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Pr3+掺杂BiPO4/PVA纳米复合材料在摩擦纳米发电机中的性能优化与应用研究
随着全球对可持续能源需求的增长,摩擦纳米发电机(TENG)因其能将环境机械能转化为电能而备受关注。然而,现有TENG面临两大瓶颈:一是有效摩擦电材料选择有限,二是输出功率不足。这些问题严重制约了其在便携式电子设备中的应用。传统聚合物基材料如聚乙醇(PVA)虽具有生物相容性好、可降解等优点,但存在湿度敏感、摩擦电输出低等缺陷。JSS科学技术大学(国内惯例翻译)的研究团队创新性地将稀土掺杂金属磷酸盐与聚合物基体结合,开发出具有优异性能的纳米复合材料。他们通过水热法合成Pr3+掺杂BiPO4(PBP)纳米颗粒,并将其嵌入PVA基质制备PBP@PVA纳米复合材料。研究发现,该材料不仅显著提升了TENG
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-07-29
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Pr3+掺杂BiPO4/PVA纳米复合材料的设计及其在摩擦纳米发电机中的性能优化研究
随着可穿戴设备和物联网技术的快速发展,传统电池的续航瓶颈日益凸显。摩擦纳米发电机(TENG)作为一种能将环境机械能转化为电能的新兴技术,因其结构简单、材料来源广泛而备受关注。然而,现有TENG面临两大核心挑战:一是高性能摩擦电材料选择有限,二是输出功率难以满足实际应用需求。特别是在材料体系方面,当前研究多集中于硫化物或氧化物填充体系,这类材料存在电荷存储能力不足、界面稳定性差等问题。针对这些技术瓶颈,JSS科学技术大学(原译名:JSS Science and Technology University)的研究团队创新性地将稀土掺杂磷酸盐材料引入聚合物基体,开发出具有优异综合性能的Pr3+掺杂B
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-07-29
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MoS2/CuO异质结复合材料的室温丙酮气体传感性能研究:面向糖尿病无创检测的新型传感器开发
在糖尿病等代谢性疾病监测领域,呼气丙酮浓度检测因其无创性成为研究热点。健康人呼气丙酮浓度通常低于0.8 ppm,而糖尿病患者可达1.8 ppm以上,这种差异使其成为理想的生物标志物。然而,现有金属氧化物半导体(MOS)传感器普遍存在工作温度高(通常需200-400°C)、选择性差、功耗大等瓶颈,严重制约其在便携式医疗设备中的应用。江苏科技大学(Jiangsu University of Science and Technology)的研究团队创新性地将二维材料二硫化钼(MoS2)与氧化铜(CuO)复合,通过两步水热法构建了具有显著室温传感性能的p-n异质结材料。研究发现,这种异质结构能通过调控
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-07-29
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综述:柔性二维薄膜在热电应用中的最新进展
AbstractMoS2/CuO复合材料在室温丙酮传感领域取得突破性进展。通过两步水热法构建的异质结复合材料展现出卓越性能:响应值达7.01,响应/恢复时间仅85/177秒,选择性优于其他测试气体。机理研究表明,丙酮吸附会调控MoS2/CuO界面耗尽层,引发电阻显著变化,这为开发低成本室温丙酮传感器提供了新思路。Introduction丙酮呼气检测在糖尿病监测中具有重要临床价值,健康人与糖尿病患者呼气丙酮浓度差异显著(0.8 ppm vs 1.8 ppm)。传统金属氧化物半导体(MOS)传感器面临工作温度高、选择性差等挑战。本研究创新性地将p型CuO与n型MoS2复合,利用二维过渡金属二硫化物
来源:Materials Science and Engineering: R: Reports
时间:2025-07-29
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钕掺杂BiPO4/PVA杂化纳米复合材料在紫外屏蔽与自供电能源系统中的应用研究
在环境监测和医疗诊断领域,丙酮气体检测技术正面临重大挑战。健康人呼气中丙酮浓度通常低于0.8 ppm,而糖尿病患者则超过1.8 ppm——这种微小差异却关乎千万患者的生命健康。然而,传统金属氧化物半导体(MOS)传感器需要高温工作,且存在选择性差、能耗高等缺陷。针对这一技术瓶颈,江苏科技大学(Jiangsu University of Science and Technology)的研究团队在《Materials Science and Engineering: R: Reports》发表创新成果,通过两步水热法构建了二硫化钼/氧化铜(MoS2/CuO)异质结复合材料,实现了室温下高灵敏丙酮检
来源:Materials Science and Engineering: R: Reports
时间:2025-07-29
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二硫化钼/氧化铜异质结复合材料在室温丙酮气体传感中的性能研究与机制分析
在糖尿病管理领域,呼气丙酮浓度检测作为无创监测手段备受关注。健康人呼气丙酮浓度通常低于0.8 ppm,而糖尿病患者则超过1.8 ppm。然而传统金属氧化物半导体(MOS)传感器存在工作温度高(通常需200-400°C)、选择性差等瓶颈。特别是铜氧化物(CuO)虽具成本优势,但其p型半导体特性限制了电子迁移效率。江苏省"科技创业"计划资助项目团队创新性地将二维材料二硫化钼(MoS2)与CuO复合,利用MoS2的n型特性与CuO形成p-n异质结。通过两步水热法构建的复合材料展现出独特的界面效应:丙酮分子吸附会显著改变异质结耗尽区宽度,使电阻变化幅度较单一材料提升近3倍。该成果发表于《Materia
来源:Materials Science and Engineering: R: Reports
时间:2025-07-29
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MoS2/CuO异质结的室温丙酮气体传感性能研究及其在糖尿病监测中的应用
在糖尿病等代谢性疾病监测领域,呼气丙酮浓度检测正成为无创诊断的新兴方向。健康人呼气丙酮浓度通常低于0.8 ppm,而糖尿病患者可超过1.8 ppm,这种差异使其成为理想的生物标志物。然而现有金属氧化物半导体传感器普遍存在需要高温工作(200-400°C)、交叉干扰严重等问题,严重制约其在便携式医疗设备中的应用。江苏省创新创业计划(JSSCTD202146)资助的研究团队创新性地将二维材料MoS2与p型半导体CuO复合,通过精确调控的水热合成技术构建了具有分级结构的异质结传感材料。该成果发表在《Materials Science and Engineering: R: Reports》上,首次实
来源:Materials Science and Engineering: R: Reports
时间:2025-07-29
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新型MoS2/CuO异质结复合材料在室温丙酮气体传感中的突破性研究
200°C)、选择性差等瓶颈。针对这一挑战,江苏科技大学(Jiangsu University of Science and Technology)的研究团队创新性地将二维材料二硫化钼(MoS2)与p型半导体氧化铜(CuO)复合,开发出可在室温工作的新型丙酮传感器,相关成果发表于《Materials Science and Engineering: A》。研究采用两步水热法合成MoS2/CuO复合材料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等表征材料结构,并系统测试了其对丙酮的气敏性能。【Morphological and structural characteriz
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-07-29
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MoS2/CuO纳米结构在室温丙酮传感中的突破:糖尿病无创监测新策略
在糖尿病日益成为全球健康威胁的背景下,呼气丙酮浓度检测作为无创监测手段备受关注。然而,传统金属氧化物半导体(MOS)传感器存在工作温度高(通常需200-400°C)、选择性差等瓶颈,严重制约其在便携式医疗设备中的应用。更棘手的是,健康人与糖尿病患者呼气丙酮浓度差异仅约1ppm(0.8ppm vs 1.8ppm),这对传感器的灵敏度和稳定性提出极高要求。江苏省产学研合作项目(JSSCTD202146)支持的研究团队创新性地将二维材料二硫化钼(MoS2)与氧化铜(CuO)复合,通过两步水热法构建p-n异质结。这种纳米结构在室温下即展现卓越性能:对丙酮的响应值达7.01,远超单一组分材料;响应/恢复
来源:Materials Science and Engineering: R: Reports
时间:2025-07-29
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铋基氧化物晶体BSO实现超高灵敏度硬X射线探测:突破性"三合一"性能的革命性材料
在医疗诊断和工业检测领域,X射线探测技术正面临关键材料瓶颈。传统半导体如α-Se对硬X射线吸收率低,Cd0.9Zn0.1Te(CZT)虽性能优异但成本高昂,而新兴的卤化物钙钛矿材料又存在铅毒性和稳定性问题。如何开发兼具高灵敏度、低检测限和环境友好特性的新型探测材料,成为当前研究的重大挑战。山东大学晶体材料国家重点实验室的研究团队独辟蹊径,将目光投向铋基氧化物晶体。受Bi3+离子独特电子结构和氧化物晶体稳定性的启发,研究人员选择具有立方晶系I23空间群的Bi12SiO20(BSO)作为研究对象。这种材料不仅具备9.2 g/cm3的高密度和优异的热稳定性,其3.4 cm2·V−1·s−1的载流子迁
来源:Materials Today
时间:2025-07-29
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综述:MOFs及其衍生物在不同还原剂选择性催化还原NOx中的研究进展
Abstract作为最具效能的烟气脱硝技术之一,选择性催化还原(SCR)通过NH3、C3H6或CO等还原剂将NOx转化为N2。近年来,金属有机框架材料(MOFs)凭借可定制的金属节点、有机配体、超高比表面积(SSA)和丰富孔隙结构,成为低温SCR催化剂的理想选择。然而,MOFs的有机键不稳定性导致其高温抗水性能不足,科学家转而开发MOF衍生物(如准MOFs、金属氧化物和金属/碳复合材料),在保留母体结构优势的同时显著提升稳定性。Introduction工业燃烧排放的NOx是光化学烟雾和酸雨(H2O+NOx)的主要成因。相比源头减排和过程控制,SCR技术因其适用性广、能效高成为终端治理的主流方案
来源:Materials Today
时间:2025-07-29
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一石三鸟策略:基于氧化石墨炔纳米片的双响应免疫增强水凝胶实现三模式癌症免疫治疗
癌症免疫治疗作为传统疗法的重要补充,其核心在于激活免疫系统识别和清除肿瘤细胞的能力。然而当前面临三大困境:免疫抑制性肿瘤微环境(TME)中M2型巨噬细胞主导、单一疗法响应率不足、以及治疗后程序性死亡配体1(PD-L1)上调导致的免疫逃逸。更棘手的是,现有治疗手段往往缺乏靶向性,JQ1等小分子药物还存在水溶性差、系统毒性等问题。如何通过创新材料设计实现多重免疫协同激活,成为突破疗效瓶颈的关键。中国药科大学的研究团队在《Materials Today》发表的研究中,巧妙运用"一石三鸟"策略,开发出基于氧化石墨炔(GDYO)纳米片的智能响应性水凝胶系统。这项研究通过四个关键技术路径实现突破:首先利用
来源:Materials Today
时间:2025-07-29
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分散镍颗粒调控三维镍网络增强银基触点材料在热挤压过程中的微观结构与性能演变机制
随着新能源汽车、智能电网等领域的快速发展,低压电器对AgNi电接触材料提出了更高要求。这类材料需要兼具银的优异导电性(electrical conductivity)和镍的机械强度,但在实际应用中面临严峻挑战:电弧作用下,传统分散Ni颗粒易在Ag熔池中漂浮迁移,导致成分偏析;而单一纤维增强虽能改善性能,却难以兼顾长程导电网络与局部抗电弧能力。如何通过微观结构设计实现性能协同提升,成为该领域亟待解决的关键科学问题。中国科学院福建物质结构研究所(Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Chinese Academy of S
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-07-29
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锌元素添加对Al-Mg-Mn合金弥散相析出及力学性能的调控机制研究
在汽车和船舶制造领域,Al-Mg(5XXX)合金凭借优异的成形性和耐蚀性备受青睐。然而,这类传统非热处理强化合金主要依赖固溶强化(Mg原子)和应变硬化,高Mg含量往往导致塑性骤降和耐蚀性恶化。更棘手的是,常规均匀化处理形成的Mn-rich dispersoids(富锰弥散相)数量稀少且分布不均,难以通过Zener钉扎效应有效抑制再结晶。如何通过微合金化设计破解这一"强度-塑性-耐蚀性"三角难题,成为材料科学家们亟待攻克的课题。苏州大学材料科学与工程学院的研究团队在《Materials Science and Engineering: A》发表的最新研究中,创新性地将Zn元素引入Al-4.5Mg
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-07-29
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黄芩苷碳点与黄芩素复合水凝胶的抗菌抗炎及促伤口愈合作用研究
慢性伤口治疗面临感染控制难、炎症持续和血管再生障碍等多重挑战。传统抗生素滥用导致耐药菌出现,而单一功能敷料难以应对复杂伤口微环境。活性氧(ROS)的过量积累会加剧组织损伤,抑制成纤维细胞迁移和胶原沉积。黄芩作为传统中药,其根部提取物黄芩素(baicalein, BAI)虽具有明确抗炎抗氧化活性,但大量非药用部位叶片常被废弃,造成资源浪费。吉林医科大学的研究团队创新性地将黄芩叶片通过水热法合成碳量子点(carbon dots, CDs),与BAI共同负载于海藻酸钙水凝胶,开发出多功能BCG敷料。该研究发表在《Materials》期刊,通过材料学表征、细胞实验和动物模型系统评估了其促愈合机制。关键
来源:Materials & Design
时间:2025-07-29
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新型可重入圆形星形拉胀蜂窝结构:增强能量吸收与各向异性泊松比的设计与优化
在工程材料领域,传统拉胀蜂窝结构长期面临一个关键瓶颈:虽然具有负泊松比(NPR)特性,但在大变形条件下的能量吸收能力往往不尽如人意。更棘手的是,现有设计多追求各向同性的NPR特性,却忽视了实际应用中多向载荷带来的挑战——这种"一刀切"的设计思路容易导致结构过度收缩或局部失稳。如何开发兼具高效能量吸收和可控变形模式的新型拉胀材料,成为冲击防护、航空航天等领域亟待突破的科学难题。针对这一挑战,东南大学土木工程学院的研究团队创新性地提出了一种名为"可重入圆形星形蜂窝"(RECSH)的新型各向异性结构。这项发表在《Materials》上的研究通过巧妙融合圆形支撑单元与星形拓扑,成功实现了负-正泊松比(
来源:Materials & Design
时间:2025-07-29
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Super304H奥氏体耐热钢长期服役过程中Σ3晶界演变与σ相析出行为及其对性能的影响机制研究
随着全球能源结构调整和减排需求加剧,超超临界(USC)火力发电技术因能显著提升能效而备受关注。这一技术的核心挑战在于开发能在650℃以上高温高压环境中长期稳定运行的耐热材料。Super304H钢作为18-8型奥氏体耐热钢的升级版,通过添加3%Cu、0.45%Nb等元素使其蠕变强度较传统TP304H提升30%,成为锅炉过热器/再热器管道的首选材料。然而实际运行中发现,这种材料在长期服役过程中会析出脆性σ相(Fe-Cr金属间化合物),导致管件脆性断裂风险激增,国内外已发生多起因σ相析出引发的锅炉爆管事故,单次事故经济损失可达数千万美元。为揭示这一关键问题,国内某研究机构的研究团队首次对实际服役3年
来源:Materials & Design
时间:2025-07-29
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光子探针揭示In-Ga-Sn-O薄膜晶体管陷阱态分布及其与负偏压光照不稳定性的关联机制研究
在显示技术飞速发展的今天,氧化物半导体薄膜晶体管(TFT)作为驱动核心面临着性能与稳定性的双重挑战。传统明星材料In-Ga-Zn-O(IGZO)虽已广泛应用,但其10 cm2/Vs的迁移率难以满足8K超高清显示需求。更棘手的是,器件在光照和偏压作用下的阈值电压漂移(ΔVth)问题始终未获根本解决。韩国庆熙大学的研究团队将目光投向新型In-Ga-Sn-O(IGTO)材料,通过精妙设计实验揭示了材料中陷阱态与稳定性的内在关联。研究采用光子激发电荷收集光谱(PECCS)等关键技术,通过调控溅射气体中O2/(Ar+O2)比例(2%-10%)制备系列样品,结合X射线衍射(XRD)确认非晶态结构,系统评估
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-07-29
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低温自燃烧法制备ZrAlOx-PVP杂化介电薄膜及其界面缺陷调控在高性能柔性TFT中的应用
随着电子信息技术向高集成度、快速响应和低功耗方向快速发展,介电层作为电子器件的核心功能部件,其性能突破成为器件创新的关键。传统SiO2介电材料因介电常数(k∼3.9)过低面临量子隧穿效应挑战,而真空沉积法制备的高k金属氧化物又存在工艺复杂、成本高等问题。更棘手的是,常规溶胶-凝胶法需要400℃以上高温退火,这与柔性聚合物基板的耐热性产生严重冲突。如何实现高性能介电薄膜的低温制备,成为发展柔性穿戴电子必须攻克的技术瓶颈。针对这一系列挑战,华南理工大学的研究人员创新性地将自燃烧法与有机-无机杂化策略相结合,在《Materials Science in Semiconductor Processin
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-07-29
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石墨烯氧化物协同修饰CuO纳米片复合材料用于乙酰丙酮气体传感的性能研究
乙酰丙酮作为重要的工业溶剂,其高挥发性和毒性对生产安全构成威胁。传统检测方法存在响应慢、选择性差等问题,而金属氧化物传感器虽成本低廉却灵敏度不足。渤海大学海洋研究院的研究人员创新性地将石墨烯氧化物(GO)与氧化铜(CuO)复合,通过水浴处理调控材料特性,成功开发出高性能乙酰丙酮气体传感器,相关成果发表于《Materials Science in Semiconductor Processing》。研究采用水热合成结合水浴处理的制备技术,通过X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)表征材料结构,利用第一性原理计算分析电子能带结构,并构建气敏测试系统评估性能。【结构表征】XRD证实成功合成
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-07-29