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电子束粉末床熔融TiAl合金粉末循环利用的相变机制与性能调控研究
钛铝合金(TiAl)因其轻量化、高温强度等特性,已成为航空发动机叶片等关键部件的理想材料。然而,电子束粉末床熔融(EB-PBF)技术在实际应用中面临昂贵预合金粉末循环利用的难题——重复使用的粉末会发生化学成分变化、相结构转变,进而影响最终制件的性能稳定性。更棘手的是,目前对粉末循环过程中相变机制及其对材料性能影响的认识仍不充分,这严重制约着该技术在航空航天领域的规模化应用。中国科学院金属研究所的研究团队针对这一瓶颈问题展开系统研究,通过70次粉末循环实验,首次全面揭示了Ti-48Al-2Cr-2Nb合金粉末在EB-PBF过程中的退化机制。研究发现,粉末循环会导致三大关键变化:铝元素持续损耗(从
来源:Materials & Design
时间:2025-07-29
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综述:硅基负极材料在下一代锂离子电池中的研究进展:挑战及与传统材料的对比
1. 摘要硅因其超高理论容量(4,200 mAh/g)、丰富储量和环境友好性成为锂离子电池负极研究热点。然而,充放电过程中300-400%的体积膨胀会导致电极粉化、固态电解质界面(SEI)层失控生长等问题。近年来通过纳米化、碳包覆(Si@C)、合金化等策略显著提升了循环稳定性,但商业化应用仍需解决低初始库伦效率(ICE)和安全性问题。引言250 Wh/kg)成为电动汽车(EVs)首选,但其性能瓶颈在于石墨负极的低容量(372 mAh/g)。硅负极的容量是石墨的10倍,但膨胀效应导致循环寿命骤降。研究显示,硅的电子电导率(10−5S cm−1)和离子扩散系数(10−14 cm2s−1)亟待提升。
来源:Materials Advances
时间:2025-07-29
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基于CH3COONa·3H2O-Na2S2O3·5H2O-尿素/膨胀石墨复合相变材料的建筑节能性能研究
在全球能源危机与"双碳"目标背景下,建筑行业作为能耗大户面临严峻挑战。传统保温材料仅能被动隔热,无法调节温度波动,且存在易燃风险。相变材料(PCM)因其通过相变潜热储/释能的特性成为研究热点,但无机水合盐类PCM存在导热差、易泄漏等缺陷。武汉自然基金(No. 2024040801020333)和湖北省自然科学基金(No. 2025AFB333)支持的研究团队在《Materials Advances》发表成果,创新性地将硫代硫酸钠五水合物(Na2S2O3·5H2O, STP)、醋酸钠三水合物(CH3COONa·3H2O, SAT)与尿素构成三元共晶体系,并采用膨胀石墨(EG)作为载体,开发出兼具
来源:Materials Advances
时间:2025-07-29
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综述:稀土基助剂在可生物降解聚合物合成与功能化中的应用与展望
Abstract可生物降解聚合物因其环境友好特性成为解决"白色污染"的关键材料。稀土元素凭借独特的4f电子构型和镧系收缩效应,在聚合物合成中展现出卓越的催化活性——既能通过配位插入机制精准控制聚乳酸(PLA)等聚酯的分子量分布,又能作为成核剂提升聚羟基烷酸酯(PHA)的结晶度。这种"工业维生素"的引入,使得传统聚合反应温度降低30%的同时,产物拉伸强度提升达200%。Introduction21世纪合成塑料的泛滥导致全球每年产生3亿吨不可降解废弃物。尽管回收技术不断发展,但聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等传统塑料的降解周期仍超过450年。相比之下,稀土改性的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)在堆肥条件
来源:Journal of Psychiatric Research
时间:2025-07-29
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稀土元素掺杂MOF-5电极材料的协同效应及其在钒液流电池中的性能调控机制
随着全球能源结构转型,钒液流电池(VRFB)因其灵活、环保的特性成为长时储能的研究热点。然而,电极材料导电性差、界面电阻高等瓶颈问题严重制约其商业化进程。金属有机框架材料MOF-5虽具有高比表面积优势,但固有导电性缺陷导致其电化学性能受限。传统碳复合或煅烧改性策略往往以牺牲结构稳定性为代价,亟需开发新型改性方法。北京化学试剂有限公司的研究人员独辟蹊径,利用稀土元素独特的4f电子构型优势,首次系统研究了La、Ce、Pr、Nd、Eu、Gd、Tb七种稀土掺杂MOF-5(统称M-MOF-5)的协同改性效应。通过水热合成结合密度泛函理论(DFT)计算,揭示了稀土元素通过轨道耦合优化电荷传输路径的作用机制
来源:Journal of Psychiatric Research
时间:2025-07-29
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基于DTPA络合剂的推拉协同萃取策略高效分离镥和镱的研究
镥(Lu)和镱(Yb)作为重稀土家族的“双胞胎”,因其几乎相同的离子半径和化学性质,成为稀土分离领域的“终极难题”。这两种元素在光纤激光器、核医学(如癌症治疗同位素177Lu)等高科技领域不可或缺,但传统萃取剂如P507的分离因子(SFLu/Yb)仅1.6-1.8,难以满足高纯度需求。更棘手的是,177Lu的制备依赖其“母体”176Yb,若分离不彻底,放射性杂质将直接影响医疗安全性。针对这一挑战,浙江大学衢州研究院(Institute of Zhejiang University-Quzhou)的研究团队创新性地将“推拉”策略引入稀土分离领域。他们设计了一种双管齐下的解决方案:以磷酸酯萃取剂H
来源:Journal of Psychiatric Research
时间:2025-07-29
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新型钐硫化物修饰铜镓纳米棒(Sm3S4@CuGaS2)的双功能突破:酒精饮料中儿茶酚的超敏检测与高效抗菌应用
在全球啤酒年消费量达1921亿升的背景下,隐藏在酒精饮料中的儿茶酚——这种被国际癌症研究机构(IARC)列为2B类致癌物的化合物,正悄然威胁着公众健康。现有检测技术如质谱法成本高昂,而传统电化学传感器又面临稳定性差、易污染等瓶颈。更棘手的是,食品中的病原菌污染问题同样亟待解决。这一双重挑战激发了JSS科学技术大学(印度迈索尔)研究团队的创新灵感,他们巧妙地将稀土元素钐(Sm)与铜镓硫化物(CuGaS2)纳米棒结合,开发出具有双功能的纳米材料Sm3S4@CuGaS2 NRs(简称SCG NRs),相关成果发表在《Journal of Psychiatric Research》上。研究团队采用溶胶
来源:Journal of Psychiatric Research
时间:2025-07-29
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血清铁蛋白与2型糖尿病肝损伤的铁死亡通路机制解析及临床意义
在全球糖尿病患病率持续攀升的背景下,2型糖尿病(T2DM)引发的多器官损伤已成为重大公共卫生问题。其中,肝脏作为代谢核心器官,在T2DM患者中常表现为非酒精性脂肪肝病(NAFLD)、肝酶异常和胆汁淤积三联征。更令人担忧的是,这类患者往往伴随血清铁蛋白异常升高,但铁代谢紊乱与肝损伤的确切关系始终是未解之谜。中国科学技术大学附属第一医院(安徽省立医院)的研究团队在《Journal of Obstetric, Gynecologic》发表的重要研究中,通过多维度方法揭示了这一"铁-肝轴"的奥秘。研究人员首先对740例T2DM患者进行回顾性队列分析,结合孟德尔随机化(MR)方法验证因果关系,并利用db
来源:Journal of Obstetric, Gynecologic, & Neonatal Nursing
时间:2025-07-29
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姜酮对小鼠卵巢类固醇生成及卵泡发育的剂量依赖性调控作用
在传统医学中,生姜及其活性成分长期被用于多种疾病的防治,但其中关键成分姜酮(Zingerone)对生殖系统的影响却鲜有研究。随着现代人生育年龄推迟和生殖健康问题日益突出,探索天然产物对卵巢功能的调控机制具有重要价值。卵巢作为女性生殖核心器官,其类固醇激素合成(steroidogenesis)和卵泡发育(folliculogenesis)过程直接影响生育能力,而目前关于膳食补充剂调控这些功能的分子机制仍存在大量未知。针对这一科学问题,米佐拉姆大学(Mizoram University)的研究团队在《Journal of Obstetric, Gynecologic》发表了一项创新性研究。该工作通
来源:Journal of Obstetric, Gynecologic, & Neonatal Nursing
时间:2025-07-29
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Al2O3-水纳米流体稳定性提升的干涉测量评估:离心与表面活性剂协同优化策略
纳米流体因其独特的传热特性在工业和医疗领域展现出巨大潜力,但稳定性问题长期制约其实际应用。Al2O3-水纳米流体在重力作用下易发生沉降和浓度梯度,导致热物性测量误差。传统评估方法如动态光散射(DLS)和zeta电位仅能提供间接数据,且文献中关于离心参数、表面活性剂浓度和pH值的优化存在矛盾结论。为解决这些问题,多伦多大学(University of Toronto)的研究团队开发了一种新型干涉测量法(Mach-Zehnder Interferometry, MZI),能够直接可视化纳米流体浓度分布。研究人员系统比较了沉降法与不同相对离心力(500-1500 g)和时长(5-90分钟)的离心处理
来源:Journal of Molecular Liquids
时间:2025-07-29
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硫酸酸与草酸溶液作为电解质的铝双极阳极氧化效果比较研究
在能源需求持续增长的背景下,天然气水合物作为潜力巨大的非常规能源备受关注。然而这些"可燃冰"大多赋存于海底粘土质沉积层中,其形成与分解机制受到粘土矿物特性的深刻影响。长期以来,科学界对不同类型的粘土如何调控水合物稳定性缺乏系统认知,这直接制约着资源勘探开发技术的突破。俄罗斯科学院西伯利亚分院的研究团队在《Journal of Molecular Liquids》发表的重要研究,首次对比了三种典型粘土矿物中甲烷水合物的形成特征。研究人员采用低温吸附仪测定孔隙分布,通过高压差示扫描量热法(DSC)结合定制温压控制系统,在精确控制的温压条件(-20至+20°C,60-110 bar)下监测水合物相变
来源:Journal of Molecular Liquids
时间:2025-07-29
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蒙脱石、高岭石与膨润土吸附水体系中甲烷水合物形成的对比研究及其地质意义
天然气水合物作为未来潜在能源,其形成与稳定机制备受关注。沉积岩中的黏土矿物(clay minerals)是影响水合物赋存的关键因素,但不同黏土类型对水合物形成的调控规律尚不明确。俄罗斯科学院西伯利亚分院化学研究所(NIICh SB RAS)的Andrey Y. Manakov团队在《Journal of Molecular Liquids》发表研究,首次系统对比了蒙脱石(montmorillonite)、高岭石(kaolinite)和膨润土(bentonite)三种典型黏土中甲烷水合物的形成特性。研究人员采用高压差示扫描量热法(high-pressure DSC)结合氮气吸附孔隙分析技术,在6
来源:Journal of Molecular Liquids
时间:2025-07-29
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N-甲基乙酰胺与聚乙二醇二元体系的分子相互作用机制:基于物理化学性质与FTIR光谱的实验与理论研究
在化学工程和材料科学领域,理解混合溶剂中分子间的相互作用机制对设计高性能材料至关重要。聚乙二醇(PEG)作为一种绿色溶剂,因其非挥发性、生物相容性等特性,广泛应用于制药和生物材料领域;而N-甲基乙酰胺(NMA)作为肽类模拟物,其强氢键能力对研究蛋白质界面行为具有重要意义。然而,两者混合体系的相互作用机制尚不明确,限制了其在共聚物合成等工业应用中的精准调控。印度Spectrochem公司和Thomas Baker公司的研究人员在《Journal of Molecular Liquids》发表论文,通过实验与理论相结合的方法,系统研究了NMA与不同分子量PEG(200/300/400)的二元混合体
来源:Journal of Molecular Liquids
时间:2025-07-29
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近红外BODIPY荧光纳米粒子的合成、光谱特性研究及生物成像应用
在生物医学成像领域,如何实现深层组织的高分辨率可视化始终是重大挑战。传统荧光探针普遍存在组织穿透能力弱、背景干扰强等缺陷,而近红外(NIR)区间的光学成像因其较低的组织散射和自发荧光优势备受期待。然而,设计兼具优异光学性能和水溶性的NIR荧光分子仍面临分子工程与纳米载体技术的双重瓶颈。俄罗斯科学基金会资助的研究团队在《Journal of Molecular Liquids》发表的研究中,创新性地将BODIPY(氟硼二吡咯)染料化学修饰与纳米载体技术相结合。通过系统研究三种NIR-BODIPYs1–3的分子结构特征,发现苯乙烯基团的平面排列可最大化π电子共轭,从而显著增强近红外吸收强度。更巧妙
来源:Journal of Molecular Liquids
时间:2025-07-29
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pH响应型UFO状聚苯乙烯乳化剂在稠油开采中的界面调控与增效机制研究
在能源需求持续增长的背景下,稠油开采面临巨大挑战——常规化学驱油剂存在环境适应性差、回收困难等问题。Pickering乳液虽能通过固体颗粒稳定油水界面,但传统球形颗粒存在界面吸附能力有限、缺乏智能响应等缺陷。更棘手的是,现有功能化颗粒往往难以兼顾形态可控性与环境响应性,严重制约其在提高采收率(EOR)领域的应用。针对这一技术瓶颈,中国石油大学(华东)的研究团队创新性地开发出具有pH响应特性的飞碟状聚苯乙烯纳米颗粒(UPS-NH2),相关成果发表于《Journal of Molecular Liquids》。研究人员通过Pickering乳液界面聚合结合酰胺化修饰的"两步法",巧妙实现了颗粒形貌
来源:Journal of Molecular Liquids
时间:2025-07-29
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胺氧化物功能化纳米颗粒稳定的pH可逆Pickering乳液:界面调控与稳定机制解析
在石油开采、药物递送等领域,传统乳液面临可控破乳的世纪难题——要么破乳不彻底,要么破后难重生。热力破乳耗能高,化学破乳污染大,就像"拆东墙补西墙"。更棘手的是,现有pH响应型乳液要么像"纸糊的堡垒"(易失效),要么需要"金砖砌墙"(高浓度修饰剂)。这背后是分子锚定弱与界面稳定性差的死结。山东的研究团队在《Journal of Molecular Liquids》发表突破性成果,他们用月桂酰胺丙基胺氧化物(LAO)这把"智能钥匙",打开了SiO2纳米颗粒的pH响应开关。就像给纳米颗粒装上变形金刚的芯片,中性环境下LAO质子化后牢牢抓住SiO2表面,87.6°的完美两亲性接触角让纳米颗粒在油水界面
来源:Journal of Molecular Liquids
时间:2025-07-29
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水分子介导的基孔肯雅病毒非结构蛋白2(nsP2)催化激活机制的揭示及其抗病毒策略意义
基孔肯雅病毒(CHIKV)引发的关节炎综合征长期困扰热带地区居民,其非结构蛋白nsP2作为兼具蛋白酶和RNA解旋酶功能的关键靶点,却因催化机制不明制约着抗病毒药物开发。传统观点将其归类为半胱氨酸蛋白酶,但Ser482的潜在作用及水分子在催化中的角色始终存在争议。来自巴西的研究团队在《Journal of Molecular Graphics and Modelling》发表的研究中,创新性采用分子动力学(MD)模拟与量子力学(QM)集群分析相结合的策略。通过OPLS_2005分子力学力场进行100ns MD模拟稳定蛋白构象,并运用ωB97X-D等多种泛函进行密度泛函理论(DFT)计算,首次阐明
来源:Journal of Molecular Graphics and Modelling
时间:2025-07-29
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基于Mayer棒连续涂布法制备共价有机框架纳米片调控氧化石墨烯膜用于高盐度印染废水回收
纺织工业每年产生数百万吨高盐度印染废水,其中含有大量难以降解的活性染料和盐类(如NaCl、Na2SO4)。传统处理方法不仅成本高昂,还会造成宝贵盐资源和水资源的浪费。氧化石墨烯(GO)膜虽具有分子筛分潜力,但存在渗透性低、通道稳定性差等问题,难以满足工业化需求。哈尔滨工业大学的研究团队在《Journal of Membrane Science》发表研究,通过创新性整合共价有机框架纳米片(CONs)与连续涂布技术,开发出高性能GO/CON杂化膜系统。研究团队采用三项关键技术:1)界面聚合法合成具有垂直纳米孔的TpPa-SO3H型CONs;2)Mayer棒连续涂布工艺实现GO/CON混合分散液的均
来源:Journal of Membrane Science
时间:2025-07-29
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基于SiC纳米复合电解质膜的锚定阴离子位点设计实现无枝晶固态锂金属电池
在能源存储领域,固态锂金属电池(SSLMB)因其理论能量密度高达3860 mAh g-1和安全性能突出,被视为下一代储能技术的"圣杯"。然而,作为核心部件的固态聚合物电解质(SPE)却面临两大"卡脖子"难题:一方面,主流聚乙烯氧化物(PEO)基电解质因高结晶度导致室温离子电导率不足;另一方面,无机填料与聚合物基体的"貌合神离"——简单物理混合易引发纳米颗粒团聚,严重阻碍锂离子(Li+)传输。更棘手的是,电极-电解质界面的"鸡同鸭讲"会导致锂枝晶生长,犹如在电池内部埋下"定时炸弹"。针对这些挑战,山西省科技厅资助项目团队创新性地将目光投向碳化硅(SiC)纳米材料。这种传统工业陶瓷材料因其独特的半
来源:Journal of Membrane Science
时间:2025-07-29
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双金属与空位协同纳米限域催化膜实现可见光驱动微污染物高效降解
随着城市化与工业化进程加速,难降解有机微污染物(如药物残留和染料)持续排入水体,其持久性和生物累积性对生态系统与人类健康构成严重威胁。这类污染物分子尺寸小(0.5-2 nm)、结构复杂,传统水处理技术难以有效去除。尽管基于过一硫酸盐(PMS)的高级氧化工艺(AOPs)能通过产生硫酸根自由基(SO4•−)和单线态氧(1O2)实现高效降解,但粉末催化剂易团聚、难回收的问题制约其实际应用。针对这一挑战,中国科学院生态环境研究中心的研究人员设计了一种纳米限域催化膜系统。该研究通过钠硼氢(NaBH4)还原法合成钴-铜氧化物纳米片(Co-Cu ONS),并采用非溶剂致相分离与真空过滤联用技术将其嵌入聚偏氟
来源:Journal of Membrane Science
时间:2025-07-29