-
高炉矿渣与粉煤灰对聚酰胺6性能的协同增强效应
通过将研磨粒化高炉矿渣(blast furnace slag, BFS)和粉煤灰(fly ash, FA)这两种工业废料作为填料融入聚酰胺6(polyamide 6, PA6)热塑性聚合物基质,研究人员开发出一系列新型复合材料。采用双螺杆挤出和压缩成型工艺制备了填料含量为5、10、20、30及40 wt.%的BFS/FA-PA6复合材料。分子层面分析显示填料与基质间存在物理相互作用。随着BFS/FA含量的增加,材料拉伸强度呈现总体下降趋势。虽然BFS/FA颗粒在PA6基质中分散均匀,但填料-基质界面仍存在相互作用较弱的现象。值得注意的是,BFS/FA填料的加入显著提升了复合材料的导电性能——这
来源:Journal of Applied Polymer Science
时间:2025-09-23
-
玻璃纤维增强等规聚丙烯(iPP)在静态与循环载荷下的失效行为:时间、温度与纤维取向的可分解性表征
引言:纤维增强热塑性复合材料的挑战与机遇纤维增强热塑性塑料(如短/长玻璃纤维增强等规聚丙烯,iPP)因其轻质、可回收及易加工特性,在汽车结构件等领域应用日益广泛。然而,其力学行为存在显著各向异性(源于纤维取向分布)和时间-温度依赖性(源于基体粘弹性),导致材料表征需耗费大量短期与长期测试资源。本研究整合塑性失效与慢速裂纹扩展(SCG)驱动的失效模型,提出基于"可分解性"(factorizability)的统一框架,旨在高效预测多维参数空间下的材料行为。实验设计与材料体系研究选用三种SABIC提供的玻璃纤维增强iPP:30wt%短玻纤(SGF30)、40wt%短玻纤(SGF40)及40wt%长玻
来源:Journal of Applied Polymer Science
时间:2025-09-23
-
通过EPR和UV–Vis光谱研究[IrCl6]2−复合物在丙酮溶液中的转化机制
摘要 通过连续波X射线电子能谱(CW X-band EPR)和紫外-可见光谱(UV–Vis spectroscopy)方法,详细研究了[IrCl6]2−配合物中Cl−离子与丙酮分子之间的取代反应。为此开发了一套用于对电子能谱或光谱数据进行反卷积处理的专用软件包。基于对所有数据的分析,提出了该反应过程的最可能机理,该机理包括四个步骤(其中两个为可逆反应)。其中一个步骤是铱(IV)与铱(III)之间的氧化还原反应。 利益冲突 作者声明不存在任何利益冲突。
来源:Magnetic Resonance in Chemistry
时间:2025-09-23
-
调控活性氢供给实现高效尿素电合成:铜簇修饰MoS2/MoO2纳米片的串联催化机制
电化学尿素合成面临的核心挑战在于活性氢(H)供应不足,难以有效驱动二氧化碳(CO2)和硝酸根(NO3−)的加氢过程。本研究设计了一种串联位点催化剂——将铜(Cu)簇锚定于二硫化钼/二氧化钼(MoS2/MoO2)纳米片上(简称Cu-MoS2/MoO2)。其中铜位点负责激活CO2和NO3−,钼位点则促进水分子解离以持续生成H。通过原位光谱分析与理论计算发现,充足的*H供给显著加速了中间体的氢化反应,从而强化了碳氮(C─N)偶联效率。该催化剂在-0.6 V(相对于可逆氢电极,RHE)条件下实现了117.5 mmol h−1 gcat.−1的高尿素产率,并能稳定运行68小时而无活性衰减或法拉第效率下降
来源:Advanced Functional Materials
时间:2025-09-23
-
化碎为利:调控硅负极粉碎行为实现高性能锂离子电池
硅(Silicon, Si)因其超高理论容量被视为下一代锂离子电池(Lithium-Ion Batteries, LIBs)的理想负极材料,但其在锂化过程中产生的剧烈体积膨胀会导致颗粒粉碎(pulverization),进而引起电气接触失效和固态电解质界面(Solid Electrolyte Interphase, SEI)持续生长等难题。有趣的是,本研究团队另辟蹊径,提出将粉碎现象转化为可控的尺寸精细化过程的创新策略。他们通过将块体硅与石墨片(graphite flakes)复合,并采用无定形碳(amorphous carbon)基质进行共封装,构建出多孔球形Si/G/C复合材料。这种双相碳
来源:Advanced Functional Materials
时间:2025-09-23
-
聚氨酯/纳米二氧化硅增强玻璃纤维环氧复合材料低温抗剥离性能研究及其在LNG储运中的应用
环氧树脂(EP)粘接性能对膜式液化天然气(LNG)货舱围护系统(CCS)中的玻璃纤维增强复合材料(GFRP)至关重要。本研究将聚氨酯改性环氧树脂(EPU)与纳米二氧化硅(Nano-SiO2)引入EP体系,开发出可显著提升玻璃纤维与铝箔粘接强度和耐久性的树脂系统。实验结果表明:EP/EPU50/2 wt.% Nano-SiO2-GF体系在室温(RT)下的剥离强度达3.78 kN m−1,较纯EP-GF(1.39 kN m−1)提升172%;即使在-190°C深低温环境下仍保持2.66 kN m−1的优异性能。其增强机制源于连续柔性聚氨酯相通过链延伸和氢键作用耗散机械能,而纳米SiO2则有效抑制裂
来源:Journal of Applied Polymer Science
时间:2025-09-23
-
基于二维WS2/聚酰亚胺复合薄膜的界面优化策略及其在电气绝缘材料中的性能突破
二维二硫化钨(tungsten disulfide, WS2)与聚酰亚胺(polyimide, PI)的复合薄膜通过优化填料-聚合物界面,展现出显著增强的力学性能、电击穿强度和热稳定性。研究表明,WS2凭借其层间低摩擦特性和在聚合物基质中形成的连续界面相,有效促进填料与基体间的应力传递。其高热导率特性可缓解局部过热现象,使聚酰亚胺薄膜的热分解温度得以提升。同时,均匀分散的片层结构引入高密度界面电荷陷阱,通过电荷限制效应有效抑制放电通道的发展。采用原位聚合法制备的WS2/PI复合薄膜性能卓越,断裂伸长率大幅提升162.9%,击穿强度增强12.8%。该研究为高压电气应用领域先进柔性绝缘材料的设计与
来源:Journal of Applied Polymer Science
时间:2025-09-23
-
可生物降解压电离子-锂离子双刺激水凝胶支架协同促进临界尺寸骨缺损再生
临界尺寸骨缺损超出了机体自然修复能力,需要介入治疗。当前植入性生物材料或器件仍面临生物降解性不足、细胞迁移与分化效率低以及手术操作复杂等挑战。本研究提出一种由压电甘氨酸基水凝胶和含锂离子(Li+)可注射导电水凝胶构成的可生物降解压电离子水凝胶组装支架。在超声刺激下,压电水凝胶产生电场,并通过导电水凝胶传递。调控Li+浓度可增强导电水凝胶的电导率,进而促进支架招募骨髓间充质干细胞(BMSCs)。在电信号与Li+的双重刺激协同作用下,被招募的BMSCs激活其PI3K/AKT和β-catenin/TCF7/CCN4信号通路,从而显著提升RUNX2等成骨基因的高表达。此外,导电水凝胶具备可注射性,能作
来源:Advanced Functional Materials
时间:2025-09-23
-
可生物降解抗狭窄显微植入水凝胶支架在输精管高效再通中的应用研究
通过光聚合聚乙烯二醇甲基醚丙烯酸酯(poly(ethylene glycol) methyl ether acrylate)与α-环糊精丙烯酸酯(α-cyclodextrin acrylate)的主客体复合作用,并采用N,N’-双丙烯酰胱胺(N,N’-bis(acryloyl)cystamine)作为可降解交联剂,研究人员开发出可直接同轴打印的PCB水凝胶支架。该材料凭借聚拟轮烷穿线网络与纳米自组装结构的结合,展现出连续的微支架制备能力及卓越的抗形变力学性能(弹性模量1.3 MPa、断裂强度2.5 MPa、韧性480.4 kJ·m−3)。兔显微输精管吻合实验证明,使用该支架后组织吻合时间减少超
来源:Advanced Functional Materials
时间:2025-09-23
-
掺杂有机半导体实现高性能红外探测:突破波长限制与响应速度的新策略
有机半导体(Organic Semiconductors)在红外(IR)探测领域展现出独特优势,包括机械柔性和光谱可调性。然而传统有机光电二极管的探测波长通常局限于短波红外区域。最新研究表明,采用包含溶液法或真空沉积法制备的掺杂有机半导体的测辐射热计(bolometer)器件架构,可将探测范围扩展至10 µm以上,并实现高达8×109 Jones的探测率。虽然热探测器(如测辐射热计)通常响应速度低于光子探测器,但研究证明通过减少器件总厚度可实现低至41 ms的响应时间,完全满足成像应用需求。此外,有机半导体的低热导特性使得10 µm像素尺寸在器件总厚度低于1000 nm时仍能保持约109 Jo
来源:Advanced Functional Materials
时间:2025-09-23
-
双金属-碳纳米管协同优化普鲁士蓝正极:实现近零应变与高性能钠离子电池
普鲁士蓝类似物(Prussian Blue Analogs, PBAs)作为钠离子电池(Sodium-Ion Batteries, SIBs)正极材料虽前景广阔,却受限于低结晶度、晶格应变累积以及迟缓的离子/电子传输动力学。本研究通过原位双金属(铁镍)封装氮掺杂碳纳米管(FeNi@NCT)前驱体策略,成功合成FeNiPBA/NCT复合材料,实现了“结晶度–应变–传输”三重协同优化:其一,控制Fe2+/Ni2+从前驱体中的溶出促进了高结晶度形成;其二,镍(Ni)掺杂弱化了框架与钠离子(Na+)间相互作用,缓解了固溶循环过程中的晶格应变;其三,氮掺杂碳纳米管(N-doped Carbon Nano
来源:Advanced Functional Materials
时间:2025-09-23
-
壳聚糖电纺纳米纤维修饰3D打印聚乳酸支架的仿生矿化与抗菌协同效应研究
聚乳酸(Polylactic Acid, PLA)因其优异生物相容性和力学性能成为骨科植入物的理想材料,但其表面生物惰性限制了临床应用。为解决该问题,研究人员将3D打印技术与电纺丝技术结合,开发出壳聚糖(Chitosan, CH)基电纺纳米纤维修饰的PLA支架。场发射扫描电镜(FE-SEM)分析证实纳米纤维成功包覆于PLA支架表面。通过无细胞仿生矿化实验评估支架促进羟基磷灰石(Hydroxyapatite, HA)晶体沉积的效率,结果显示CH修饰支架表面形成显著HA沉积。X射线衍射(XRD)分析证实HA晶体在(121)晶面形成,归因于壳聚糖分子中-NH2基团为磷酸钙沉积提供成核位点。衰减全反射
来源:Journal of Applied Polymer Science
时间:2025-09-23
-
皮肤粘附性导电水凝胶在柔性可穿戴传感器中的应用潜力及其与肌少症的关联研究
研究人员开发了一种基于聚丙烯酰胺-聚乙二醇二丙烯酸酯(AAm@PEGDA)基质、功能化聚多巴胺(PDA)和聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)的粘附性导电水凝胶(Adhesive Conductive Hydrogel, ACH),旨在应用于柔性电子生物界面(Electronic Bio-Interface, EBI)。该水凝胶具有多孔结构,在人工汗液中的溶胀比约为300%,透气性比传统PEDOT:PSS基导电水凝胶(Conductive Hydrogels, CHs)延长约2.5倍。其力学性能可调(2.5–10 MPa),兼具优异弹性和强皮肤粘附力(~1 mN)。通
来源:Journal of Applied Polymer Science
时间:2025-09-23
-
基于一维导电MOFs的双参数MEMS气体传感器实现锂电池热失控早期预警
电动汽车行业正面临电池热 runaway(热失控)带来的安全挑战,这要求在无氧环境中实时监测气体浓度和温度等多参数信号。本研究创新性地采用一维导电金属有机框架(MOFs)——MBTA(M = Cu或Ni)材料,通过室温湿法化学配位聚合技术,使用1,2,4,5-苯四胺配体与过渡金属合成出具有链状结构的MOFs材料。这些材料对一氧化碳(CO)和温度表现出双重响应特性。研究团队通过气相扩散法将MBTA薄膜原位生长在4通道MEMS(微机电系统)器件上,成功构建出气体-温度集成传感器。在无水无氧条件下,该传感器实现了对CO的低检测限、高选择性和稳定性监测,同时在20–120。C范围内展现出线性温度响应特
来源:Advanced Functional Materials
时间:2025-09-23
-
基于Li+-π作用诱导微球滚动机制的环氧树脂协同强韧化研究:旋转稳定性与广域效应
环氧树脂存在强度与韧性的固有矛盾,严重限制其工程应用。为解决该难题,研究团队通过引入经改性的球形二氧化硅纳米填料,利用三重界面Li+-π相互作用诱导微球产生"滚动行为"。这种相互作用具有高结合能与旋转稳定性特征,可持续产生驱动微球发生长程滚动的动力。实验结果表明:复合环氧树脂的断裂伸长率达18.48%,拉伸强度为95.32 MPa,静态韧性高达12.01 MJ·m−3,与原始环氧基体相比,强度提升57.24%,韧性显著增强636.81%。该微球滚动机制可通过机械或热刺激激活,显著增强环氧树脂的强韧性能。其突出的"热-力等效效应"为开发强韧型室温机械触发自修复热固材料(self-healing
来源:Advanced Functional Materials
时间:2025-09-23
-
生物大分子添加剂调控界面双电层结构实现长寿命水系锌金属电池
水性锌金属电池(AZMBs)因本征安全性和低成本优势成为大规模储能的潜力候选体系。采用稀释电解质虽进一步提升经济性,却加剧了界面挑战——包括锌离子(Zn2+)浓度极化与双电层(EDL)内游离水(H2O)含量升高,导致枝晶生长与析氢反应(HER)恶化。研究团队创新性引入生物大分子添加剂透明质酸钠(HA),在超低浓度(0.3 mol/L)硫酸锌(ZnSO4)电解液中重构EDL结构:HA分子通过亲水基团锚定游离水,其长链阴离子骨架在EDL内形成固定负电荷网络,双重作用有效抑制HER、缓解空间电荷层引发的Zn2+极化,并将稀释界面转化为自补充型锌离子储库。该策略使锌金属负极实现超5000小时稳定循环,
来源:Advanced Functional Materials
时间:2025-09-23
-
仿叶片层级脉管网络弹性体的双模式协同呼吸监测研究
通过仿照叶片的结构单元,采用自下而上组装策略构建了双子叶植物叶片层级脉管网络的仿生弹性体。该设计通过四种协同机制实现卓越机械强度(拉伸强度11.70±0.34 MPa)和离子电导率(2.51×10−2±1.89×10−3 S m−1):羧甲基壳聚糖(CMCS)模拟纤维素β-(1→4)-糖苷骨架增强作用,铜离子(Cu2+)配位模仿木质素的增韧功能,羧基丁苯橡胶(XSBR)提供类叶肉弹性,而低共熔溶剂(DES)渗透的离子通道实现高效电荷传输。此外,仿生脉管网络在吸湿后厚度增加1.21 nm,导致离子通道扩宽并提升电导率。同时,吸收的水分降低DES粘度,促进离子和分子链迁移。利用这种协同效应,叶片启
来源:Advanced Functional Materials
时间:2025-09-23
-
晶相调控高熵钙钛矿氧化物实现高自旋态工程以配对电化学硝酸盐还原与硫离子氧化
通过晶相调控实现高熵钙钛矿氧化物的高自旋态工程,成功应用于配对电化学硝酸盐还原与硫离子氧化反应。高熵材料凭借晶格畸变、组分复杂性和熵稳定效应展现出独特催化优势。本研究报道了一种晶相工程构建的立方相高熵钙钛矿氧化物LaB5O3(B位为Fe、Cu、Co、Cr和Ni),其通过从正交相向立方相的结构转变调控B位金属自旋态,特别稳定了Fe2+/Fe3+的高自旋态,增强电子密度与硝酸盐吸附能力。该材料在硝酸盐还原反应(NO3RR)中实现95.83%的氨法拉第效率(FE)(-0.7 V vs. RHE),且亚硝酸根副产物极少(FE<2%)。同时表现出优异的硫离子氧化反应(SOR)活性,在10 mA cm-2
来源:Advanced Functional Materials
时间:2025-09-23
-
主客体掺杂有机玻璃闪烁体中三重态激子捕获策略实现高分辨率X射线成像
有机荧光玻璃闪烁体因其优异的光学透明性和良好加工性,在安检筛查与医学成像领域展现出巨大潜力。然而,其激子利用率受限——特别是对75%三重态激子的低效捕获——制约了辐射发光(RL)效率与成像分辨率。研究团队提出一种通用的主客体掺杂策略,以提升有机荧光玻璃中的三重态激子捕获效率与闪烁性能。具体而言,以1,3-双(9H-咔唑-9-基)苯(mCP)为玻璃形成主体,掺杂三种高三重态利用率发光体(HMB、IrPA与HXF),所获得的HMB@mCPG、IrPA@mCPG与HXF@mCPG玻璃分别表现出热激活延迟荧光(TADF)、磷光,以及源于反转单重态-三重态能隙的延迟荧光。与原始mCP玻璃相比,这些掺杂玻
来源:Advanced Functional Materials
时间:2025-09-23
-
特定位点的硒替代通过调节d态,提升了基于固态柔性MnFe2O4的超电容器设备的充电存储性能
摘要 本研究首次探讨了硒取代的MnFe2O4(Se-MFO)纳米颗粒的应用,其中硒通过溶剂热法精确地掺杂到Fe位点上,用于制造高性能的固态柔性超级电容器器件。光谱分析证实了硒的位点特异性掺入;第一性原理计算表明,硒改变了价带边缘的d态,优化了电子结构,并通过调节氧空位增加了氧化还原活性位点的密度。这促进了Mn2+/Fe2+的可逆转换,提高了离子迁移率,加快了电荷传输速率。因此,Se-MFO在3 A g−1−1−1 利益冲突 作者声明没有利益冲突。
来源:Advanced Functional Materials
时间:2025-09-23