• 微电化学技术在电催化析氢反应中的单实体纳米材料研究进展与机制解析

  氢能作为零排放的高能量密度可再生能源，其绿色制备技术——电催化析氢反应（HER）近年来备受关注。然而，传统贵金属催化剂（如Pt、Ir）的高成本与稀缺性，以及过渡金属基纳米材料活性位点不明确、界面反应机制复杂等问题，严重制约着HER技术的发展。更关键的是，常规电化学方法难以实现单实体纳米催化剂的精准表征，导致活性位点识别、电荷转移路径解析等基础科学问题长期悬而未决。针对这些挑战，国内研究人员在《Materials Today Catalysis》发表综述，系统阐述了超微电极（Ultramicroelectrode, UME）和芯片电化学微池（On-chip electrochemical mic

  来源：Materials Today Catalysis

  时间：2025-06-13

• 喷墨打印银微柱阵列与多材料超构材料的3D架构创新及其微波频段各向异性调控

  在电子器件小型化和功能集成需求日益增长的今天，传统制造技术面临复杂三维结构加工的瓶颈。喷墨打印技术虽在二维电子器件领域广泛应用，但其在三维架构制造中仍存在材料沉积速率低、结构稳定性差等挑战。尤其对于微波通信、超构材料等需要精密三维金属结构的领域，现有技术难以兼顾高分辨率与大尺寸制造。英国诺丁汉大学等机构的研究团队在《Materials Today Advances》发表研究，创新性地利用咖啡环效应实现银纳米颗粒墨水的可控三维堆积。通过优化基底温度（Tsub=70°C）和层间偏移策略（δL=±1 μm），成功打印出直径50 μm、高度4 mm的自支撑银微柱，并构建螺旋结构和八面体晶格。结合多材料

  来源：Materials Today Advances

  时间：2025-06-13

• 低温环境下基于磷基负极的高容量锂离子电池快速充电技术研究

  在电动汽车和可再生能源存储领域，锂离子电池（LIBs）的低温性能一直是制约其广泛应用的关键瓶颈。当温度降至零下，传统LIBs的充电时间会从室温的30分钟延长至数小时，容量利用率甚至不足50%。这主要源于两大挑战：电解液离子电导率急剧下降，以及电极内部Li+传输动力学恶化。更严峻的是，低温快充还会引发锂枝晶生长和固态电解质界面（SEI）的不可控增厚，直接威胁电池安全。尽管二维黑磷（BP）因其0.53 nm宽层间距和0.08 eV的低Li+扩散势垒被视为理想负极，但其在低温下的体积膨胀和表面降解问题长期未能解决。来自中国的研究团队在《Materials Today》发表的研究中，创新性地将Sn2P

  来源：Materials Today

  时间：2025-06-13

• 飞秒激光干涉图案化技术增强锡青铜表面抗菌性能：脉冲能量对表面形貌及大肠杆菌杀灭效果的影响

  抗生素耐药性的全球蔓延迫使人们寻找替代性抗菌策略，其中铜及其合金因其固有的抗菌特性备受关注。然而，纯铜机械性能不足，而传统合金化又可能削弱其抗菌效果。如何在保持材料实用性的同时提升抗菌效率，成为公共卫生领域的关键挑战。德国航空航天中心等机构的研究团队在《Materials Today Advances》发表论文，创新性地将飞秒激光干涉图案化技术(USP-DLIP)应用于含6%锡的青铜表面，通过精确调控激光参数构建微米级周期性结构，显著提升了材料对大肠杆菌的杀灭能力。研究采用飞秒激光双光束干涉系统(波长800 nm，脉宽150 fs)在青铜表面制备3 μm周期线状结构，通过改变脉冲能量(0.16

  来源：Materials Today Advances

  时间：2025-06-13

• 可灭菌垂直n型有机电化学晶体管用于皮肤贴合式心电监测的技术突破

  随着可穿戴医疗技术的快速发展，表皮生物信号监测设备面临三大核心挑战：传统PEDOT:PSS基有机电化学晶体管(OECT)存在信号极性响应不平衡问题，n型有机混合离子电子导体(OMIEC)易受氧化降解，以及现有设备难以兼顾高灵敏度、长期稳定性和灭菌耐受性。这些问题严重制约了可穿戴设备在临床级心电(ECG)监测等场景的应用。针对这些瓶颈，首尔国立大学Keehoon Kang团队与Ambilight Inc.合作，创新性地开发了基于n型掺杂聚苯并二呋喃二酮(n-PBDF)的4端子垂直Corbino结构OECT(4-T vcOECT)。该研究通过分子设计、器件构型优化和系统验证，实现了目前报道最高的n

  来源：Materials Science and Engineering: R: Reports

  时间：2025-06-13

• 基于Ashby图谱的辐射屏蔽材料优化选择：理论创新与工程应用

  在核能与航空航天领域，辐射屏蔽材料的优化选择长期依赖经验性方法，缺乏系统性评估标准。传统设计常局限于已知材料（如钨、碳化硼），而忽略潜在更优的非传统候选材料。随着小型模块化反应堆（SMR）、聚变堆和深空探测任务的发展，对轻量化、高效能屏蔽材料的需求日益迫切。例如，NASA的Kilopower太空堆采用LiH屏蔽，但缺乏全面性能验证；聚变堆中心柱屏蔽材料历经二十年迭代才确定钨硼化物方案。这种低效的试错过程凸显了建立普适性材料选择方法的必要性。澳大利亚新南威尔士大学的研究团队在《Materials Today》发表的研究中，创新性地将材料选择工程中的Ashby图谱法引入辐射屏蔽领域。通过重构Bol

  来源：Materials Today

  时间：2025-06-13

• 基于TMGMV蛋白纳米颗粒的dsRNA递送平台：靶向线虫RNA沉默的新型农业害虫防控技术

  植物寄生线虫每年造成全球农作物减产8.8%-14.6%，传统化学杀线虫剂因环境毒性面临严格限制。RNA干扰（RNAi）技术虽能特异性靶向线虫基因，但裸露的双链RNA（dsRNA）在土壤中易降解且难以被有效摄取。针对这一难题，美国加州大学圣地亚哥分校的研究团队创新性地利用已获EPA批准的生物除草剂——烟草温和绿花叶病毒（TMGMV）衣壳蛋白，通过热诱导重编程构建了球形纳米颗粒（SNPs）递送系统，相关成果发表于《Materials Today》。研究采用热重塑（98°C/30s）、Mg2+电荷中和（pH < 3.0）和土壤柱迁移实验等关键技术，以组成性表达mCherry的转基因秀丽隐杆线虫（C.

  来源：Materials Today

  时间：2025-06-13

• BCl3 /Ar原子层刻蚀技术在AlGaN/GaN HEMTs中的低损伤特性多维验证及性能优化研究

  在5G通信和高压功率转换领域，氮化镓高电子迁移率晶体管（HEMTs）因其高击穿场强和二维电子气密度（~1×1013cm−2）成为核心器件。然而，传统凹槽栅刻蚀技术面临纳米级精度与低损伤难以兼得的困境：反应离子刻蚀（RIE）和电感耦合等离子体（ICP）刻蚀会引发表面缺陷，导致阈值电压（VTH）漂移、载流子迁移率骤降等问题。现有湿法刻蚀或中性束刻蚀（NBE）虽能缓解损伤，但存在各向同性刻蚀扩散或设备成本高昂的缺陷。西安电子科技大学的研究团队创新性地采用BCl3/Ar原子层刻蚀（ALE）技术，通过自限性表面反应实现了原子级精度的低损伤刻蚀。研究通过对比未刻蚀、ICP刻蚀和ALE处理的AlGaN/Ga

  来源：Materials Science in Semiconductor Processing

  时间：2025-06-13

• 综述：一种可扩展、可调控的电化学溶解方法用于在二硫化钼二维片上锚定单原子催化剂

  Abstract单原子催化剂（SACs）因其孤立金属原子在载体材料上的分散特性，展现出超越块体金属的催化性能。本研究开发了一种基于电化学溶解的SACs合成策略，利用金属溅射薄膜的细晶结构和残余应力，在酸性/碱性介质中加速阴极或阳极溶解，产生的金属离子被锚定在2D MoS2包覆的激光刻蚀石墨烯电极（LSGEs）缺陷位点上。该方法实现了Pt、Au和Cu SACs的可控沉积，负载量可调且无纳米颗粒团聚。通过密度泛函理论（DFT）模拟和实验表征，揭示了SACs的配位环境，并成功在含多巴胺（DA）和抗坏血酸（AA）的复杂尿液基质中实现了尿酸（UA）的选择性检测。Introduction3%负载时形成纳米

  来源：Materials Science and Engineering: R: Reports

  时间：2025-06-13

• 综述：提升混合太阳能蒸发器水收集效率的关键因素、战略创新与协同应用

  Tailored and advanced photothermal structures光热材料（PTMs）作为SDIE系统的核心，通过将太阳能转化为热能驱动水蒸发。尽管已有研究开发出多种结构（如2D蒸发器），但实际效率仍受限于材料降解和非均匀热流分布。界面工程策略如梯度润湿性设计可显著提升毛细作用力，而仿生多孔结构（如类木质部通道）能优化水传输路径。Evaporation in open and closed environments封闭系统中的蒸汽积累会降低冷凝效率，而开放环境则面临能量散失问题。研究发现，内置冷凝器的几何形状（如螺旋结构）可增强潜热回收，但需平衡蒸汽扩散速率与冷凝表面积

  来源：Materials Science and Engineering: R: Reports

  时间：2025-06-13

• 原子层沉积技术构建均匀绝缘层提升Fe-Si-B-Nb-Cu纳米晶软磁复合材料电磁性能

  随着第三代宽禁带半导体功率器件的快速发展，电子设备小型化对软磁复合材料(SMCs)提出了更高要求——需要兼具高磁导率和低铁损(Pcv)。Fe-Si-B-Nb-Cu纳米晶合金因其非晶基体中α-Fe晶粒的强交换作用展现出超低矫顽力(Hc)和高磁导率特性，但片状粉末尖锐边缘导致的绝缘层不均匀问题长期制约其性能提升。传统磷酸钝化处理形成的绝缘层易在压制时开裂，而有机涂层又难以承受450-600°C的退火温度。为解决这一关键问题，研究人员创新性地将半导体领域成熟的原子层沉积(ALD)技术引入SMCs制备。通过先在片状Fe73.5Si15.5B7Nb3Cu1粉末表面进行磷酸盐处理，再沉积SiO2绝缘层，成

  来源：Materials Research Bulletin

  时间：2025-06-13

• 协同Pt-Mo双位点修饰碳化钼催化剂：仿生便携式氧气生成技术的突破

  氧气是维持生命和支撑现代工业的核心资源，从医疗急救到隧道施工均不可或缺。然而，传统液空分馏法依赖庞大设备与电网，而电解水技术又受限于高能耗，在偏远地区或断电场景中难以应用。自然界中，某些细菌通过"假过氧化氢酶"的双金属活性中心将H2O2高效转化为O2，这一过程启发了四川大学团队开展仿生催化研究。研究人员提出创新性方案：在碳化钼(MoCx)晶格中构建单原子铂(Pt)与钼(Mo)协同的双活性位点(Pt-Mo@MoCx)。碳化钼本身具有类金属导电性和抗腐蚀特性，而原子级分散的Pt-Mo对可模拟天然酶的电子传递微环境。通过密度泛函理论(DFT)计算发现，Mo的d电子会向Pt转移，形成富电子态Pt位点，

  来源：Materials Science and Engineering: R: Reports

  时间：2025-06-13

• 综述：新能源生产废水处理与资源回收的先进膜材料/结构及技术

  Abstract新能源产业的爆发式增长伴随严峻的废水治理挑战。电池制造（锂离子电池LIBs/铅酸电池LABs）、光伏组件（PV）、核电站及生物燃料生产过程中产生的废水含重金属（如Li+、Co2+、Pb2+）、放射性同位素（137Cs、90Sr）及有机溶剂（N-甲基吡咯烷酮NMP），传统处理方法难以满足需求。膜分离技术（微滤MF/超滤UF/纳滤NF/反渗透RO）因其高效选择性成为解决该问题的核心方案。Introduction全球可再生能源投资2024年达1.8万亿美元，但锂电池产能扩张导致含钴镍废水激增，单块250W光伏板含4.02g铅，核废水中铀-238半衰期达45亿年。膜技术可同步实现污染物

  来源：Materials Science and Engineering: R: Reports

  时间：2025-06-13

• 多金属氧酸盐基电极材料的分子设计与协同策略：高性能超级电容器的创新之路

  能源危机与环境污染的双重压力下，超级电容器(SCs)因其高功率密度、快速充放电特性成为储能领域的研究热点。然而，传统碳基电极材料的能量密度瓶颈严重制约其发展。多金属氧酸盐(POMs)凭借独特的分子结构、多电子氧化还原活性及质子传导能力，被视为突破这一瓶颈的理想材料。但POMs存在导电性差、循环稳定性不足等固有缺陷，如何通过分子设计实现性能优化成为关键科学问题。哈尔滨师范大学的研究团队在《Materials Science and Engineering: B》发表综述，系统阐述了POMs在SCs电极材料中的研究进展。研究采用结构表征（如X射线衍射）、电化学测试（循环伏安法、恒电流充放电）及材料

  来源：Materials Science and Engineering: B

  时间：2025-06-13

• 基于DMSO瞬态液相冷烧结技术高效提升硒化银热电性能的研究

  在能源危机与碳中和背景下，热电材料能将废热直接转化为电能的神奇特性引发广泛关注。这类材料如同"热能捕手"，可回收工业废热、汽车尾气甚至人体体温等低品位热能。目前商用热电材料以碲化铋(Bi2Te3)为主，但其原料稀缺、机械性能差的缺陷制约发展。硒化银(Ag2Se)因储量丰富、本征低热导率成为新宠，但传统热压(HP)和放电等离子烧结(SPS)需600°C以上高温，易引发晶粒粗化、银空位过量等问题，导致性能下降。针对这一瓶颈，研究人员开创性地采用冷烧结工艺(CSP)结合二甲基亚砜(DMSO)瞬态液相，在190-250°C低温区间成功制备高性能Ag2Se块体。该技术通过DMSO促进颗粒表面溶解-沉淀，

  来源：Materials Science for Energy Technologies

  时间：2025-06-13

• 基于从头算动态方法结合实验拉曼光谱的碳酸钙多晶型体高级光谱表征研究

  碳酸钙作为自然界广泛存在的矿物，在建筑、生物医学和气候研究领域具有重要价值。其三种无水结晶多晶型体——方解石(calcite)、文石(aragonite)和球霰石(vaterite)的振动光谱特征长期存在解析难题。传统密度泛函理论(DFT)计算依赖谐波近似，无法准确反映温度、构象多样性等真实环境因素对光谱的影响；而实验上球霰石因亚稳态特性易转化为方解石，导致其纯相光谱数据获取困难。这些局限严重制约了碳酸钙材料在生物矿化机制研究、地质年代测定等领域的精确应用。为解决这一挑战，来自多个研究机构的研究团队在《Materials》发表了创新性研究。该工作通过整合从头算分子动力学(AIMD)与改进的光谱

  来源：Materials & Design

  时间：2025-06-13

• 微柱阵列构建的仿生疏水表面：碳酸钙蚀刻技术及其在文化遗产保护中的应用

  碳酸盐石材构成的人类文化遗产正面临严峻挑战。大气污染物(SO2、NOx150°的超疏水表面。但如何在不使用有机涂层的前提下，为亲水性的碳酸钙材料构建类似结构仍是重大难题。西班牙格拉纳达大学的研究团队在《Materials》发表的研究中，创新性地利用NH4Cl溶液蚀刻方解石单晶，通过原子力显微镜(AFM)原位观测溶解动力学，结合计算机模拟和接触角测量，揭示了微柱阵列的形成机制及其疏水效应。研究采用多尺度表征技术：环境扫描电镜(ESEM)分析表面形貌，共聚焦显微镜(CM)评估三维结构，批量溶解实验测定反应动力学，并通过砂纸磨损测试评估机械稳定性。3.1 微柱阵列的形成与演化通过时间序列SEM观察发

  来源：Materials & Design

  时间：2025-06-13

• 多功能铈-四环素复合涂层在钛植入体中的应用：协同提升抗菌性能与耐腐蚀性的创新策略

  钛及其合金因优异的生物相容性和力学性能，成为骨科和牙科植入物的首选材料。然而，植入术后细菌感染仍是临床面临的重大挑战。传统抗生素治疗对生物膜内细菌效果有限，往往需要取出植入物进行二次手术。更棘手的是，植入体在炎症环境中可能发生腐蚀，释放有毒金属离子。如何赋予钛植入体持久抗菌能力并提升其耐腐蚀性，成为生物材料领域亟待突破的难题。Materials Chemistry and Physics发表的一项创新研究给出了解决方案。研究团队通过碱热处理在Ti6Al4V合金表面构建钠钛酸盐层，再通过离子交换引入具有抗菌和抗氧化特性的铈离子(Ce3+)，最终负载广谱抗生素四环素(Tetra)，形成Ce-Tit

  来源：Materials Chemistry and Physics

  时间：2025-06-13

• 基于4D打印氧化还原响应针板仪的葡萄糖和乳酸浓度检测新策略：几何形变驱动的无创诊断技术

  在当今医疗诊断领域，葡萄糖(GLU)和乳酸(LAC)作为关键代谢标志物，其浓度异常与糖尿病、癌症和心血管疾病等密切相关。然而，传统检测方法面临诸多挑战：侵入性采血导致患者依从性低，大型生化分析仪价格昂贵且难以普及，而汗液、尿液等非侵入性样本的检测结果又与血液浓度相关性差。更棘手的是，世界卫生组织(WHO)至今未批准任何非侵入性GLU检测的金标准设备。这些问题在医疗资源匮乏的撒哈拉以南非洲国家(SSACs)尤为突出，当地年均19-41℃的环境温度波动进一步增加了检测的复杂性。为突破这些技术瓶颈，来自中国的研究团队在《Materials 》上发表了一项创新研究。他们巧妙地将4D打印(3D打印+时间

  来源：Materials & Design

  时间：2025-06-13

• 激光超声技术揭示退火处理对铜薄膜弹性性能的调控机制及微观结构演化规律

  在半导体器件微型化进程中，铜薄膜因其优异的导电性和抗电迁移特性逐步取代铝成为互连材料。然而纳米尺度下薄膜的机械性能与块体材料存在显著差异，特别是杨氏模量(E)对退火工艺的响应机制尚未明确——既有研究报道退火后E值存在12%增幅或15%下降的矛盾结果，这种不确定性严重制约着三维存储器件(如DRAM)和硅通孔(TSV)等先进结构的可靠性设计。为解决这一关键问题，研究人员采用激光表面声波(SAW)谱技术结合转移矩阵法，系统研究了70/150/300 nm三种厚度直流磁控溅射Cu薄膜在450℃快速热退火(RTA)前后的弹性性能演变。通过原子力显微镜(AFM)、掠入射X射线衍射(GIXRD)和离子铣削-

  来源：Materials & Design

  时间：2025-06-13

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