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静电纺丝PVA–MC/MXene纳米纤维中的界面相互作用:提升介电性能和抗菌特性的途径
作者:İbrahim Erol、İbrahim İsmail、Ömer Hazman、Kadir Demirelli、Bekir Güney土耳其阿菲永卡拉希萨尔市03200,阿菲永卡奥泰佩大学科学与艺术学院化学系摘要本研究全面探讨了通过将MXene掺入聚乙烯醇(PVA)-甲基纤维素(MC)基质中制备的电纺PVA–MC/MXene纤维纳米复合材料的结构、电学、生物和功能特性。MXene的加入显著改善了纤维的形态,当MXene含量为5 wt%时,平均直径从214 nm降低到86 nm。EDX-MAP分析证实了5 wt%时元素的均匀分布,而在10 wt%时观察到了Ti的聚集现象。表面表征显示亲水性
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-11-20
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Sm3+离子激活的Cd2Mg(PO4)2纳米磷光体的结构、形态学特性及发光特性研究,用于紫外激发下的指纹检测
本研究围绕一种以Sm³⁺离子激活的Cd₂₋ₓMg(PO₄)₂纳米磷光体的合成与性能分析展开。这种材料因其在光学和发光特性上的优异表现,被广泛认为是具有广泛应用前景的新型功能材料。研究采用了固态反应法(Solid-State Reaction, SSR)作为主要的合成手段,通过调整Sm³⁺离子的掺杂浓度(x = 0.0, 0.1, 0.5, 1.0 mol%),对材料的结构、形貌以及光学性质进行了系统的表征和分析。从实验的角度来看,研究团队选择了多种前驱体材料,包括氧化镉(CdO)、氧化镁(MgO)、氧化钐(Sm₂O₃)以及磷酸二氢铵(NH₄H₂PO₄)。这些材料在高温下进行固态反应,形成所需的
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-11-20
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一项关于通过两步轧制工艺增强钢/Mg层状复合材料协同强度-塑性的机制的研究
孙艳兰|白伟|刘丽|刘凤莲济南大学机械工程学院,中国济南250022摘要层压金属复合材料的广泛应用主要依赖于其优异的机械性能。本文提出了一种两步轧制方法,以提高钢/Mg层压复合材料的强度和塑性。经过第二次轧制后,钢/Mg层压预复合材料的延伸率从3%增加到5%,抗拉强度从269 MPa增加到325 MPa,界面结合强度从46 MPa增加到62 MPa。研究了钢层、镁层及其结合界面的微观结构演变规律,揭示了二次轧制对钢/Mg层压复合材料综合机械性能的影响机制。结果表明,在第二次轧制过程中,镁层发生了动态再结晶和晶粒细化,而钢层出现了明显的加工硬化现象,位错密度显著增加。钢/Mg层压复合材料在抗拉强
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-11-20
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ZIF-8/PDA复合支架通过智能槲皮素递送方式,在骨质疏松骨再生中展现出多重抗菌、抗炎及促进骨形成的性能
在光学温度测量领域,近年来研究者们对光致发光强度比(LIR)技术表现出了浓厚的兴趣。这项技术因其在空间分辨率和响应速度方面的优势而受到广泛关注。LIR技术的核心原理在于利用不同温度下发光离子的热淬灭行为,通过比较两个发射峰的强度比来实现温度的精确测量。在这一背景下,研究者们不断探索新的发光材料,以提高温度测量的灵敏度和分辨率,同时拓展其在不同应用场景中的适用性。本文中,研究团队成功合成了一种新型的负热膨胀材料Sc₂Mo₃O₁₂:1%Sm³⁺, xEu³⁺,该材料具备荧光温度测量的能力。Sc₂Mo₃O₁₂属于A₂M₃O₁₂结构家族,其中A代表三价金属元素,如稀土元素或过渡金属元素,而M则为钼或钨
来源:Materials Today Chemistry
时间:2025-11-20
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通过将热处理与超声喷丸相结合,增强选择性激光熔化(CoCrNi)94Al-3Ti-3中等熵合金的机械性能
本文探讨了一种用于选择性激光熔融(SLM)成型部件的复合后处理工艺,即热处理(HT)与超声冲击喷丸(USP)的结合。该研究聚焦于中熵合金(MEA)(CoCrNi)94Al3Ti3材料,旨在提升其机械性能和结构稳定性。研究通过多种表征手段,系统地分析了不同后处理条件下的亚表面微观结构演变、机械性能以及变形机制,为优化增材制造(AM)中熵合金组件的性能提供了新的思路和方法。在研究中,实验对象是通过SLM技术制造的(CoCrNi)94Al3Ti3中熵合金部件。研究人员对四种处理条件下的样品进行了分析:原始SLM样品、仅进行USP处理(处理时间为5、15和20分钟)、仅进行HT处理以及HT与USP复合
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-11-20
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通过热循环处理改善L-PBF Ti-6Al-4V合金的机械性能,以形成α+α′双相结构
钛合金因其优异的物理和机械性能,广泛应用于航空、航天、生物医学等多个领域。其中,Ti-6Al-4V(钛-6铝-4钒)合金作为最具代表性的商业钛合金,因其高比强度、良好的耐腐蚀性、低弹性模量、易于加工以及优异的焊接性能而备受青睐。然而,随着现代制造技术的发展,特别是增材制造(Additive Manufacturing, AM)技术的兴起,传统加工方式如锻造、铸造、焊接等在制造钛合金半成品和复杂构件时面临着成本高、工艺复杂等问题。因此,研究如何通过后处理技术优化AM制造的钛合金性能,成为当前材料科学与工程领域的重要课题。增材制造技术,尤其是激光粉末床熔融(Laser Powder Bed Fus
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-11-20
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通过双桥接设计实现稳定润滑层的耐用树脂基防滑涂层
该研究提出了一种创新的双桥接设计策略,用于开发一种具有机械强度和稳定润滑层的滑润液浸润多孔涂层(SLIPC)。这种涂层在医疗设备和临床环境中具有重要的应用潜力,因为细菌附着和增殖是引发感染的主要因素,而SLIPC通过引入润滑液层,能够有效防止细菌附着,从而降低感染风险。然而,传统SLIPS(滑润液浸润多孔表面)往往依赖于微纳米结构来吸附和储存润滑液,这些结构在机械磨损或极端环境下容易受损,导致润滑液流失,进而影响其滑润性能。因此,如何在单一涂层中同时实现机械强度和润滑液稳定性成为了一个挑战。研究人员通过将氨基端聚二甲基硅氧烷(NH₂-PDMS)接枝到棒状纤维素上,并将其掺入环氧树脂中,成功构建
来源:Materials Letters
时间:2025-11-20
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在考虑界面形态的情况下,高温雷达-红外兼容隐身涂层在热循环作用下的残余应力演变及失效行为
在现代军事科技迅速发展的背景下,隐身技术已成为先进飞行器设计和制造的核心能力之一。随着检测技术的不断进步,单一频段的隐身性能已难以满足当前军事应用的复杂需求,因此,雷达与红外兼容隐身技术逐渐成为研究的热点。该技术旨在通过单一材料同时实现对雷达波的吸收和对红外辐射的抑制,从而提高飞行器在复杂环境下的生存能力和作战效能。然而,传统的隐身材料在高温条件下往往无法满足高性能和耐久性的要求,尤其是在高超音速飞行器中,高温环境对材料的性能提出了更高的挑战。为此,研究人员致力于开发具有耐高温特性的新型隐身涂层,以应对这一问题。本文提出了一种超薄、耐高温的雷达-红外兼容隐身涂层(HRISC)系统,该系统包含热
来源:Materials Letters
时间:2025-11-20
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解码增材制造的Al-Zn-Mg-Cu合金中用于抑制裂纹形成的非平衡凝固路径
激光驱动的瞬态熔池物理特性决定了Al-Zn-Mg-Cu合金在激光粉末床熔融(LPBF)过程中非平衡凝固路径,但其与微观结构和裂纹敏感性之间的内在联系仍未完全阐明。本研究探讨了加工参数对熔池物理特性和非平衡凝固行为的影响,并进一步分析了微观结构与裂纹敏感性之间的关联。研究结果表明,加工参数调控的温度梯度(G)和冷却速率(R_c)通过关键熔池停留时间(τ)调节溶质捕获效果。在超快速凝固(R_c ≈ 5.3×10^6 K/s,G ≈ 7.1×10^4 K/m,τ ≈ 200 μs)条件下,溶质捕获抑制了Zn/Mg的偏析。通过定制化,实现了MgZn₂沉淀物(80–110 nm)在基体中的均匀分散,这些
来源:Materials Letters
时间:2025-11-20
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路易斯酸催化的过渡金属化合物在4H-SiC(0001)化学机械抛光中的机理研究
在现代工程和材料科学领域,能量吸收材料在各种应用场景中发挥着至关重要的作用。这些材料通常用于保护系统免受冲击或碰撞带来的损害,例如汽车安全装置、航天器着陆系统、战术车辆防护结构以及城市空中交通(eVTOL)设备的缓冲部件等。传统能量吸收装置依赖于不可逆的塑性变形来耗散冲击能量,这使得它们只能使用一次,无法重复利用。然而,在某些需要频繁使用或受限于空间的系统中,这种单次使用的特性显得并不理想。因此,研究者们开始探索能够实现可重复使用且具备高能量吸收性能的新型材料。近年来,基于架构不稳定性的超材料(Architected Instability-based Metamaterials, AIMs)
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-11-20
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在常温常压条件下,使用Ga₂O₃/MoO₃纳米复合材料制成的高选择性氨气传感器
Madhura N. Talwar | Asha P. Shirni | Rajendra Kumar R. T. | Gnana Prakash A. P印度迈索尔大学物理研究系,Manasagangothri,迈索尔 570 006摘要通过水热法制备了不同MoO3浓度(2.5%、5%和7.5%)的β-Ga2O3和MoO3纳米复合材料,并通过物理混合进行了处理。利用XRD、SEM、EDAX、TEM、XPS和UV-可见光谱等技术对这些纳米复合材料的形态、结构和光学性质进行了表征。同时采用BET分析法对其比表面积进行了分析。在室温下对制备的复合材料进行了氨(NH3)传感性能的研究。结果显示,随着
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-11-20
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基于焦耳加热原位生长策略的Fe₃O₄/FePc@碳纳米纤维复合材料用于电磁波吸收
在当今科技迅速发展的背景下,电磁波(EMW)吸收材料在无线通信、电磁兼容以及隐身系统等领域扮演着至关重要的角色。这类材料的核心功能是将入射的微波能量转化为其他形式的能量,如热能或机械能,从而减少电磁波的反射,提升吸收效率。然而,传统的制备方法往往存在效率低下、控制性差等问题,制约了其在实际应用中的推广。为了解决这些挑战,研究团队提出了一种基于焦耳加热辅助原位生长的新策略,成功合成了Fe₃O₄/铁酞菁修饰的碳纳米纤维(Fe₃O₄/FePc@CNFs)。这一创新方法不仅提升了材料的性能,还为下一代电磁波吸收材料的开发提供了新的思路。### 焦耳加热的优势与应用焦耳加热技术作为一种新兴的材料合成手段
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-11-20
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利用苹果提取物作为天然螯合剂和稳定剂,通过环保的溶胶-凝胶法合成NiO纳米颗粒,以提升能量存储性能
本研究旨在通过一种绿色的溶胶-凝胶燃烧法,利用苹果提取物作为螯合剂和天然燃料,合成镍氧化物(NiO)纳米颗粒。这种合成方法不仅环保,而且能够提供高纯度、纳米尺度的材料,适用于高性能超级电容器电极的应用。研究团队由来自印度浦那Sir Parshurambhau学院化学系的多位研究人员组成,他们系统地探讨了苹果提取物在纳米材料合成中的作用及其对超级电容器性能的影响。超级电容器因其高功率输出、快速充放电能力和卓越的循环稳定性,被广泛认为是可持续能源存储的重要候选材料。然而,电极材料的类型和性能直接影响这些设备的整体表现。在众多电极材料中,过渡金属氧化物因其优异的电化学性能和成本效益而受到关注。其中,
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-11-20
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多靶点水凝胶疗法:干扰慢性糖尿病伤口愈合过程中的AGEs–RAGE–ROS循环
慢性糖尿病伤口(CDWs)是一种复杂的临床难题,其特征包括氧化应激、持续感染、炎症反应、缺血以及过量的晚期糖基化终产物(AGEs)积累。这些病理因素相互作用,形成一个恶性循环,严重影响伤口的愈合进程。研究表明,AGEs与它们的受体RAGE结合后,会激活多种炎症和氧化反应路径,进一步加剧伤口的病理状态。因此,开发一种能够多靶点调控糖尿病伤口微环境的治疗策略,对于改善CDWs的治疗效果具有重要意义。为了应对这一挑战,研究人员设计了一种多功能水凝胶,该水凝胶通过席夫碱反应将富含醛基的MnO₂@PCA纳米颗粒与季铵化壳聚糖羧甲基(QCMC)交联,同时引入了二硫化钼(MoS₂)量子点。这种水凝胶不仅具备
来源:Materials Letters
时间:2025-11-20
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激光粉末床熔融驱动的超细二十面体准晶体形成及其在Al-94Fe-2.5Cr-2.5Ti合金中的力学性能提升
本研究成功制备了一种无裂纹的Al94Fe2.5Cr2.5Ti合金,该合金通过在激光粉末床熔融(L-PBF)技术中显著提高扫描速度,同时适度增强激光功率,展现出优异的机械性能。该合金的强度和延展性在室温至高温(最高可达500°C)范围内均表现突出。在室温下,其抗拉强度达到547.17 ± 10.13 MPa,延展率为7.00 ± 1.12%。而在400°C和500°C时,其强度分别保持在271.47 ± 12.08 MPa和111.53 ± 6.71 MPa,远高于目前报道的耐高温铝合金的性能。这一研究结果表明,该合金在高温环境下仍具有出色的力学性能,为高温耐热合金的设计提供了一个新的思路。在合
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-11-20
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综述:高能量高熵合金的动态力学行为与能量释放机制
高熵合金(HEAs)是一种由五种或更多主元素组成的合金材料,具有优异的机械性能和良好的功能特性。近年来,研究者们发现,通过引入具有能量释放能力的元素,可以开发出一种新型的高熵合金,称为“能量型高熵合金”(EHEAs)。这类材料不仅具备传统高熵合金的高机械强度,还能在动态载荷下释放大量能量,展现出广泛的应用前景。EHEAs的动态机械行为和碎片诱导的能量释放机制成为当前研究的重点,其性能受到成分和微观结构的显著影响。EHEAs的动态行为主要包括几种不同的机制,如位错运动、绝热剪切、相变和孪生。这些机制与材料的成分和微观结构密切相关。位错运动是动态变形的主导机制之一,它涉及材料内部原子间的滑移和重组
来源:Materials Letters
时间:2025-11-20
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基于Schwarz原始几何的混合蜂窝结构力学性能提升的设计策略
本文探讨了混合设计在机械性能和结构稳定性方面的应用潜力,重点研究了基于Schwarz Primitive(SCP)的三重周期性极小曲面(TPMS)结构与基于Kelvin的桁架结构的结合。通过理论模型和实验验证,研究团队展示了这种混合结构在不同体积分数和单元尺寸下的机械响应特性,并提出了新的拟合方程以实现对机械性能的预测和优化。这一研究为设计多功能、轻量化结构提供了理论支持和实践指导。在自然界中,细胞结构和多孔介质广泛存在,例如骨骼、木材、珊瑚和昆虫的翅膀与外骨骼。这些结构通过复杂的几何形态实现了材料的高效利用、强度与传热性能的优化。自然界中的结构演化过程为人工设计提供了灵感,使得科学家和工程师
来源:Materials Letters
时间:2025-11-20
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基于喷墨打印电极的摩擦电纳米发电机在文物保护中的应用
在物联网(IoT)技术迅速发展的背景下,传感器网络作为实现万物互联的关键组成部分,正面临着多源异构性、高制造成本以及低效率等问题,这些限制因素严重影响了TENG(摩擦纳米发电机)在物联网传感领域的广泛应用。TENG作为一种通过摩擦起电和静电感应耦合实现机械能转化为电能的新型能量收集技术,因其低成本、高效率和良好的稳定性,被广泛应用于光学传感系统、生物电信号采集、环境监测以及多模态系统集成等多个领域。然而,传统TENG的电极层通常通过嵌入或粘贴的方式与摩擦层结合,形成三维结构,这不仅增加了制造成本,也给维护和更换带来了困难。同时,由于电极层的厚度增加,电极与摩擦层之间的接触界面容易受损,进一步影
来源:Materials Letters
时间:2025-11-20
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综述:基于木材的摩擦电纳米发电机:从结构设计到性能优化及应用
木基摩擦纳米发电机(Wood-Based Triboelectric Nanogenerators, WB-TENGs)作为一种可持续的能量收集技术,近年来受到了广泛关注。其核心原理在于利用木材的多级孔隙结构、可再生性以及可调控的表面特性,将机械能转化为电能。木材作为一种天然的生物基材料,具有独特的多尺度结构,包括宏观上的年轮、导管和纤维,以及微观上的细胞壁、次生壁和中间层等。这些结构特性不仅赋予木材优异的机械性能,也使其在摩擦发电过程中展现出良好的性能表现。然而,木材本身具有弱极性、高吸湿性等特点,这使得其在自然状态下表现出较弱的摩擦电效应,从而限制了其直接用于能量收集的可行性。为了克服这一
来源:Materials Letters
时间:2025-11-20
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综述:过渡金属电催化剂中的d轨道杂化:将电子结构与催化性能联系起来
近年来,随着绿色和可再生能源系统的快速发展,催化科学在推动能源转型和实现可持续发展方面扮演着至关重要的角色。在这一背景下,电催化技术因其在能量存储与转换方面的巨大潜力而受到广泛关注。电催化反应不仅涉及电极材料与反应物之间的电子传递,还依赖于催化剂表面与反应中间体之间的相互作用,从而决定了反应路径和效率。在这一过程中,轨道杂化效应作为一种调控电子结构的重要策略,逐渐成为研究的热点。轨道杂化效应源于原子轨道的线性组合,它能够改变催化剂的电子结构,从而影响其在电催化反应中的表现。研究发现,轨道杂化不仅能够增强催化剂活性位点与反应物之间的相互作用,还能优化电子传递过程,提高催化反应的效率。特别是在过渡
来源:Materials Science and Engineering: R: Reports
时间:2025-11-20