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生物基呋喃-亚胺二醇衍生的聚氨酯复合材料:基于5-HMF的绿色合成与性能表征
随着化石燃料的过度消耗和全球气候变化的加剧,开发可再生资源替代石油基材料已成为当务之急。在众多生物质平台化合物中,5-羟甲基糠醛(5-HMF)因其独特的呋喃环结构和双官能团特性,被誉为"沉睡的巨人"。这种来源于纤维素和半纤维素脱水反应的六碳化合物,不仅能够桥接生物质与石化资源,还可衍生出2,5-呋喃二甲酸(FDCA)等高附加值化学品。然而,如何将这种生物基分子高效转化为具有实用价值的高分子材料,仍是当前绿色化学领域的重要挑战。Nikhil Borane等研究人员在《Next Materials》发表的研究,开创性地将5-HMF与不同二胺(邻苯二胺、对苯二胺和1,8-萘二胺)通过缩合反应制备出三
来源:Next Materials
时间:2025-08-30
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智能光防护用非线性光学限幅VO2薄膜的相变调控与性能优化
在激光武器和精密光学设备快速发展的今天,高功率激光对眼睛和传感器的威胁如同悬顶之剑。传统光学限幅材料如有机聚合物和半导体虽能吸收强光,但存在响应慢、需要外部能源等瓶颈。而二氧化钒(VO2)这种"智能变色龙"材料,能在飞秒级完成绝缘体到金属态的相变(IMT),理论上可构建自触发式光屏障。但现有研究多聚焦近红外波段,对中红外通信窗口(3.5 μm)的防护仍面临相变温度过高、依赖外部加热等难题。为解决这一挑战,Huan Guan团队在《Next Materials》发表的研究中,创新性地将高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)与钨(W)掺杂策略结合,开发出室温工作的VO2光学限幅器。研究人员首先通过时域
来源:Next Materials
时间:2025-08-30
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倾斜多孔介质中Casson流体的非线性自由对流与热传导特性研究
在工程和生物医学领域,非牛顿流体在复杂环境中的流动与传热行为一直是研究热点。Casson流体作为一种典型的屈服应力流体,其流动特性与血液、聚合物溶液等生物医学和工业流体密切相关。然而,传统研究多局限于线性假设下的简单流动,对倾斜多孔介质中考虑非线性效应的Casson流体自由对流问题缺乏系统研究。特别是在涉及非达西阻力、非线性热对流和复杂边界条件时,现有理论模型和数值方法面临巨大挑战。本研究采用谱准线性化方法(SQLM)结合Chebyshev谱配置法,求解了倾斜多孔介质中Casson流体的非线性自由对流问题。通过建立包含Forchheimer阻力、非线性Boussinesq近似和局部非热平衡效应
来源:Next Materials
时间:2025-08-30
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恒定质量AL-6XN钢与CFRP复合高效防护结构在空气爆炸载荷下的设计与性能研究
在恐怖袭击和工业事故频发的背景下,爆炸冲击波对建筑结构和人员安全造成严重威胁。传统防护结构如实体钢板(SP)虽能抵御冲击,但重量大、耗材多;而加筋板(STP)和蜂窝夹层板(SWP)虽能减轻重量,但其在等质量条件下的抗爆性能对比尚不明确。更关键的是,现有研究往往忽略核心参数(如蜂窝高度、胞元尺寸)对恒定质量夹层板性能的影响,且缺乏CFRP(碳纤维增强聚合物)杂交方案的优化研究。这些空白使得防护结构设计难以兼顾轻量化与高效抗爆的需求。为回答这些问题,Murlidhar Patel和Shivdayal Patel团队在《Next Materials》发表研究,采用动态显式有限元方法,系统比较了等质量
来源:Next Materials
时间:2025-08-30
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锂铁磷酸盐电池荷电状态分层热失控的多模态同步监测平台研究及其安全优化意义
随着全球能源转型加速,锂离子电池(LIBs)已成为电动汽车和电网储能的"心脏",而锂铁磷酸盐(LiFePO4或LFP)电池因其高安全性和长循环寿命备受青睐。然而这颗"绿色心脏"存在致命隐患——热失控(Thermal Runaway, TR),这种自持放热反应链可在数秒内引发电池爆燃。更棘手的是,电池荷电状态(State of Charge, SOC)如同"能量闸门",显著影响TR的触发阈值和烈度,但传统检测方法如同"盲人摸象",仅能捕捉单一参数,无法揭示SOC分层的热-气-烟多维度耦合机制。山东科技大学安全与环境工程学院的Longfei Han、Mengdan Zhang团队在《Next En
来源:Next Energy
时间:2025-08-30
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Ti94Fe1Cu1Sn4合金的电化学行为与细胞毒性评估:一种新型骨科植入材料的突破性研究
随着全球每年超过百万例骨科植入手术的需求激增,传统钛合金Ti-6Al-4V的局限性日益凸显——其含有的铝和钒可能引发过敏反应、神经系统毒性(如阿尔茨海默病风险),且长期植入后离子释放问题备受关注。更棘手的是,现有材料难以兼顾力学性能(如弹性模量110-120 GPa与骨组织不匹配)和生物安全性。俄罗斯国立研究技术大学的Vasily A. Bautin团队为此设计了一种革命性解决方案:通过引入低毒性元素铁(Fe)、铜(Cu)和锡(Sn),开发出Ti94Fe1Cu1Sn4合金,相关成果发表在《Next Materials》上。研究团队采用电弧熔炼结合单道次轧制(750°C)制备合金,通过扫描电镜(
来源:Next Materials
时间:2025-08-30
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光活化吩噻嗪化合物将硫染纤维素纤维织物转化为高效抗菌抗病毒材料的研究
随着COVID-19大流行和超级耐药菌的蔓延,自消毒材料的需求日益迫切。传统抗菌手段如金属纳米颗粒、季铵盐等存在毒性、易洗脱或光依赖性等缺陷。而吩噻嗪类化合物(PTZs)因其独特的光化学性质,在光照下可生成稳定的阳离子自由基和活性氧物种(ROS),展现出长效抗菌潜力。然而,工业染料中PTZs结构的抗菌机制尚未明确,这成为该领域的关键空白。为填补这一空白,巴西联邦大学ABC中心的研究团队以硫黑(SB)和氟奋乃静(FP)为模型,首次系统研究了工业PTZ染料的抗菌抗病毒性能。通过紫外-可见光谱(UV-vis)和电子顺磁共振(EPR)技术,证实FP和SB在棉织物(100%C)中可形成稳定阳离子自由基(
来源:Next Materials
时间:2025-08-30
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氧空位工程将海水氯离子从腐蚀因子转变为OER促进剂并应用于锌-海水电池
海洋覆盖了地球71%的面积,蕴含着巨大的能源开发潜力。其中,锌-海水电池(ZASB)因其高能量密度、环境友好和低成本等优势,被视为海洋能源存储的理想选择。然而,海水中高浓度的氯离子(Cl−)就像一把双刃剑——既是取之不尽的电解质来源,又是导致氧析出反应(OER)催化剂快速失活的"元凶"。传统镍铁氧体(NiFe2O4)催化剂在淡水环境中表现优异,但在海水电解时,Cl−会腐蚀活性位点,导致电池性能急剧下降。如何驯服这个"海洋恶魔",将其从腐蚀因子转变为反应助力,成为研究人员亟待解决的难题。香港理工大学的研究团队在《Nano Materials Science》发表了一项突破性研究。他们独辟蹊径,不
来源:Nano Materials Science
时间:2025-08-30
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MIL-120(Al)金属有机框架材料在湿甲醇吸附中的选择性调控机制研究
在工业分离和气体纯化领域,甲醇与水的分离一直是个棘手难题。这两种分子不仅尺寸相近(甲醇动力学直径3.6 Å,水2.65 Å),极性也相似,使得传统吸附剂如活性炭和沸石往往难以实现高效分离。更麻烦的是,在催化CO2加氢制甲醇的Sorption Enhanced Reaction Production (SERP)过程中,产物甲醇和水蒸气总是相伴而生,如何选择性去除水成为提高反应效率的关键。金属有机框架材料(MOFs)因其可调控的孔道结构和表面化学性质,为解决这一难题带来了新希望。法国蒙彼利埃大学的Philippe Trens团队将目光投向了具有一维孔道的铝基MOF材料MIL-120(Al)。这种
来源:Microporous and Mesoporous Materials
时间:2025-08-30
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酸辅助后合成法构建富钛无硼MWW型分子筛用于高效烯烃环氧化
Highlight本研究通过调控纯硅ITQ-1前驱体的尺寸与形貌,结合Ti(SO4)2/H2SO4酸溶液后处理策略,实现了无硼Ti-MWW分子筛中钛物种的高效植入。旋转速率实验表明:减小前驱体尺寸可暴露更多硅醇巢缺陷位,使钛负载量突破3.7 mol.%的行业纪录,其中开放位点与封闭位点骨架钛的协同作用大幅提升烯烃环氧化催化效率。Results and Discussion扫描电镜(SEM)显示:静态合成的ITQ-1-0rpm呈6-10μm六方片层堆叠结构,而150rpm旋转合成的ITQ-1-150rpm形成自支撑超薄纳米片(200-500nm)。这种形貌演化使后者比表面积增加3倍,钛植入量提升
来源:Microporous and Mesoporous Materials
时间:2025-08-30
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时间分数阶扩散与高阶方程改进无网格有限积分法:基于QIP-M-SCI的高精度数值解
Highlight本研究亮点在于开发了结合二次插值(QIP)与修正移位切比雪夫积分(M-SCI)的创新算法,实现了时间分数阶模型的高效求解。Conclusions1.时间离散化中,QIP方案比传统L1方案精度提升显著,在0<>3-α)收敛阶2.空间处理采用M-SCI方案,通过解析构建高阶积分矩阵,完美适应四阶微分算子3.数值实验验证了该方法在模拟亚扩散现象和复杂记忆效应系统的优越性Section snippets时间离散化的L1方案定义2.1 Caputo分数阶导数(见式(10))在0<>IFIM与修正移位切比雪夫积分通过重构SCP基函数(式(18)),M-SCI方案实现了积分矩阵的解析推导,
来源:Mathematics and Computers in Simulation
时间:2025-08-30
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双金属AgNi共催化剂修饰g-C3N4纳米片实现高效光催化产氢
随着全球能源危机和环境问题日益严峻,开发清洁可再生能源成为当务之急。氢能因其高能量密度和零碳排放特性被视为理想能源载体,而光催化水分解制氢技术因其直接利用太阳能的特点备受关注。然而,传统光催化剂如石墨相氮化碳(g-C3N4)存在光吸收范围窄、电荷复合快等瓶颈问题。尽管单金属助催化剂可部分改善性能,但如何通过材料设计实现光生电荷的高效分离与利用仍是重大挑战。在这项发表于《Materials Today Sustainability》的研究中,Li-Juan Sun团队创新性地将银镍双金属(AgNi)纳米颗粒负载于g-C3N4纳米片上。通过系统的实验表征和理论计算,发现这种双金属助催化剂能产生显著
来源:Materials Today Sustainability
时间:2025-08-30
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基于蒸发面与水泵分离策略的太阳能蒸发器效率提升与抗盐垢机制研究
随着全球淡水资源的日益紧缺,太阳能驱动海水淡化技术因其零碳排放和可持续性成为研究热点。然而,传统太阳能蒸发器面临三大挑战:蒸发效率低、盐分结晶堵塞水路以及热损失严重。这些问题如同"三座大山",阻碍了该技术的实际应用。以盐结晶为例,随着海水蒸发,溶解的盐类会在蒸发表面沉积,形成矿物结垢,不仅降低蒸发效率,还会造成设备损坏。针对这些难题,来自韩国中央大学(Chung-Ang University)的Hoyeon Kim、GyuHeon Im和Jonghwi Lee团队在《Materials Today Sustainability》发表了一项创新研究。他们设计了一种革命性的太阳能蒸发器,首次将蒸发
来源:Materials Today Sustainability
时间:2025-08-30
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综述:超越静态支架:葡萄糖响应性水凝胶作为组织工程的动态智能平台
引言作为再生医学的核心领域,组织工程通过整合细胞、生物材料和生物活性分子来修复受损组织。传统支架材料难以模拟天然组织的动态生理微环境,而智能材料尤其是葡萄糖响应性水凝胶的出现为解决这一问题提供了新思路。这类水凝胶能根据环境葡萄糖浓度动态调节其结构和功能特性,实现精准药物释放和组织修复。葡萄糖的生理与病理作用葡萄糖是细胞代谢的主要能量来源,其动态浓度变化与糖尿病、恶性肿瘤等病理状态密切相关。高糖微环境会通过以下途径破坏组织稳态:1.皮肤组织:加速细菌增殖,激活多元醇和己糖胺代谢途径,导致晚期糖基化终末产物(AGEs)积累,抑制抗氧化系统并诱发慢性炎症。2.骨/软骨组织:抑制成骨细胞分化,促进骨小
来源:Materials Characterization
时间:2025-08-30
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4H-SiC晶体各向异性对纳米切削机制的原子尺度研究及其在超精密加工中的应用
Highlight• 4H-SiC单晶纳米切削显著受晶体各向异性影响。在相同切削深度下,Z组晶向展现出更小的平均切向力和法向力(降幅达18%),且切削力波动幅度最低,表现出最优异的切削稳定性。Cutting force(切削力)当研究4H-SiC晶体各向异性对切削力的影响时,由于刀具两侧原子力的相互抵消,侧向力Fy始终在0N附近波动。因此本文重点分析了晶体各向异性对切向力Fx和法向力Fz的影响。不同切削深度下各晶向的切向力和法向力对比表明:在ap=4nm深度时,晶向产生的切削力波动最为剧烈,而晶向则展现出"平滑如丝"的切削力曲线。Conclusions(结论)1.4H-SiC单晶纳米切削具有显
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-08-30
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4H-SiC晶体纳米切削各向异性机制及其超精密加工优化研究
Highlight分子动力学模拟揭示4H-SiC纳米切削的"晶体密码":研究构建了6种不同晶向的切削模型,发现(0001)晶面方向就像"顺纹切割木材",展现出最小的切削力波动(平均切向力降低23%)和最稳定的切削过程。Cutting force(切削力)当钻石刀具在4H-SiC表面"翩翩起舞"时,横向力Fy始终在0N附近摇摆——这是原子级作用力相互抵消的完美平衡。但真正的表演在切向力Fx和法向力Fz的舞台上:(0001)晶面方向就像踩着优雅的华尔兹舞步,不仅切削力数值更小,其波动幅度也比其他晶向降低了40%,展现出令人惊叹的加工稳定性。Conclusions(结论)• 晶体取向是4H-SiC纳
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-08-30
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4H-SiC晶体纳米切削各向异性机制及其超精密加工优化研究
Highlight• 4H-SiC单晶纳米切削显著受晶体各向异性影响。在相同切削深度下,Z组晶向表现出更小的平均切向力和法向力,且切削力波动最小,展现出最优切削稳定性。• 在切削深度ap = 4 nm时,晶向实现最小极限切削深度,其产生的切屑分离层比晶向更接近加工表面。Conclusions1.4H-SiC单晶纳米切削显著受晶体各向异性影响。在相同切削深度下,(0001)晶面晶向展现出更小的平均切向力(Fx)和法向力(Fz),且切削力曲线波动幅度更低,证明该取向具有最优切削稳定性。2.无论切削深度如何变化,(0001)晶面的极限切削深度始终小于(1000)晶面。当其他参数不变时,(0001)晶
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-08-30
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氧含量对β-Ga2O3薄膜p型导电性能的影响机制研究
Highlight• 4H-SiC单晶纳米切削显著受晶体各向异性影响。在相同切削深度下,Z组晶向表现出更小的平均切向力和法向力,且切削力波动最小,展现出优异的切削稳定性。• 在ap = 4 nm切削深度时,晶向实现最小极限切削深度,产生的切屑分离层比晶向更接近加工表面。Conclusions1.4H-SiC单晶纳米切削显著受晶体各向异性影响。在相同切削深度下,(0001)晶面晶向展现出更小的平均切向力(Fx)和法向力(Fz),且切削力曲线波动幅度更低,证明该晶向具有最优切削稳定性。2.无论切削深度如何变化,(0001)晶面的极限切削深度始终小于(1000)晶面。当ap = 4 nm时,晶向产生
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-08-30
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六氢化物钙钛矿A2(Pd/Pt)H6的结构稳定性与储氢性能的第一性原理研究
在全球能源危机与环境污染的双重压力下,氢能因其清洁高效特性成为可再生能源研究的热点。然而,氢气的储存与运输技术仍是制约其大规模应用的关键瓶颈。传统ABH3型氢化物虽被广泛研究,但A2BH6型六氢化物的储氢潜力尚未充分挖掘。尤其对于含贵金属Pd/Pt的六氢化物,其高容量储氢性能与物理性质的系统性研究仍属空白。这项发表于《Materials Chemistry and Physics: Sustainability and Energy》的工作,通过第一性原理计算揭示了A2(Pd/Pt)H6材料的独特价值。研究采用密度泛函理论(DFT)结合VASP软件包,利用PAW赝势和HSE06杂化泛函精确计算
来源:Materials Chemistry and Physics: Sustainability and Energy
时间:2025-08-30
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电感耦合等离子体射流预处理SiCp/Al复合材料的多物理场模拟与实验研究:提升航空航天材料精密加工性能的新策略
在航空航天领域,高体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al)因其优异的强度重量比和热稳定性备受青睐,但SiC颗粒的高硬度却成为精密加工的“绊脚石”——传统加工中刀具磨损严重、表面粗糙度难以控制,成为制约其工程应用的瓶颈。现有研究多聚焦于刀具优化或参数调整,却始终未能从根本上解决SiC颗粒带来的负面影响。为突破这一困局,哈尔滨工业大学的Zhigao Chen、Bo Wang等团队独辟蹊径,提出了一种非接触式的电感耦合等离子体(ICP)射流预处理技术。这项发表于《Materials Chemistry and Physics: Sustainability and Energy》的研究,
来源:Materials Chemistry and Physics: Sustainability and Energy
时间:2025-08-30