因素后性能急剧下降。研究团队聚焦于两个核心问题

    来源:Materials Today Energy

    时间:2025-12-24

  • 碳化温度对钴基金属有机框架衍生物复合相变材料光磁热性能的影响:实验研究与分子动力学模拟

    该研究聚焦于金属有机框架(MOF)材料ZIF-67经不同温度碳化后制备的复合相变材料(CPCMs)的性能优化机制。通过实验与分子动力学模拟相结合的方法,系统揭示了碳化温度对MOF衍生多孔碳结构、热传输性能及多模态能量转换效率的影响规律,为开发高效多功能热管理材料提供了新思路。### 一、材料体系构建与碳化工艺优化研究以ZIF-67为前驱体,通过氮气保护热解实现可控碳化,碳化温度梯度设定为700-900°C。这一温度区间选择基于前期研究:低温碳化(900°C)会导致材料过度烧结破坏孔隙。实验表明,700°C碳化产物(CZIF-700)仍保持一定MOF晶体框架,800°C时开始出现结构畸变,而90

    来源:Materials Today Physics

    时间:2025-12-24

  • 通过外延SrSnO3的厚度依赖性热导率来探究声子平均自由程分布

    这篇研究聚焦于钙钛矿材料SrSnO₃(SSO)薄膜的热输运特性及其与薄膜厚度的关系,并首次通过实验手段重构了SSO的声子平均自由程(MFP)分布。研究结合薄膜制备、表征与热学实验,揭示了晶格非谐性对纳米尺度热导率的主导影响,为宽禁带半导体器件的散热优化提供了关键理论依据。### 一、研究背景与意义钙钛矿材料因其优异的光电性能和可调化学特性,近年来在深紫外光电、高频器件等领域备受关注。SSO作为典型的ABO₃钙钛矿氧化物,具有4.1 eV的超宽禁带和优异的载流子迁移率,被认为是下一代UWBG电子器件的理想材料。然而,纳米尺度器件的散热问题亟需材料本征热输运机制的理论支撑。此前研究显示,SSO薄膜

    来源:Materials Today Physics

    时间:2025-12-24

  • 协同双重添加剂工程:用于制备高性能且空气稳定的CsPbBr₃钙钛矿太阳能电池

    该研究针对CsPbBr3全无机钙钛矿太阳能电池(PSCs)的效率提升与稳定性问题,提出了一种新型双功能添加剂协同策略。通过对比实验与系统表征,揭示了有机添加剂对无机钙钛矿薄膜缺陷钝化、溶剂残留调控及晶体生长的协同作用机制,为高稳定性无机PSCs的制备提供了新思路。**1. 研究背景与挑战** 近年来,全无机钙钛矿PSCs因其结构可调性表现出高理论效率(27%认证值)。然而,其商用化面临两大核心挑战:一是碘/溴挥发导致的结晶缺陷,二是有机溶剂残留引发界面复合问题。传统添加剂多专注于Pb²⁺配位或特定缺陷钝化,但对溶剂残留的协同调控不足。本研究通过开发PM(丙二醇甲基醚)与MB(甲基苯甲酸)的混

    来源:Materials Today Physics

    时间:2025-12-24

  • 探究氧化铝镓铝三元合金薄膜中频率依赖的声子传输的原子尺度起源

    该研究聚焦于Al掺杂Ga₂O₃(AlGO)合金薄膜的热传输特性,通过理论模拟与实验验证相结合的方法,揭示了合金成分对声子传播行为及热导率的关键调控机制。研究团队采用创新性的机器学习辅助分子动力学(NEP-MD)模拟,结合瞬态热反射(TTR)技术,系统性地解析了AlGO合金薄膜在0-0.5浓度范围内的热导率(TC)与热边界导率(TBC)变化规律,为高功率电子器件的热电协同设计提供了原子尺度的理论支撑。500 cm²/V·s)和超宽禁带(3.4-4.2 eV),特别适合用于高频射频器件和深紫外光电探测器。然而,现有文献普遍指出这类宽禁带半导体材料存在显著的热传输瓶颈,其热导率仅为硅的1/30-1/

    来源:Materials Today Physics

    时间:2025-12-24

  • 人工光捕获纤维素织物:可编程染料组件,用于按需加热、抗菌及发光应用

    该研究聚焦于开发一种基于棉织物的多功能光捕获系统,通过分子自组装技术整合光热转换、抗菌作用与荧光发射功能。研究团队在前期工作基础上(文献[43]),创新性地构建了由锌(II)酞菁光敏剂(CAZnPc)与三种荧光染料(罗丹明6G、罗丹明B、靛蓝A)组成的复合体系,成功实现了太阳能到热能的高效转化与多路径协同功能。研究背景方面,全球耐药菌的扩散促使开发集成主动防护与生理调节功能的智能纺织品。当前主流解决方案存在材料兼容性差、稳定性不足及生物毒性等问题。传统光热材料依赖金属纳米颗粒或聚合物,存在能量转化效率低、抗菌机制单一等缺陷。而光动力疗法相关材料则受限于光谱响应窄和聚集淬灭效应。本研究通过有机分

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-12-24

  • 设计一种含有三个电活性氮中心的架构,以提高新型三苯胺基聚酰胺的电致变色稳定性和近红外吸收性能

    本文聚焦于新型TPA基聚酰胺电致变色材料的研究进展,重点解析其分子设计与性能优化的创新思路。作者通过合成具有三重电活性氮原子的TPA单体(化合物7和8),构建出双侧链TPA核心的聚酰胺(PA IA和IB)。该体系突破了传统TPA基材料对位取代的合成限制,在保持高电致变色稳定性的同时实现了近红外(NIR)吸收的突破性增强。材料体系创新体现在三个维度:首先,分子结构设计采用"主链+双侧链"的复合构型,主链TPA核心与两个侧链TPA单元形成协同效应。其次,通过甲氧基和甲基的取代策略(位于邻位苯环),在避免传统对位取代带来的分子间作用力干扰的同时,实现了电荷稳定性的显著提升。第三,构建了包含三个电活性

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-12-24

  • 具有隔热性能、高强度且阻燃的聚苯并恶嗪改性混合二氧化硅气凝胶,适用于隔热应用

    该研究针对气凝胶在实际应用中存在的机械强度不足、耐高温性能欠佳等问题,提出了一种新型双网络结构复合气凝胶的制备方法。通过将溶胶-凝胶共聚技术与化学液体沉积(CLD)改性相结合,成功开发出具有优异综合性能的SP-CLD气凝胶。以下从材料体系创新、制备工艺突破、性能协同效应三个维度进行系统解读:一、材料体系创新性突破传统局限传统气凝胶因有机-无机界面结合力弱,常呈现脆性断裂特征。本研究创新性地采用水溶性苯氧嗪(BZ)单体与TEOS前驱体进行共聚反应,构建了二氧化硅骨架与苯氧嗪树脂的互穿网络结构。相较于已有研究,该体系具有双重优势:首先,水溶性BZ单体解决了有机单体与无机前驱体相容性差的技术瓶颈,通

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-12-24

  • 综述:利用人工智能对碳纳米管芯片互连在RLC(电阻-电感-电容)电路预测中的应用进行综述

    本文聚焦于碳纳米管(CNT)作为芯片互连材料的前沿研究,系统性地分析了其物理特性、建模方法、技术优势及现存挑战,并探讨了人工智能(AI)技术在该领域的创新应用。研究基于22nm技术节点,对比传统铜互连,验证了混合壁碳纳米管(MCNT)在降低信号延迟(46.9纳秒)和功耗(0.314微瓦)方面的显著优势,为纳米电子系统设计提供了新思路。### 一、技术背景与核心问题随着半导体技术进入纳米尺度时代,传统铜互连面临多重瓶颈:1)电迁移问题导致线路可靠性下降,2)电阻率随线长增加呈指数级上升,3)电磁干扰与信号衰减加剧。例如,在3nm以下节点,铜互连的信号延迟已达80-120皮秒/毫米,功耗超过95微

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-12-24

  • 2.25Cr-1Mo压力容器钢在亚临界和常规热处理下的组织-性能关系

    核反应堆压力容器用2.25Cr-1Mo钢的热处理工艺与微观结构-力学性能关联性研究1. 研究背景与意义2.25Cr-1Mo钢作为核电站压力容器关键材料,其优异的综合性能使其广泛应用于高温高压环境。该钢种独特的性能表现源于精密调控的微观组织,而热处理工艺是决定其最终性能的核心因素。本研究聚焦于常规淬火回火(QT)与亚临界淬火回火(IQT)两种工艺路线,揭示不同热处理对微观组织演变及力学性能的影响机制,为工业应用中规避亚临界温度暴露风险提供理论支撑。2. 实验设计与方法2.1 材料制备采用英国Magnox Ltd.提供的SA508 Gr.22标准板材,经真空熔炼锻造成型,尺寸为60×10×10mm

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-12-24

  • 在氯化物-碘化物钙钛矿太阳能电池中,混合的脂肪族和芳香族铵卤化物对钙钛矿表面进行了钝化处理

    该研究聚焦于通过优化有机前驱体配比提升钙钛矿太阳能电池(PSCs)的效率与稳定性。作者采用混合有机前驱体策略,在三维钙钛矿薄膜表面形成准二维(2D)保护层,并系统性地考察了不同配比对器件性能的影响。研究团队通过实验发现,70%的甲氧基苯乙基铵氯/溴盐(MOPAC/MOPAB)与30%的叔辛基铵氯/溴盐(TOAC/TOAB)混合使用时,能够实现最佳的光电转换效率(22%)和长期稳定性(1000小时后保持96%初始效率)。以下从技术路径、创新点及产业化潜力三个维度进行详细解读。一、技术路径优化研究针对钙钛矿太阳能电池两大核心痛点展开攻关:首先通过引入准二维层解决界面缺陷问题,其次通过有机前驱体配比

    来源:Materials Today Energy

    时间:2025-12-24

  • 通过直接C-H芳基化合成简单的非融合环电子受体,用于高性能三元有机太阳能电池

    钙钛矿太阳能电池(PSCs)的效率与稳定性提升研究涉及多维度优化策略,其中表面钝化与界面工程是关键突破方向。本研究聚焦于通过混合长链烷基与芳香族有机前驱体构建准二维钝化层,在兼顾电荷传输效率与界面稳定性的同时,提出新型协同钝化机制。实验表明,采用70:30 Cl:Br配比的混合前驱体(TOAC:30%,MOPAC:70%)可制备出具有最优性能的准二维/三维异质结钙钛矿器件,实现22%的初始转换效率,并在1000小时老化后仍保有96%的初始效率。在材料设计层面,研究团队创新性地将两种不同特性的有机前驱体进行协同调控。长链烷基铵盐(如TOAC/TOAB)通过疏水作用形成致密钝化层,可有效抑制水分渗

    来源:Materials Today Energy

    时间:2025-12-24

  • 在Nb条带上制备的YBa2Cu3O7-δ多丝薄膜的横截面微观结构观察

    作者:段倩彪、陈志聪、刘天、马林照、段建红、周洪雷、李浩湖南大学电气与信息工程学院,中国长沙410082摘要在本研究中,采用传统的固态制备方法在1180°C–1260°C的温度范围内合成了Li0.4Zn0.8TiO3–ZnMg2TiO5(L0.4ZT-ZM2T)微波介电陶瓷,该陶瓷属于多组分固溶体系。通过XRD精修、NMR和TEM等手段对样品结构进行了表征,确认其具有立方晶体结构(空间群Fdm)。在1220°C时,该陶瓷展现了优异的微波介电性能(介电常数εr = 16.37,Q×f = 88,290 GHz,介电损耗τf = −35.2 ppm/°C)。此外,L0.4ZT-ZM2T陶瓷还具备良

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-12-24

  • 综述:用于先进钾离子电池的生物质衍生碳负极的最新进展

    本文系统梳理了生物质衍生碳作为钾离子电池(PIBs)阳极材料的最新研究进展,从材料特性、制备工艺到性能优化形成完整技术体系。研究团队通过整合多学科视角,深入探讨了生物质资源在储能领域的应用潜力,为下一代绿色能源存储技术提供了重要理论支撑和实践指导。一、技术背景与发展现状在清洁能源革命背景下,储能技术面临双重挑战:既要突破锂离子电池(LIBs)的资源瓶颈和成本限制,又需提升电网级储能系统的能量密度和循环寿命。钾离子电池作为新型储能体系,凭借其与LIBs相近的电极电位(-2.93V vs SHE)、更丰富的钾资源储备(全球储量达地壳钾含量3.5%)以及优异的离子迁移率(K⁺扩散系数达1.5×10⁻

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-12-24

  • 具有可调线性与非线性光学特性的高透明度等离子体聚合2-糠醛-正丁基甲基丙烯酸酯复合薄膜,以及优化的表面形态,适用于光电应用

    本研究以2-呋喃醛(FD)和n-丁基丙烯酸酯(BM)为单体,采用电容耦合辉光放电等离子体(PP)技术制备了均聚物(PPFD、PPBM)及不同比例的复合薄膜(PP(FD-BM) 3:1、1:1、1:3)。通过表面形貌、元素组成、结构特性及光学性能的系统分析,揭示了复合薄膜相较于均聚物在性能上的显著提升。以下为研究核心内容的解读:### 一、薄膜制备与表征方法研究采用自行设计的等离子体反应腔,在真空度为0.01托(约6.65×10⁻⁴ Pa)下,通过调节FD与BM的混合比例(0%-100% FD,对应BM比例100%-0%),在玻璃基底上沉积了厚度为185-250 nm的薄膜。沉积过程中保持20

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-12-24


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