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低温环境下甘氨酸水溶液的分子互作与结构动力学:揭示蛋白质行为的关键机制
Highlight材料西格玛奥德里奇公司提供的99%纯度甘氨酸(分子量75.07 g·mol−1)直接用于实验。使用精度0.0001 g的电子天平(Mettler Toledo ME-204)配制不同摩尔浓度的水溶液。测量采用Roop Telsonic Ultrasonix UX 4400MV探伤仪进行声速检测,该设备以5 MHz高频脉冲精准捕捉分子间相互作用动态。密度(ρ)与粘度(η)随着甘氨酸浓度增加,溶液密度和粘度显著上升(图2)。低温环境进一步强化该趋势,表明分子间堆积密度增强和氢键网络重构。结论声学光谱证实:甘氨酸浓度升高时,超声速度(u)、声阻抗(Z)等参数的增长源于甘氨酸-水氢键
来源:Journal of Molecular Liquids
时间:2025-09-07
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基于胺类低共熔溶剂的水相埃铬黑T高效萃取:实验与密度泛函理论研究
Highlight亮点本研究首次报道了基于长链三辛胺(TOA)与芳香羧酸构建的疏水性DES,在15分钟超短时间内即可实现EBT染料近100%的萃取效率,较传统吸附法显著提升处理速度。DFT计算首次从分子层面揭示了DES-EBT特异性相互作用的本质。Materials材料实验直接使用市售试剂:EBT(99%,Sigma)、TOA(98%,Macklin)、2-羟基苯甲酸(99%,Sigma Aldrich)等。采用涡旋混合器(Ohaus)和离心机(Hettich)进行相分离,UV-Vis分光光度计定量分析。Conclusions结论TOA/2-羟基苯甲酸DES展现出卓越的EBT萃取性能,当VDE
来源:Journal of Molecular Liquids
时间:2025-09-07
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电火花沉积法制备TiAl-γ涂层的响应面优化及其性能研究:厚度、硬度与耐蚀性的协同提升
钛合金因其优异的强度重量比和耐腐蚀性,在航空航天和生物医学领域扮演着关键角色。然而,明星材料Ti6Al4V却存在耐磨性不足的"阿喀琉斯之踵"——其表面在滑动接触时易磨损,且在含氯环境中可能因钒氧化物溶解引发局部腐蚀。更棘手的是,传统表面改性技术如物理气相沉积(PVD)往往面临基体变形和相变控制的挑战。为此,伊朗理工大学的Seyedeh Marzieh Hosseini团队另辟蹊径,采用电火花沉积(ESD)这种微焊接技术,通过瞬时高能脉冲实现TiAl-γ涂层制备,既避免了基体热影响,又保留了金属间化合物的优异性能。研究人员运用实验设计(DOE)结合响应面方法(RSM),在Minitab软件中构建
来源:Journal of Materials Research and Technology
时间:2025-09-07
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焊接速度对6061/7075异种铝合金脉冲MIG焊接接头组织性能及腐蚀行为的调控机制研究
随着轨道交通轻量化需求的日益增长,铝合金因其优异的比强度和耐腐蚀性成为关键结构材料。其中6061(Al-Mg-Si系)和7075(Al-Zn-Mg-Cu系)铝合金分别以良好焊接性和超高强度著称,但两者焊接时面临热影响区(HAZ)软化、热裂纹倾向以及腐蚀性能失衡等挑战。传统研究多聚焦于微观组织和力学性能,对焊接速度这一关键热输入参数如何影响异种接头腐蚀机制的认知仍存在空白。为系统解析焊接速度对6061/7075异种接头性能的调控规律,华北水利水电大学机械学院的Shuai Li团队在《Journal of Materials Research and Technology》发表研究,采用脉冲金属惰
来源:Journal of Materials Research and Technology
时间:2025-09-07
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异质结构Mg-Mn-Ce合金中退火处理-微观组织-热导率关联机制的解析与调控
镁合金因其轻量化特性在汽车和电子散热领域备受关注,但低强度、差塑性和有限的热导率严重制约其应用。近年来,通过塑性变形和退火处理调控微观组织成为提升性能的关键手段,其中Mg-Mn基合金因其潜在的高热导率特性成为研究热点。然而,异质结构合金在退火过程中热导率与力学性能的演变机制尚不明确,特别是高温长时退火下纳米相行为对热传输的影响亟待解析。Chenyue Jiang团队在《Journal of Materials Research and Technology》发表的研究,通过多尺度表征技术揭示了Mg-1.0Mn-0.5Ce(wt%)合金的退火响应机制。研究采用250°C低温挤压制备异质结构初始样
来源:Journal of Materials Research and Technology
时间:2025-09-07
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TIG表面熔覆AlCoCrFeNi2.1Tix高熵合金对球墨铸铁微观结构与摩擦学性能的调控机制研究
球墨铸铁因其优异的铸造性能和力学特性,广泛应用于发动机缸体、曲轴等关键部件。然而,其固有的耐磨性缺陷在高压、高磨损工况下常导致部件早期失效,造成巨大经济损失。传统表面改性技术如激光熔覆虽能提升性能,但存在设备成本高、热应力大等局限。为此,德黑兰大学团队创新性地采用经济高效的TIG技术,在球墨铸铁表面制备AlCoCrFeNi2.1Tix高熵合金熔覆层,相关成果发表于《Journal of Materials Research and Technology》。研究采用球磨预置粉末结合TIG双道熔覆工艺,通过精确控制稀释率(16-18%)确保成分准确性。利用SEM-EDS分析微观结构,XRD鉴定物相
来源:Journal of Materials Research and Technology
时间:2025-09-07
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表面滚压工艺对300M钢螺纹根部疲劳行为及表面完整性的影响机制研究
在航空航天领域,螺栓连接犹如飞行器的"生命线",而其中超过32%的失效事故源于螺纹根部的疲劳断裂。300M钢作为制造关键螺栓的主流材料,虽经热处理后具备1914MPa的超高强度,却因螺纹加工导致的金属流线切断和表面缺陷,使其对应力集中异常敏感。传统车削工艺形成的楔形沟槽表面粗糙度达Sa 0.362μm,成为裂纹萌生的温床。尽管表面强化技术如喷丸、激光冲击等能改善疲劳性能,但表面滚压工艺(SRP)因其兼具低表面粗糙度和显著强化效果的优势,正成为解决这一工程难题的新希望。研究团队通过自主研发的SRP设备,采用180N(SRP-1)、280N(SRP-2)和380N(SRP-3)三组滚压力处理300
来源:Journal of Materials Research and Technology
时间:2025-09-07
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化学镀与热压原位生成化学键实现铜/热固性聚酰亚胺的高强度连接
在现代电子封装领域,铜(Cu)与热固性聚酰亚胺(PI)的连接技术一直面临重大挑战。随着电子设备向微型化、高性能化发展,传统机械连接和胶粘剂连接方式已难以满足高密度互连的可靠性要求。特别是铜与聚酰亚胺这两种热膨胀系数差异显著的材料,在温度循环工况下极易因界面应力集中导致连接失效。更棘手的是,聚酰亚胺表面化学惰性强,与铜难以形成有效的化学键合,这使得开发新型连接技术成为学术界和产业界共同关注的焦点。针对这一技术瓶颈,湖南科技大学机电工程学院的Xiaoming Yue团队在《Journal of Materials Research and Technology》发表创新研究。他们巧妙地将化学镀(E
来源:Journal of Materials Research and Technology
时间:2025-09-07
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中锰钢中奥氏体-铁素体双相组织的高温变形协调性增强机制及其热加工性能优化研究
在汽车工业追求轻量化和安全性能的双重目标下,传统热冲压硼钢面临强度-塑性乘积(PSE)不足的瓶颈。中锰钢因其优异的强塑积和成本优势成为新一代先进高强钢(AHSSs)的候选材料,但其在临界温度区间(Ac1-Ac3)的热变形行为机制尚不明确。与完全奥氏体化的硼钢不同,中锰钢在临界区变形时会形成γ-α双相组织,导致动态再结晶(DRX)行为和应变分配机制更为复杂。山东科技大学材料科学与工程学院的Y. Sun团队在《Journal of Materials Research and Technology》发表研究,通过对比双相(DP)与单相奥氏体(SP)试样在750°C下的高温拉伸实验,结合EBSD、T
来源:Journal of Materials Research and Technology
时间:2025-09-07
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基于顺序硼氧烷/硼酸酯交联策略的高性能疏松纳滤膜孔结构与亲水性调控研究
亮点本研究通过顺序硼氧烷/硼酸酯交联策略,在PAN基底上构建了具有可调微孔结构和增强亲水性的疏松纳滤膜(LNF)。双重交联机制(真空诱导硼羟基缩合形成硼氧环+残余B-OH与NMDG邻二醇形成硼酸酯)实现了孔径精准调控,膜性能显著提升——渗透性达36.2 L m-2 h-1 bar-194.1%)。合成与表征PGMA-g-NMDG通过环氧-胺开环反应合成亲水性聚羟基聚合物(PGMA-g-NMDG):将聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)与N-甲基-D-葡糖胺(NMDG)在无水DMSO中70℃反应24小时(方案1A)。FTIR显示1080 cm-1处特征峰证实仲羟基形成,150 mg/mL),为后续
来源:Journal of Membrane Science
时间:2025-09-07
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原位静电交联构建纳米复合涂层PVDF膜及其油水分离性能研究
Highlight本研究开发了一种简便高效的原位静电交联法(in-situ electrostatic crosslinking),用于制备具有纳米复合涂层的油水分离膜。在非溶剂致相分离(NIPS)过程中,铸膜液中的羧基化F127(F127-COOH)通过原位静电作用将凝固浴中的季铵化SiO2纳米颗粒(SiO2-Q)锚定在膜表面,形成亲水性纳米复合涂层。所制备的膜水下油接触角超过150°,且水接触角在30天测试中保持不变,展现出卓越的稳定性。Synthesis of F127-COOH64如图2a所示,F127-COOH64共聚物通过乳液聚合法合成,其中β-丙烯酰氧基丙酸与F127的摩尔比为6
来源:Journal of Membrane Science
时间:2025-09-07
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疏水烷基链修饰多孔氧化石墨烯-PEBA混合基质膜用于高效丁醇/水渗透汽化分离
Highlight本研究通过温和化学蚀刻法制备多孔氧化石墨烯(PGO),并创新性地采用"区块链"修饰策略将4-十二烷基苯胺共价接枝于PGO表面,成功构建具有面内孔道和层间扩距双传输通道的C12H-PGO/PEBA混合基质膜。长链烷基的引入不仅将PGO层间距从0.82 nm拓展至1.24 nm,还显著增强了材料疏水性(水接触角从38°提升至112°)。Materials氧化石墨烯(GO)购自南京先丰纳米公司,聚醚嵌段酰胺(PEBA 2533)源自阿科玛集团,4-十二烷基苯胺等试剂购自国药化学试剂公司。Fabrication of PGO and C12H-PGO将200 mg GO分散于含5 m
来源:Journal of Membrane Science
时间:2025-09-07
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聚多巴胺辅助沉积金属诱导微孔聚合物中间层制备单价/二价阴离子盐分离膜
Highlight本研究首次合成新型高价态金属诱导微孔聚合物HMMP-2,通过聚多巴胺(PDA)辅助沉积在聚砜(PSF)超滤膜上构建PDA/HMMP-2中间层。该中间层具有亲水性和粗糙表面,能富集更多哌嗪(PIP)单体调控界面聚合(IP)过程,形成厚度仅30.02±4.48 nm的超薄致密聚酰胺(PA)分离层。HMMP-2的精确孔道结构与PDA的强粘附性协同作用,使优化膜NF-PH(5)水通量提升193.53%至20.93 L·m-2·h-1·bar-1,NaCl/Na2SO4分离因子达62.88,突破传统薄膜复合(TFC)膜性能极限。Materials三甲基酰氯(TMC,99%)购自J&am
来源:Journal of Membrane Science
时间:2025-09-07
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辐照FeCrAlY涂层在缺氧流动铅铋共晶中的腐蚀行为与防护机制研究
在核能领域,铅冷快堆(LFRs)因其优异的中子性能和高温热物理性质被视为第四代核能系统的候选者,但结构材料与铅铋共晶(LBE)冷却剂的兼容性问题长期制约其工程应用。特别是在动态流动条件下,材料表面氧化层易受流体剪切力破坏,导致腐蚀速率急剧上升。传统铁素体/马氏体钢和奥氏体钢在流动LBE环境中常因氧化层失效而发生溶解腐蚀。如何提升结构材料在复杂工况下的抗LBE腐蚀能力,成为亟待突破的技术瓶颈。针对这一挑战,四川大学核科学与技术研究所的王荣硕团队在《Journal of Materials Research and Technology》发表研究,通过磁控溅射制备Fe15Cr11Al0.5Y涂层,
来源:Journal of Materials Research and Technology
时间:2025-09-07
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超声椭圆振动切削过程中钨表面位错的生成机制与调控研究
在核聚变装置中,偏滤器作为核心部件承受着高温等离子体的持续轰击,其材料性能直接决定装置运行寿命。钨(W)因其高熔点(3422°C)、高溅射阈值等特性成为偏滤器首选材料,但传统加工方法难以兼顾其表面质量和微观结构控制。现有研究多聚焦于几何精度,而对影响等离子体吸附性能的表面位错演化机制缺乏系统认知,这严重制约了偏滤器在极端环境下的服役性能。为解决这一关键技术瓶颈,大连理工大学高性能精密制造国家重点实验室团队在《Journal of Materials Research and Technology》发表研究,创新性地将分子动力学(MD)模拟与实验验证相结合。研究采用LAMMPS软件构建单晶钨UE
来源:Journal of Materials Research and Technology
时间:2025-09-07
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电子束熔融制备β型钛合金多孔结构的低周疲劳行为及细胞形态调控机制研究
在骨科植入领域,传统钛合金面临两大挑战:一是弹性模量与骨组织不匹配导致的"应力屏蔽效应",二是长期循环载荷下的疲劳失效风险。虽然多孔结构能降低弹性模量并促进骨长入,但现有Ti-6Al-4V合金存在毒性风险且疲劳性能欠佳。更棘手的是,关于增材制造多孔材料的疲劳研究多集中于应力控制高周疲劳(HCF),而实际应用中高应力水平下的低周疲劳(LCF)行为却鲜有报道。来自沈阳工业大学的Y. Han团队在《Journal of Materials Research and Technology》发表研究,采用电子束熔融(EBM)技术制备了两种不同细胞形态的β型钛合金(Ti2448)多孔样品:菱形十二面体(R
来源:Journal of Materials Research and Technology
时间:2025-09-07
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热轧高强度WE43镁稀土合金的系统研究:成形性、微观结构、力学性能与强化机制
镁合金作为最轻的金属结构材料,在航空航天、汽车工业等领域展现出巨大应用潜力。其中WE43(Mg-4Y-3Nd-0.5Zr)镁稀土(RE)合金因其优异的比强度和耐蚀性,已成为最成功的商用镁合金之一。然而当前WE43合金主要通过传统铸造方法制备,存在晶粒粗大(约31μm)、铸造缺陷等问题,导致其强度(屈服强度仅125MPa)远未达到稀土元素应有的强化效果。更关键的是,昂贵的稀土元素(Y、Nd)未能充分发挥价值,这既增加了成本又限制了工程应用。如何通过简便、低成本的加工工艺提升WE43合金性能,成为学术界和工业界共同关注的难题。针对这一挑战,Ming Sun团队在《Journal of Materi
来源:Journal of Materials Research and Technology
时间:2025-09-07
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纳米孪晶辅助动态再结晶实现纳米晶CrMnFeCoNi高熵合金高强度与高塑性的协同提升
Highlight本研究通过磁控溅射技术成功制备了具有高密度预制纳米孪晶的纳米晶CrMnFeCoNi高熵合金(NTNC HEA)。该合金呈现单一的面心立方(FCC)结构,平均柱状晶粒尺寸约60纳米。微柱压缩测试表明,其屈服强度高达2.3 GPa,压缩应变超过40%。变形过程中,纳米孪晶辅助动态再结晶(ntDRX)机制被激活,在剪切带内形成等轴纳米晶。这些新生晶粒通过增加界面密度阻碍位错运动,使流变应力提升至2.75 GPa,同时新生晶界(GBs)促进大应变下的晶界介导变形,显著改善塑性。Discussion研究揭示了ntDRX的双重作用机制:一方面,位错在孪晶界(TBs)处累积并通过重排形成亚
来源:Journal of Materials Science & Technology
时间:2025-09-07
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极化增强型亚5纳米Janus MoSiGeN4场效应晶体管:高性能与低功耗应用的突破
Highlight本工作通过系统理论研究阐明:与MoSi2N4和MoGe2N4相比,Janus MoSiGeN4单层材料因其不对称结构产生的本征极化场(polarization field),在与外电场协同作用下显著提升器件性能。Method and computational details所有计算均基于QuantumATK软件完成,采用广义梯度近似(GGA-PBE)泛函,设置15 Å真空层以避免周期性干扰,截断能设为100 Hartree,确保计算精度。The types of 2D channel materials如图1(a)所示,二维短沟道FET的通道材料可分为两类:非极性半导体(如
来源:Journal of Materials Science & Technology
时间:2025-09-07
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生物质碳量子点界面调控策略提升铝空气电池抗腐蚀与电化学性能
Highlight本研究通过槐叶衍生碳量子点(SCDs)的界面调控策略,显著提升了碱性铝空气电池(AABs)的性能。SCDs在铝表面形成稳定的平行构型吸附膜,有效抑制了阳极腐蚀并优化了电化学反应动力学。Materials and chemicals铝样品(纯度99%)经400-2000目砂纸打磨后,依次用乙醇和超纯水清洗。电解液为4 M氢氧化钠溶液(分析纯)。Preparation and characterization of SCDs如图1(a)所示,SCDs通过水热法制备。在紫外光下呈现蓝色荧光,原子力显微镜(AFM)显示其球形形貌(2-4 nm),透射电镜(TEM)进一步证实了准球形结
来源:Journal of Materials Science & Technology
时间:2025-09-07