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可重构褶皱表面:面向大温差环境动态热管理与红外伪装的新型智能材料
亮点我们设计的褶皱表面在2–20 μm光谱范围内展现出0.02–0.65的超宽发射率调节范围——这相当于让材料在红外波段既能"隐形"(低发射率态)又能"发光"(高发射率态)。这种"变形金刚"般的特性源自两个协同机制:拉伸时裂纹像蜘蛛网般蔓延增加光散射,同时褶皱从三维波浪形(wrinkles)被拉平成二维镜面(plain),就像把揉皱的锡纸展开的过程。可重构褶皱表面的设计与性能如图1(a)所示,这种"智能皮肤"由柔性Ecoflex™基底和纳米级金薄膜组成。当垂直于初始褶皱方向(x轴)施加拉伸应变时,表面会经历三重变身:① 褶皱振幅先增大;② 达到临界应变后褶皱神奇地消失;③ 继续拉伸则裂纹像干旱
来源:Materials Today Physics
时间:2025-08-05
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新型MgBH3(B=Al/Si/P/S)钙钛矿材料的DFT预测及其高性能固态储氢应用研究
亮点全球变暖与不可再生能源枯竭的双重危机下,氢能因其零污染特性成为理想替代品。本研究通过剑桥串行总能量包(CASTEP)首次揭示了MgBH3(B=Al/Si/P/S)钙钛矿家族的储氢潜力——这些"能源海绵"不仅能稳定锁住氢气,还会在受压时像弹簧一样展现独特力学响应!计算细节我们采用广义梯度近似(GGA-PBE)和超软赝势(USPP),让镁原子(电子构型2s22p63s2)与不同B元素在虚拟实验室中"碰撞"。就像拼装乐高积木,通过调整截断能(500 eV)和k点网格(8×8×8),确保每个原子都找到最舒适的量子力学座位。几何优化与结构特性立方晶格的镁基钙钛矿(空间群Pm-3m)在计算机中完成"形
来源:Materials Today Physics
时间:2025-08-05
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聚苯胺包覆NH4+预插层MoO3纳米带构筑高性能水系锌离子电池负极材料
Highlight本研究成功合成NH4+插层且聚苯胺(PANI)包覆的MoO3纳米带(PANI@(NH4)xMoO3),作为水系锌离子电池(AZIBs)负极材料展现出卓越的倍率性能和超长循环寿命。NH4+插层与PANI涂层的协同效应显著增强了材料的电化学动力学性能。Results and discussions如图1a所示,通过水热法将NH4+预插层到MoO3前驱体,再经PANI封装获得目标材料。X射线衍射(XRD)显示(图1b),所有样品均保持α-MoO3特征峰(PDF 00-005-0508)。与原始MoO3相比,NH4+插层样品层间距明显扩大,0.6-PANI@(NH4)xMoO3更展现
来源:Materials Today Physics
时间:2025-08-05
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可再生木材生物炭作为稳定镁金属阳极的离子传导保护层
Highlight本研究首次证实竹炭(BCs)可作为高效的Mg2+传导界面层,其独特的结构特性(如羧基/羟基官能团、0.38 nm超大层间距)显著提升了离子电导率(σi/σe比值优化)。通过熔融镁压力渗透技术,成功构建了具有连续离子通道的3D-BCs/Mg复合阳极,同步解决了传统镁阳极的钝化问题和合金阳极的体积膨胀缺陷。Multi-scale characterization of the HCs高分辨透射电镜(HRTEM)分析显示,BCs的乱层结构(turbostratic stacking)和纳米级孔隙形成了"离子高速公路"。X射线光电子能谱(XPS)证实其表面含氧官能团(C=O, C-O
来源:Materials Today Physics
时间:2025-08-05
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基于微观结构模拟机器学习的SPS纳米钨粉烧结体热导率优化研究
HighlightSi含量对Cu-Ti-Si钎料微观结构和性能的影响图2展示了SiC/Cu-5Ti/MA956 ODS钢钎焊接头在1000℃/10min条件下的界面形貌。未添加Si的Cu-5Ti钎料(熔点1037.4℃)在1100℃时与SiC基体发生剧烈界面反应,形成25.2μm厚的SiC分解层。过高的钎焊温度会加速Cu诱导的SiC陶瓷分解,产生脆性Cu-Si化合物和低强度石墨相。讨论为阐明Cu-Ti-5Si钎焊接头形成机制,图12展示了接头形成过程示意图:液相形成阶段:当钎料达到熔点时开始熔化,液态Cu-Ti-5Si与SiC和MA956基体发生反应;等温凝固阶段:Ti元素优先与SiC反应生成
来源:Materials Today Communications
时间:2025-08-05
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Cu-Ti-Si钎料抑制SiC陶瓷分解机制及SiC/MA956 ODS钢钎焊接头性能优化研究
HighlightCu-Ti-5Si钎料通过以下创新机制实现性能突破:硅元素降低钎料熔点至960℃,同时其低热膨胀系数(CTE=2.36×10-6 K-1)缓解热应力;热力学抑制分解反应:Cu(l)+SiC(s)→Cu(Si)(l)+C(s),使SiC分解层厚度从25.2μm(Cu-5Ti钎料)降至纳米级。Materials and methods采用电弧熔炼法制备200μm厚Cu-Ti-Si钎料箔片,在10-3 Pa真空炉中实现SiC/MA956连接。通过EPMA和XRD解析界面微区成分,发现TiC/Ti5Si3多层结构是应力缓冲的关键。Discussion钎焊接头形成机制四阶段模型:液相形
来源:Materials Today Communications
时间:2025-08-05
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Cu-Ti-Si钎料钎焊SiC陶瓷/MA956 ODS钢的微观结构演变与剪切强度优化研究
HighlightCu-Ti-Si钎料钎焊SiC陶瓷与MA956 ODS钢的界面结构呈现典型分层特征:SiC/Cu6.69Si+石墨/TiC/Ti5Si3/TiCuSi+Ti5Si3+Cu(s,s)/TiCuSi+Cu(s,s)/TiFeSi+Cu(s,s)/MA956。仅在1020°C最高钎焊温度下观察到SiC的连续层状分解产物,而保温时间对分解程度影响甚微。Discussion图12展示了SiC/Cu-Ti-5Si/MA956 ODS钢接头形成机制示意图,其过程可分为:液相形成阶段:当钎料达到熔点后,Cu-Ti-Si熔体开始润湿母材;界面反应阶段:熔融钎料与SiC反应生成TiC和Cu-Si
来源:Materials Today Chemistry
时间:2025-08-05
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La掺杂与AgO负载g-C3N4异质结协同增强光催化分解水制氢性能研究
在能源危机与环境问题日益严峻的背景下,太阳能驱动的水分解制氢技术被视为实现碳中和的关键路径。然而,传统光催化剂如石墨相氮化碳(g-C3N4)面临电荷复合快、可见光利用率低的瓶颈。中南大学化学化工学院的研究团队创新性地将稀土La掺杂与窄带隙AgO纳米颗粒负载相结合,构建了具有定向电荷转移通道的Z型异质结催化剂,相关成果发表于《Materials Today Catalysis》。研究采用超声辅助湿法浸渍制备La掺杂g-C3N4纳米片(LCN),并通过氧化还原反应在表面锚定AgO纳米颗粒。通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)证实了异质结的成功构建,紫外-可见漫反
来源:Materials Today Catalysis
时间:2025-08-05
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水辅助固相反应法合成Cs2ZnBr4钙钛矿微晶用于增强低剂量医用X射线传感
亮点化学品所有化学品均直接购自商业渠道并用于CZB微晶合成:溴化铯(CsBr)、溴化锌(ZnBr2)、油胺(OAm,C18H37N)和甲苯(C6H5CH3)购自印度Sisco研究所,乙醇(C2H5OH)和油酸(OA,C18H34O2)来自德国默克公司,实验全程使用超纯去离子水(18.25 MΩ·cm)。CZB微晶制备(注:原文此部分内容缺失,根据上下文推测为固相反应流程)PXRD分析前人研究证实CZB呈正交晶系单相结构(Pnma空间群),具有零维金属卤化物钙钛矿特征——Zn2+与Br-形成孤立[ZnBr4]2-四面体,Cs+阳离子填充间隙。衍射峰与JCPDS标准卡片(此处省略编号)完美匹配。结
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-08-05
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DDAB驱动的CsPb(Br0.8I0.2)3量子点表面钝化与电荷动力学研究:蒽醌与苯醌相互作用机制及其光电器件应用价值
Highlight本研究通过双十二烷基二甲基溴化铵(DDAB)表面修饰,系统揭示了混合卤素钙钛矿量子点(CsPb(Br0.8I0.2)3 QDs)与氧化还原分子(蒽醌AQ/苯醌BQ)的界面电荷转移动力学。光谱分析显示,DDAB钝化使激子寿命从9.2 ns延长至28.4 ns,非辐射复合通道抑制率达67%,光致电子转移(PET)效率提升3.8倍。Results and discussion图1(a)展示热注射法合成量子点的关键步骤:铅前驱体溶液(120°C)→原始量子点(Pure-QDs)→DDAB处理后量子点(DDAB-QDs)。XRD显示DDAB处理使晶格收缩0.23 Å,PLQY从54%提
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-08-05
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综述:多功能自组装单分子层在钙钛矿光电器件中的应用
多功能自组装单分子层在钙钛矿光电器件中的应用金属卤化物钙钛矿材料因其优异的光电性能和缺陷容忍度,引发了光电器件领域的革命性变革。然而,钙钛矿薄膜与电荷传输层(CTLs)界面处的严重电荷复合问题制约了器件性能。自组装单分子层(SAMs)作为一种超薄有机分子层,通过自发吸附在基底表面形成高度有序结构,为解决界面问题提供了新思路。SAMs的设计与沉积方法SAMs通常由锚定基团、连接基团和末端基团三部分组成。锚定基团(如−PO3H、−COOH)与基底(如ITO、SnO2)形成强键合;连接基团(烷基链或共轭结构)构建分子骨架;末端基团则与钙钛矿层相互作用。沉积方法包括旋涂、浸渍和共沉积技术,其中旋涂适用
来源:Materials Today
时间:2025-08-05
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高湿度气流退火促进钙钛矿太阳能电池晶粒定向生长的机制研究
Highlight本研究开发了一种创新型退火装置,通过极端湿度(约12 mol%)热气流(HAF)动态处理钙钛矿薄膜。相比静态退火对照组(Ref),该工艺使晶粒尺寸增大50%,PbI2副相减少,并诱导形成自上而下的垂直排列晶体结构。Results and discussion实验采用自制退火系统,对比了干燥/潮湿HAF(流速7.5-15 cm/s)与传统热板退火(相对湿度6-8%)。XRD分析显示,高湿度气流促进MAPbI3(110)晶面择优取向,晶粒尺寸从450 nm增至680 nm。SEM证实薄膜孔洞减少,厚度从480 nm提升至530 nm。Conclusion湿度辅助退火通过"溶解-再
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-08-05
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多尺度模拟揭示冷却管对直拉硅晶体中COP缺陷的抑制机制
Highlight本研究通过多尺度建模揭示了冷却管在直拉硅晶体生长中的关键作用:通过增强热场调控,显著抑制晶体原生颗粒(COP)的形成。CZ工艺简介0.3 mm2/°C·min时,空位主导的缺陷(如COP)会显著增加。COP的实验检测从晶体不同轴向位置截取的晶圆显示,冷却管的引入使COP密度降低74%,激光粒子计数证实缺陷分布更均匀。结果有限元模拟表明:冷却管使轴向温度梯度提升1.6倍,空位扩散窗口缩短35%,有效抑制了空位团簇(void)的成核与生长。讨论冷却管通过三重机制发挥作用:(1) 加速晶体凝固,(2) 降低空位过饱和度,(3) 减少空位扩散时间。这些发现与半导体行业对高良率晶圆的需
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-08-05
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高效制备与相变行为:微米级钨掺杂二氧化钒单晶的突破性研究
Highlight我们首次通过高效简便的表面热氧化法成功制备出微米级钨(W)掺杂二氧化钒(VO2)单晶。这些晶体呈现独特的棒状形貌,具有约10μm宽、300μm长的矩形截面。相变行为通过差示扫描量热法(DSC)和原位X射线衍射(XRD)分析证实了可逆的金属-绝缘体转变(MIT)特性。研究发现:W掺杂在0-0.6 at.%浓度范围内,能以52°C/at.%的惊人速率线性降低VO2的MIT温度升降温速率会显著影响测量的相变温度原位XRD显示所有W掺杂VO2单晶都直接从M1相转变为R相生长机制提出了微米级W掺杂VO2单晶的生长和MIT机制。特别值得注意的是,这种棒状晶体的尺寸远超此前报道的纳米级W掺
来源:Materials Characterization
时间:2025-08-05
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固体氧化物电解池功能层设计的多目标优化框架:提升电化学性能与成本效益的协同策略
在全球能源转型背景下,氢能作为清洁能源载体备受关注。固体氧化物电解池(SOEC)因其高达84%的电能-氢能转换效率成为研究热点,但高昂的材料成本和复杂的电化学-热力学耦合问题制约其商业化进程。传统设计方法往往孤立优化性能或成本,难以满足实际工程需求,亟需建立兼顾多目标的系统化设计框架。韩国仁荷大学机械工程系的研究团队在《Materials Letters: X》发表研究,创新性地将计算流体力学(CFD)、机器学习与智能算法相结合,构建了功能层(FLs)厚度(δFFL/δAFL)和孔隙率(εFFL/εAFL)的多目标优化平台。通过拉丁超立方采样生成120组训练数据,采用MLP神经网络建立代理模型
来源:Materials Letters: X
时间:2025-08-05
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铜插层与掺杂调控NiTe2电化学性能的机制研究及其在超级电容器中的应用
在能源危机与环境污染的双重压力下,开发高效稳定的储能器件成为全球科研热点。尽管锂离子电池占据市场主导地位,但其缓慢的充放电速率和安全隐患促使科学家将目光投向超级电容器(SCs)。这类器件凭借高功率密度和快速充放电特性备受关注,但其核心瓶颈在于电极材料的性能优化。层状过渡金属二碲化物(LTMDs)因其独特的夹层结构和丰富的氧化还原活性,被视为极具潜力的候选材料,其中镍碲化合物(NiTe2)更因特殊的电子结构引起广泛兴趣。然而,如何通过精准调控其晶体结构提升电化学性能,仍是亟待解决的科学难题。巴拉蒂达桑大学高压研究中心的Rajkumar Sokkalingam团队在《Materials Scien
来源:Materials Science for Energy Technologies
时间:2025-08-05
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椰枣衍生活性炭与棘孢木霉菌丝体生物质复合吸附剂高效去除孔雀石绿的研究
亮点• 创新性将农业废弃物转化为高效生物吸附剂• MBAC复合物展现协同吸附效应• 阐明表面电荷(pHpzc)对吸附的关键作用• 建立Langmuir/Temkin等温吸附模型• 实现8次循环97%保持率的突破性稳定性材料与方法研究采用埃及阿斯旺地区的椰枣(Phoenix dactylifera L.)叶柄中肋为原料,经磷酸活化法制备AC;配合本实验室前期分离的棘孢木霉WNZ-21菌株(保藏号OR857252.1)发酵获取菌丝体。通过BET比表面积分析、FTIR光谱和SEM电镜对材料进行系统表征。结果与讨论AC展现出典型的I型氮吸附等温线,孔径集中分布在1.7nm,MB则富含羟基/羧基官能团。
来源:Materials Characterization
时间:2025-08-05
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CoCrNi中熵合金/304不锈钢异质焊接接头的微观结构演变、力学性能与腐蚀行为研究
研究亮点本研究首次揭示了CoCrNi中熵合金/304SS异质焊接接头的三大核心特性:1)通过钨极惰性气体保护焊(TIG)成功制备出无缺陷焊缝,能量色散谱(EDS)显示Fe元素从304SS向焊缝区显著扩散,形成化学均匀的CoCrFeNiMn高熵合金相(FCC)2)力学测试呈现"强度-塑性双提升"现象:焊缝区屈服强度较CoCrNi MEA提高12%,断口呈现典型韧窝特征并伴随明显颈缩3)电化学腐蚀测试发现有趣的双重特性:开路电位(OCP)显示焊缝具有最优初始耐蚀性,但电化学阻抗谱(EIS)揭示其钝化膜稳定性低于母材,长期浸泡后腐蚀速率反超实验方法采用真空电弧熔炼炉(VLF-150)制备等原子比Co
来源:Materials Characterization
时间:2025-08-05
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Al-Ni2O3自发热粉末辅助ZTA/Fe耐磨复合材料的铸渗性能研究
在工业装备领域,磨损问题每年造成巨额经济损失,传统高铬铸铁(HCCI)材料面临耐磨性与韧性难以兼顾的困境。陶瓷颗粒增强铁基复合材料虽能结合金属的韧性和陶瓷的耐磨性,但铸造过程中液态金属与陶瓷(ZTA)的润湿性差、冷却速度快等问题,严重制约了材料性能提升。更棘手的是,提高铸造温度或增加基体热容量会改变非增强区的性能,这对薄壁零件尤为不利。西安交通大学材料科学与工程学院的研究人员创新性地采用Al-Ni2O3自发热粉末辅助铸造技术,通过精确调控热力学参数,成功突破了这一技术瓶颈。研究发现,自发热粉末在反应中产生的AlNix纳米晶与非晶Al2O3形成独特的界面缓冲层,使复合材料铸渗深度达到41mm,较
来源:Materials Letters: X
时间:2025-08-05
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Gd微合金化提升挤压Mg-1.5Sn-1.5Bi合金微观结构与电化学性能:镁空气电池负极材料的突破
Highlight本研究通过热挤压制备了Mg-1.5Sn-1.5Bi-xGd(x=0-1.0 wt%)合金系列,系统探讨了Gd含量变化对微观结构、腐蚀行为和放电性能的影响。发现0.75 wt% Gd的添加能显著优化镁空气电池的阳极效率和放电性能,为一次性电池用镁基材料的开发提供了重要参考。Results and discussionX射线衍射(XRD)分析显示(图2),M-1至M-5合金中主要存在α-Mg、Mg3Bi2和MgBiGd相。其中α-Mg基体相衍射峰最强,而Mg3Bi2在所有样品中均被检测到,表明Bi主要通过形成Mg3Bi2相分布。值得注意的是,MgBiGd相的出现可能通过改变合金电
来源:Materials Characterization
时间:2025-08-05