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通过控制晶体晶面的界面极化,在Cu-MOFs@MWCNTs体系中实现超高的微波吸收效应
Mohammad Reza Abdi | Fatemeh Feli伊朗霍拉马巴德洛雷斯坦大学化学系分析化学教研室分析化学研究实验室摘要通过调节月桂酸(LA)的用量,采用溶剂热法制备了具有三种不同形态的金属有机框架MOF-199:立方体(六面体)-A、八面体-B和十四面体-C。同时,通过MOF-199中的有机配体苯环π电子与MWCNTs的π电子之间的π-π堆叠作用,构建了具有三维结构的MOF-199@MWCNTs复合材料。扫描电子显微镜(SEM)图像显示,获得了三种不同形态的MOF颗粒,平均粒径约为2 μm。本文旨在研究MOF的形态对其吸收性能的影响。由于十四面体MOF-199-C具有更多的平面
来源:Materials Today Chemistry
时间:2025-10-30
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电纺纳米纤维表面改性喷雾沉积法的抗菌空气过滤效果比较分析
在当前全球空气污染问题日益严重的背景下,空气过滤材料的研发和应用成为保障人类健康的重要课题。颗粒物(Particulate Matter, PM)被认为是空气污染中最具危害性的成分之一,尤其是直径小于2.5微米的细颗粒物(PM 2.5),其对呼吸系统和心血管系统的潜在威胁已被广泛研究。由于颗粒物具有较大的表面积与体积比,其能够吸附病毒等病原体,并促进其在空气中的传播,因此,开发具有高效抗菌性能的过滤材料显得尤为迫切。本研究聚焦于通过电纺技术和喷雾技术对纳米纤维材料进行表面改性,以提高其抗菌能力,从而增强空气过滤效果。纳米纤维材料因其独特的物理和化学特性,在空气过滤领域展现出广阔的应用前景。它们
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-10-30
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用于超快折射率检测的高性能光子晶体传感器
本文介绍了一种新型的二维光子晶体(2D-PhC)生物传感器,该传感器基于硅棒在空气背景中形成的六边形晶格结构,旨在用于唾液病毒和葡萄糖的检测。光子晶体作为一种具有周期性结构的纳米材料,能够通过调控光子的传播路径,实现对电磁波的高效控制。这种结构的特性使得光子晶体在生物传感领域展现出巨大的潜力,特别是在检测折射率(RI)变化方面。光子晶体的特性源于其周期性排列的介质材料,这些材料在不同维度(一维、二维和三维)中展现出独特的光学行为。在这些结构中,光子晶体通过创建允许模式和光子带隙(PBGs),实现对光子的高效反射和引导。带隙的形成意味着在特定频率范围内,光子无法通过结构传播,从而在该频率范围内产
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-10-30
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羟乙基纤维素增强且具有疏水特性的导电水凝胶,作为用于研究人体运动的应变传感器
阿卜杜勒瓦哈布(Abdulwahab)|穆罕默德·塔希尔·汗(Muhammad Tahir Khan)|卢克曼·阿里·沙(Luqman Ali Shah)|莫希布·乌拉(Mohib Ullah)|傅军(Jun Fu)|俞亨民(Hyeongmin Yoo)巴基斯坦白沙瓦大学国家物理化学卓越中心聚合物实验室,白沙瓦25120摘要全球研究人员对水凝胶的兴趣日益增加,因为他们认识到水凝胶在医疗技术和机器人系统等工业领域具有巨大的潜力。尽管已经取得了相当大的进展,但设计出具有平衡机械强度、变形时低能量损失、快速形状恢复能力和扩展应变检测能力的水凝胶仍然是一个活跃的研究领域。本研究旨在开发一种由疏水性丙烯
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-10-30
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综述:用于骨骼再生的先进生物聚合物:利用抗炎、抗氧化应激和促血管生成策略
骨缺损是骨科领域的重要临床挑战,通常由创伤、肿瘤切除或感染等造成,导致修复过程受损和并发症增加。炎症反应和活性氧(ROS)是启动骨修复的关键机制,但其持续过量则会破坏成骨细胞和破骨细胞的动态平衡,抑制血管生成,并最终阻碍骨再生。传统的治疗方法,如自体移植、异体移植和合成材料(生物陶瓷/金属),在生物相容性、供体来源和对病理生理需求的动态响应方面存在局限。创新的聚合物基生物材料整合了抗炎、ROS中和和促血管生成的功能,通过协同的免疫调节、血管网络形成和成骨分化,实现了对骨微环境的精确时空调控。本综述探讨了骨修复过程,识别了针对关键信号通路的生物激活剂,包括药物、金属离子、生长因子和外泌体。我们强
来源:Materials & Design
时间:2025-10-30
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综述:评估石墨烯在光电应用中的潜力与挑战:一项全面综述
在当前的科技发展背景下,石墨烯作为一种具有独特性质的二维材料,正逐渐成为透明电极(TEs)领域的重要研究对象。石墨烯的透明性、机械柔韧性和导电性使其成为替代传统透明导电电极(TCEs)如氧化铟锡(ITO)的有前景材料。这项研究全面探讨了基于石墨烯的透明电极的开发进展,包括其制备方法、性能特征以及在光电设备中的应用。通过深入分析,本文旨在为工业界、科研人员和工程师提供有价值的参考,以推动石墨烯在新一代光电技术中的应用。石墨烯的出现源于其独特的二维结构,由单层碳原子以六边形晶格排列组成。这一结构赋予了石墨烯卓越的电子特性,如极高的载流子迁移率、出色的机械强度和化学稳定性,以及广泛的光透明度。这些特
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-10-30
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掺锰的(Bi0.5Na0.5)0.75Ba0.25TiO3-(Ag0.5La0.5)(Hf0.5Nb0.4)O3陶瓷电容器在中等电场下的高能量存储性能
在现代科技快速发展的背景下,能量存储设备的应用日益广泛,尤其是在脉冲功率系统中,对设备的集成度和小型化提出了更高的要求。传统的电容器材料虽然在某些方面表现良好,但在能量密度和充放电性能上仍存在明显不足,限制了其在高要求应用场景中的发展。因此,研究如何优化电容器材料的性能,使其在中等电场条件下实现更高的能量存储密度和效率,成为当前科研的重点方向。本研究聚焦于一种基于(Bi₀.₅Na₀.₅)₀.₇₅Ba₀.₂₅TiO₃(简称BNT-BT)的陶瓷材料,并引入了(Ag₀.₅La₀.₅)(Hf₀.₅Nb₀.₄)O₃(简称ALHN)作为掺杂元素。此外,还加入了少量的MnO₂作为烧结助剂。这种多离子共掺杂策
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-10-30
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释放Fe₂TiO₅纳米颗粒的潜力:一种有前景的伪电容材料,可用于下一代超级电容器
Sutripto Majumder|Swapnil S. Karade|Raman Kumar|Raja Venkatesan|Dinesh|Sarah A. Alshehri|Hieu Minh Nguyen|Ki Hyeon Kim韩国庆尚道岭南大学物理系,邮编38541摘要纳米结构材料已成为下一代超级电容器中的关键组成部分,具有出色的能量存储能力。本研究介绍了一种经济高效的水热合成方法,用于制备结晶态Fe2TiO5(FTiO)纳米颗粒,并展示了其作为高效超级电容器材料的潜力。合成的FTiO纳米颗粒经过了多种结构、形态和元素特性的分析。通过循环伏安法(CV)和恒电流充放电法(GCD)在1
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-10-30
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三元CB/Ga/硅复合材料的组成依赖性结构演变:实现协同传感与全面的电磁干扰屏蔽
该研究探讨了一种基于硅橡胶、碳黑(CB)和液态金属(LM)镓的三元复合体系,旨在开发一种具有增强多功能性能的柔性材料。在现有研究中,液态金属/弹性体系统主要关注机械增强和热导率,而对其电气建模和电磁屏蔽性能的系统性理解仍显不足。因此,本研究采用硅橡胶作为弹性基体,碳黑作为导电纳米填料,液态金属镓作为导电金属相,构建出一种具有高度灵活性和多性能的复合材料。在制造过程中,剪切分散技术促使镓形成独特的星形结构,这种结构与碳黑导电网络相结合,形成了高效的连续电导路径,从而显著提升了材料的机械强度、应变依赖电阻响应以及电磁干扰(EMI)屏蔽能力。在特定优化条件下,该复合材料在X波段(8.2–12.4 G
来源:Materials Reports: Energy
时间:2025-10-30
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SLM( selective laser melting)制造的316L/TiC功能梯度复合材料中TiC的原位溶解-沉淀过程:微观结构证据与强化机制
钛碳化物(TiC)作为增强相,在316L不锈钢基体中广泛应用于金属基复合材料(MMCs)中。由于其高硬度、高弹性模量、良好的热化学稳定性以及相对较低的密度,TiC被认为是一种理想的增强材料。然而,尽管TiC在提高机械性能方面表现出色,其颗粒尺寸对材料性能的影响仍然存在争议。本文通过直接的多模式证据,研究了在选择性激光熔化(SLM)过程中TiC颗粒的溶解和再沉淀行为,并探讨了颗粒尺寸对固相转变、相演化和强化机制的影响。研究结果为金属基复合材料在增材制造中的优化提供了重要的指导,同时也揭示了TiC颗粒尺寸对功能梯度材料(FGMs)性能的控制作用。在SLM工艺中,材料经历极端的冷却速率和热梯度,这导
来源:Materials & Design
时间:2025-10-30
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β-相氢氧化物引导的内嵌金属位点,用于实现卓越的氢气生产
在当前全球能源需求不断上升、化石燃料逐渐枯竭以及环境问题日益严峻的背景下,开发高效、可持续的能源转换技术成为研究的热点。氢气作为一种清洁、无碳排放的能源载体,因其高能量密度和环保特性,正被广泛视为未来能源系统的重要组成部分。然而,实现氢气的大规模生产仍面临诸多挑战,尤其是在催化剂的设计与性能优化方面。金属单原子催化剂(M–SACs)因其极高的原子利用率和优异的催化活性,被认为是解决这些问题的关键。然而,传统的M–SACs在合成和电催化过程中容易发生聚集,从而降低其性能和寿命。因此,研究者们正在努力开发一种既能保持高催化活性,又能有效防止金属原子聚集的新型催化剂。本研究提出了一种创新的合成方法,
来源:Materials Science and Engineering: R: Reports
时间:2025-10-30
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综述:通过基因工程改良家蚕以增强丝绸的机械性能:综述
在当前快速发展的科技环境中,能量存储技术正成为研究的重点。随着对高性能电子设备需求的增加,传统储能装置如电池和电容器逐渐暴露出一些局限性。电池虽然具备较高的能量密度,但其功率密度较低,且存在充电时间长、循环寿命有限等问题。而电容器虽然具有快速充放电能力和较长的循环寿命,但其能量密度相对不足。因此,超级电容器(Supercapacitor, SC)作为一种介于电池与电容器之间的新型储能装置,因其兼具高能量密度和高功率密度的特性,受到了广泛关注。超级电容器的性能主要依赖于其电极材料,而过渡金属氧化物(Transition-Metal Oxides, TMOs)因其优异的电化学性能和理论上的高比电容
来源:Materials & Design
时间:2025-10-30
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通过协同电子-空穴分离制备ZnO/Fe₃O₄/GO异质结及其光催化降解性能
本研究聚焦于一种新型的纳米复合材料——ZnO/Fe₃O₄/GO(氧化锌/四氧化三铁/氧化石墨烯)的合成与表征,旨在评估其在降解亚甲基蓝(Methylene Blue, MB)方面的光催化性能。随着工业化进程的加快,废水处理成为环境科学和工程领域的重要课题,尤其是在去除有机污染物方面。传统的废水处理方法往往存在成本高、产生二次污染或去除效率不高等问题,因此,开发高效、环保且可重复使用的光催化剂成为研究热点。ZnO作为一种具有优异光催化性能的材料,因其宽禁带(3.2 eV)和强氧化能力而备受关注。然而,ZnO在实际应用中面临回收困难的问题,而Fe₃O₄则因其磁性分离能力成为一种理想的回收手段。为了
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-10-30
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通过热机械耦合控制打破超高强度Cu-3Ti-0.2Fe合金中强度与残余应力之间的矛盾
本研究围绕γ-TiAl合金在高温下的强度与延展性之间的平衡问题展开,重点探讨了层状结构取向对材料性能的影响。γ-TiAl合金作为一种具有广泛应用前景的高温结构材料,其微观结构特征,特别是层状相的取向分布,对力学性能具有显著的调控作用。通过系统化的微观结构设计与多尺度表征技术,研究揭示了层状结构取向在决定材料强度与延展性之间的关键作用,为高温环境下高性能γ-TiAl合金的微结构优化提供了理论依据与设计思路。层状结构在TiAl合金中由交替排列的α₂(Ti₃Al)和γ(TiAl)相组成,这种微观结构赋予了材料独特的力学特性。然而,层状结构的取向差异会显著影响材料在不同载荷条件下的表现。在高温环境下,
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-10-30
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导热石墨填料和硅橡胶对聚乙二醇相变薄膜的热能吸收性能和柔韧性的影响
这项研究聚焦于开发一种具有优异热性能和机械灵活性的相变材料(PCM)复合体系,以应对传统PCM在实际应用中常见的问题,如低热导率、泄漏风险以及体积变化导致的结构不稳定性。研究人员选择了聚乙二醇(PEG,2000 g/mol)作为PCM,因其具有可调的相变温度、高潜热存储能力、化学稳定性、低过冷倾向以及与其他基质的良好兼容性。为了提高PEG与功能化石墨(G)之间的界面相容性,石墨表面通过氧化溶剂、异氰酸酯基团、PEG 600和乙二醇(EG)进行化学修饰,引入了能够与PEG链形成强界面键的活性官能团。这种修饰有效降低了PEG PCM在40次加热/冷却循环后的泄漏率,仅为5.9%,同时保持了80%的
来源:Materials & Design
时间:2025-10-30
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探索新型二维五元XY₂(X = C, Si;Y = C, N, P)单层结构:在光电子应用中具有巨大潜力的候选材料
近年来,二维材料因其独特的物理特性在电子和光电子技术领域引起了广泛关注。其中,二维材料的内在光电效应尤为引人注目,尤其是在低功耗光电子设备的开发方面。本研究提出了一种新型的五边形结构二维材料——penta-XY₂(X = C, Si;Y = C, N, P)单层材料,并通过第一性原理计算系统地研究了其结构稳定性、电子特性以及光电子性能。这些材料基于独特的开罗五边形晶格结构,展现出广泛的机械性能和优异的光电响应能力,为高效率、柔性以及偏振敏感的光电子设备提供了新的可能性。在材料科学的发展历程中,二维材料以其出色的电子、光学和机械性能成为研究热点。这些材料通常表现出高载流子迁移率、可调带隙、强光-
来源:Materials Reports: Energy
时间:2025-10-30
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Au-7.5Ni-1.5Cu合金的变形行为、微观结构表征及其动态再结晶机制
金基合金因其优异的强度、硬度和电导率特性,广泛应用于精密仪器的电接触部件。随着对高性能电接触材料需求的增加,二元金合金逐渐显现出性能上的局限性,因此多元素合金化成为提高性能的重要策略。金镍铜合金(Au-7.5Ni-1.5Cu)在特定的高温变形条件下表现出良好的耐磨性和耐腐蚀性,使其适用于低载荷和低速滑动接触场景。然而,在工业生产过程中,这类合金在热加工时容易产生表面裂纹,这在一定程度上限制了其应用。为了改善其热加工性能,本研究通过热压缩实验,分析了Au-7.5Ni-1.5Cu合金的热变形行为和动态再结晶(DRX)机制。研究中使用了Gleeble-3500热模拟机,实验温度范围设定为750–84
来源:Materials & Design
时间:2025-10-30
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生物炭增强聚乳酸/木塑复合材料的湿热老化行为
本文围绕一种新型可持续复合材料的开发与性能优化展开,该材料由园林废弃物(LW)和聚乳酸(PLA)组成,并通过添加生物炭(BC)以改善其机械性能和抗湿热老化能力。研究的核心目标在于评估BC的添加量(0.5%-4%)对LW/PLA复合材料的性能影响,特别是其在吸水和颜色稳定性方面的表现。研究结果表明,BC的引入在一定程度上能够有效提升材料的耐久性,降低吸水率和厚度膨胀率,并且改善颜色稳定性,从而为开发环保型建筑复合材料提供了理论和技术支持。### 一、背景与意义随着工业化的发展,非可再生能源的消耗不断上升,带来了严重的全球环境问题。与此同时,森林资源的减少和对木材需求的增加,使得寻找可持续的替代材
来源:Materials & Design
时间:2025-10-30
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数字铸造框架设计及其在集成铸造工艺系统开发中的应用
本研究探讨了如何构建一个高效、智能的数字铸造设计系统,以应对当前商用CAD系统在铸造工艺设计方面的不足。铸造行业作为制造业的重要组成部分,其设计流程的优化对于提高产品质量、降低成本以及增强企业竞争力具有重要意义。随着工业4.0和数字化转型的不断推进,铸造行业正逐步向智能化、自动化方向发展。然而,传统CAD系统在处理铸造设计时存在诸多限制,例如缺乏针对铸造工艺的专用工具、设计灵活性不足以及难以实现设计与验证之间的实时交互等。为解决这些问题,本研究提出了一种基于参数化设计、模块化架构以及实时验证机制的综合设计框架,并通过一个名为CIDS(铸造智能设计系统)的原型系统进行验证,证明了该框架在提升设计
来源:Materials Reports: Energy
时间:2025-10-30
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在常温下,利用负载有磁性MoO₃的UiO₆₇催化剂,对柴油燃料进行超快速且高效的同时脱硫和脱氮处理
近年来,随着化石燃料中硫和氮排放对环境的影响日益加剧,开发高效催化工艺以减少这些有害化合物在石油衍生品中的含量成为一项紧迫任务。燃油燃烧过程中产生的硫氧化物和微小金属硫酸盐颗粒不仅污染空气,还对生态系统和人类健康构成威胁。因此,针对燃油中硫和氮化合物的去除技术,尤其是脱硫(Desulfurization)和脱氮(Denitrogenation)工艺,成为研究的重点。在这一背景下,科学家们致力于寻找更高效、更经济的催化剂,以满足日益严格的环保标准。传统上,脱硫和脱氮技术通常被独立开发,但近年来的研究表明,同时去除硫和氮化合物可能更具优势。这不仅能够提升燃油的清洁度,还能降低处理成本。在众多可能的
来源:Materials Advances
时间:2025-10-30