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  • 相态调控实现二氧化钒光响应动态控制及其在光学调制中的应用

    作为典型相变材料的二氧化钒(VO2)在从绝缘态向金属态转变过程中展现出非线性光学响应特性。研究人员通过监测VO2薄膜在不同温度下的瞬时光响应行为,首次在低温绝缘相和高温金属相之间发现了慢生长相(slow-growth phase)和混合相(hybrid phase)。特别值得注意的是,在68°C的慢生长相条件下,VO2的光响应幅度达到室温状态的5.5倍。研究还成功实现了弛豫时间(relaxation time)从数十皮秒(picoseconds)到数纳秒(nanoseconds)的精确调控。这些发现为开发高性能全光学调制器件(all-optical modulation devices)提供了

    来源:Advanced Optical Materials

    时间:2025-09-10

  • 自旋轨道力矩诱导Cr2O3垂直奈尔矢量180°翻转及其对交换偏置调控的突破性发现

    通过构建Pt/Cr2O3/Co三明治结构,研究人员首次获得自旋轨道力矩(Spin-Orbit Torque, SOT)诱导垂直奈尔矢量(Néel Vector)180°翻转的直接证据。该研究证实Cr2O3(氧化铬)中奈尔矢量翻转可引发顶层钴(Co)膜非常规磁化反转,其切换极性随反铁磁层插入发生逆转。同时发现钴层的交换偏置(Exchange Bias)方向与磁化翻转同步改变,且切换比率高度敏感于Cr2O3的反铁磁态,可通过场冷却(Field Cooling)进行调控。这一突破不仅验证了Cr2O3中电控奈尔矢量翻转的可行性,更为反铁磁自旋电子器件开发奠定基础。

    来源:Advanced Materials

    时间:2025-09-10

  • 外延自组装垂直排列纳米复合光电极:实现可调谐双极响应的新策略

    引言传统半导体器件的持续微型化面临物理和性能极限,迫切需要开发替代的信息处理方案。集成光信号和电信号的光电平台为突破这些限制提供了独特机遇。其中,半导体-电解质界面的光电化学光电流切换(PEPS)现象已成为光与偏压控制开关的重要平台。在PEPS系统中,双极光电极能够在施加电位或入射光波长调制下表现出可逆的光电流极性。金属氧化物半导体因其地球丰度高、成本低和水溶液稳定性好而成为PEPS应用的理想材料。先前研究已探索多种金属氧化物体系,包括α-Ga2O3电极、BiFeO3薄膜和双相CuFeO2–Fe2O3结构。这些研究揭示了调控光电流行为的不同基本机制,为推进PEPS器件提供了多种途径。本研究提出

    来源:Advanced Optical Materials

    时间:2025-09-10

  • 突破荧光-电子转移权衡:弱J耦合与振动抑制实现长程有序荧光素纳米片双功能协同

    通过银离子(Ag+)与荧光素衍生物染料(DCFPy)的配位自组装,研究人员成功构建了具有长程有序结构的DCFPy/Ag纳米片。该材料呈现出独特的弱J耦合特性,在聚集状态下仍保持高达66.4%的荧光量子产率(ΦF),与单体DCFPy的荧光效率(ΦF=66.9%)相当,同时实现了单体染料不具备的光诱导超氧阴离子(O2•−)生成能力。这种荧光-光化学活性的协同效应源于其有序结构对非辐射衰变的抑制:晶格收缩减少振动耗散,弱J耦合使激子进行非相干迁移从而维持辐射跃迁,避免了强耦合聚集体常见的快速猝灭现象。Ag+配位不仅增强电子转移能力,还通过振动抑制提升光物理性能。该研究突破了分子聚集体中荧光强度与电子

    来源:Advanced Optical Materials

    时间:2025-09-10

  • α/β-肽电化学响应特性及其在传感器设计中的多重调控策略研究

    引言肽类分子因其优异的生物相容性、可编程的自组装特性及多样的生物活性,在纳米技术、生物医学和生物电子学领域展现出广阔应用前景。特别是在电化学传感领域,肽类不仅可作为识别元件,其本身也可能具备电子传输能力。含有芳香侧链(如酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸)的肽可通过π-π堆叠作用促进电子跳跃机制,从而实现电子转移。然而,肽的长度、立体化学及自组装形态对电学性能的影响机制尚不明确。近年来,α/β-肽折叠体因其可调控的构象和自组装行为受到关注,其中含syn-3-氨基-2-(2-氟苯基)-3-苯基丙酸(β-Fpg)的序列更易形成有序纳米结构。材料与方法本研究选取五种基于(L-Ala-β-Fpg)n序列的α/β

    来源:Advanced Materials Interfaces

    时间:2025-09-10

  • 不同大孔隙度石蜡油注入PDMS对细菌黏附的抵抗作用研究

    引言生物污染在人工表面的挑战已被记载2000年,至今仍影响着食品工业、饮用水生产、海洋技术和医疗保健等多个领域。在医疗保健领域,医疗设备的生物污染甚至可能带来致命后果。2022至2023年间,欧盟和欧洲经济区有430万患者至少遭受过一次医院获得性感染(HAI),其中三分之一与中心血管导管、导尿管和插管有关。为此,研究人员开发了定制涂层来减少这些严重并发症,包括释放抗菌剂的材料、含有两性离子部分或乙二醇的亲水涂层,以及疏水光滑液体注入多孔表面(SLIPS)。SLIPS技术受猪笼草捕虫笼的启发,具有自修复特性、对水和复杂流体的排斥性以及低污染特性。其设计基于三个基本规则:纳米或微米纹理表面通过表面

    来源:Advanced Materials Interfaces

    时间:2025-09-10

  • 基于双面结构的完整Sb2S3太阳能电池超快动力学研究揭示新型工作机制

    1 引言半导体光活性材料在光催化、光传感、光伏、发光二极管、光电探测器和场效应晶体管等领域具有广泛的应用前景。尽管这些材料的光物理和光诱导化学过程通常在非原位条件下进行测量,但完整器件中的电荷流动和材料界面在真实工作条件下的行为尚未得到充分理解。特别是在太阳能电池领域,实现原位(in situ)和操作条件(operando)下的光谱测量一直面临重大挑战,这主要是由于传统金属电极对透射光谱技术的限制。以往的研究大多基于无顶电极的部分器件堆栈进行测量,例如在钙钛矿和有机太阳能电池中,缺乏顶电极可能导致动力学行为的偏差。Sb2S3作为一种环境友好且高度稳定的硫族化合物半导体,具有1.7 eV的宽禁带

    来源:Advanced Materials Interfaces

    时间:2025-09-10

  • 原子力显微镜揭示超光滑硅烷化表面微米液滴尺寸依赖性接触角及其能量平衡机制

    1 引言微尺度润湿现象在自然过程(如露水形成)和技术应用(如热交换器)中具有重要价值。当液滴尺寸介于纳米与微米之间时,重力可忽略而线张力开始显着,此时界面张力与接触线摩擦共同调控润湿行为。原子力显微镜(AFM)因其高分辨率成为研究微观液滴接触角尺寸依赖性的关键工具。经典杨氏方程(Young equation)在描述微观润湿时存在局限,需引入线张力(κ)或钉扎力(fP)进行修正。然而,现有理论多聚焦纳米尺度,对微米液滴的润湿机制研究仍不充分。本研究通过制备超光滑硅烷化表面,结合AFM测量与能量平衡模型,旨在揭示微米液接触角的尺寸效应及其物理机制。2 结果与讨论2.1 超光滑硅烷化表面通过自组装硅

    来源:Advanced Materials Interfaces

    时间:2025-09-10

  • 解码钠金属无负极电池成核动力学与图案化调控实现超长循环稳定性

    实现钠金属无负极电池(sodium metal anode-less batteries)的稳定运行需深入理解金属沉积的初始阶段,该过程受界面能、离子传输(ion-transport)及局部电场梯度调控。本研究从基础出发,采用超微电极(ultramicroelectrodes)快速扫描伏安法解析钠在碳与铜表面的本征成核动力学(nucleation kinetics),发现碳基底不仅更易引发电镀,且在高扫描速率下仍保持部分可逆性。基于此,团队设计出激光图案化(laser-patterned)集流体,在铜表面构建空间限定的亲钠域(sodiophilic domains),引导钠离子通量均匀化并抑制

    来源:Advanced Energy Materials

    时间:2025-09-10

  • 氢键增强型阴离子交换膜实现高性能碱性水电解

    阴离子交换膜(Anion Exchange Membranes, AEMs)是碱性水电解技术的核心材料,但其发展长期受限于氢氧根离子(OH−)传导率不足与化学稳定性差的瓶颈。本研究创新性地融合分子轨道工程与氢键网络构建策略,首次引入HOMO能级作为膜骨架抗氧化性描述符,LUMO能级作为阳离子基团耐碱稳定性评价指标。密度泛函理论(DFT)计算表明,苯并噻唑(Benzothiazole, BT)单元同时具备高LUMO能与低HOMO能级特性,预示优异稳定性。将其嵌入聚(三联苯-苯并噻唑-哌啶鎓)(P-B-x)膜体系后,BT中的氮、硫杂原子作为双氢键受体,构筑了增强型连续氢键网络,显著促进OH−通过G

    来源:Advanced Energy Materials

    时间:2025-09-10

  • 多相熔体加工中颗粒向界面迁移的动力学机制与定向调控策略研究

    在多相熔体加工过程中,颗粒向熔体界面迁移的独特物理现象,为聚合物表面构建莲蓬状微纳坑结构提供了新思路,有望实现柔性传感器的大规模低成本制备。然而,由于聚合物加工的黑箱特性,颗粒迁移的动态机制尚未明晰。传统技术(如扫描电子显微镜、激光共聚焦显微镜)仅能捕捉最终颗粒分布,难以实现实时动力学解析。本研究采用计算流体动力学-离散相模型(Computational Fluid Dynamics-Discrete Phase Model, CFD-DPM)方法,通过求解界面演化(欧拉框架)与颗粒动力学(拉格朗日框架),阐明了力-速度-位移-聚集的关联规律,并解析了各力分量对颗粒迁移的贡献机制。结合实验验证

    来源:Polymer Composites

    时间:2025-09-10

  • 直接墨水书写制备多构型碳纤维增强环氧树脂复合蜂窝芯的离面压缩与能量吸收特性研究

    通过直接墨水书写(Direct Ink Writing, DIW)技术,研究人员成功制备了具有六边形(H)、方形(S)和三角形(T)几何构型的碳纤维增强环氧树脂复合蜂窝芯体。该技术采用特殊配方的墨水(含10–40 wt%短切碳纤维、二氧化硅及添加剂),利用剪切稀化特性实现了无模具成型,显著提升了结构的表面质量与尺寸精度。在离面压缩测试中,随着填充密度(30%–40%)的增加,所有构型均表现出增强的负载能力:六边形构型提升11.7%,方形构型显著提升98%,三角形构型提升80.8%。耐撞性分析表明,方形蜂窝芯具有最优的能量吸收(Energy Absorption, EA)性能,其比能量吸收(Sp

    来源:Polymer Composites

    时间:2025-09-10

  • 石墨烯族纳米填料对环氧树脂热分解动力学与粘弹性能的调控机制及应用前景

    石墨烯族纳米填料以≤0.60 wt%的负载量分散于双酚A二缩水甘油醚环氧树脂中,系统研究其片层化学特性(包括石墨烯Gr、还原氧化石墨烯rGO和氧化石墨烯GO)对热稳定性与粘弹行为的影响机制。热重分析(TGA, Thermogravimetric Analysis)表明,Gr使5%质量损失起始温度提升25.7°C,峰值降解速率降低18%,而rGO与GO仅呈现中等改善。等转化率动力学模型证实,Gr在整个转化区间内使表观活化能提高15–25 kJ mol−1,说明其通过形成曲折的隔热屏障,构建了更高能量需求的降解路径。动态力学分析(DMA, Dynamic Mechanical Analysis)显

    来源:Polymer Composites

    时间:2025-09-10

  • 综述:碳纤维增强聚合物复合材料理论、改性与界面性能交叉领域的最新进展

    ABSTRACT碳纤维增强聚合物(CFRP)复合材料凭借轻质、高强度和耐腐蚀等优势,广泛应用于航空航天、汽车、船舶及体育器材等领域。为应对日益严苛的应用环境,研究者通过多种表面改性技术对光滑且化学惰性的碳纤维(CF)表面进行处理,以提升其反应活性与表面形貌,从而改善复合材料中较弱的界面结合问题,形成高性能界面相以增强力学性能。本文系统综述了近年来复合材料界面理论、CF表面改性方法及其研究层级,并对近3年相关文献中报道的界面剪切强度(IFSS)和层间剪切强度(ILSS)值进行了统计分析,为未来CFRP复合材料的界面设计与改性提供了权威依据。最后,总结了当前改性技术的进展与未来研究方向,探讨了多技

    来源:Polymer Composites

    时间:2025-09-10

  • 石英纤维增强多孔酚醛复合材料的力学性能与隔热机制研究

    通过浸渍聚合法(impregnation and polymerization method)制备的石英纤维(quartz fiber)增强多孔酚醛树脂(porous phenolic composite)复合材料,采用常压干燥技术避免了耗时的溶剂置换过程。随着酚醛树脂(PR)前驱体固含量增加,复合材料平均孔径从101.1 μm减小至9.06 μm,密度(0.289–0.423 g/cm3)、交联度及导热系数(0.078–0.101 W/m·K)均显著提升。界面结合层形成多点连接结构,使材料在xy方向呈现1.67–3.75 MPa的高强度,z方向应变耐受性达25%。多次加载-卸载实验揭示压缩损

    来源:Polymer Composites

    时间:2025-09-10

  • 赤泥对碱激发矿渣与粉煤灰砂浆中钢筋腐蚀防护的贡献机理研究

    本研究通过分析赤泥在碱激发矿渣(slag)与粉煤灰(fly ash)砂浆体系中对钢筋腐蚀防护的作用机制,发现赤泥的添加可显著优化材料微观结构。采用压汞法(MIP)测定总孔隙率与孔结构分布,并通过加速氯离子渗透(NT BUILD 443)与迁移(NT BUILD 492)实验评估抗侵蚀性能。电化学测试(包括腐蚀电位、线性极化电阻(LPR)与电化学阻抗谱(EIS))显示,含赤泥的碱激发砂浆中嵌埋钢材表现出更优异的耐腐蚀性。机理上,赤泥在矿渣体系中促进孔隙细化和氯离子结合,在矿渣与粉煤灰体系中则增强钝化膜稳定性,为提升建材耐久性提供新途径。

    来源:Materials and Corrosion

    时间:2025-09-10

  • 综述:无磷阻燃策略在环氧树脂中的应用

    引言热固性聚合物分子链中含有多个环氧基团,通常被称为环氧树脂(EPs)。它们通常与固化剂(如二胺、多胺或酸酐)发生交联反应,形成致密交联的三维网络结构。这种结构赋予材料优异的耐久性、强耐化学性和有效的电绝缘能力,使其广泛应用于涂料、粘合剂、电绝缘和结构复合材料中。然而,随着EPs在航空航天、高速通信(如5G)和电子封装等先进技术领域的广泛应用,其固有的易燃性已成为一个关键限制因素,阻碍了更广泛的应用。在受热或明火条件下,EPs容易发生热降解并释放有毒气体,对设备安全和人类健康构成重大威胁。因此,提高EP基材料的阻燃性是当前材料科学研究的关键课题。20 wt.%),这可能对环氧体系的机械性能和加

    来源:Macromolecular Materials and Engineering

    时间:2025-09-10

  • PCL与PLCL电纺纤维膜的水粘附特性表征及其与润湿性的关联研究

    引言近年来,具有特定润湿性(wettability)的材料在微米尺度的发展凸显了对润湿性进行更深入研究的必要性。动态液滴行为的研究涉及多个领域,包括微流控(microfluidics)、印刷工业、粘接以及自清洁和防雾应用。电纺涂层(electrospun coatings)因其表面粗糙度(surface roughness)成为一种经济有效的解决方案,可用于生产具有特殊润湿性能的表面。其粗糙的纤维结构通常会增强润湿行为,增加疏水聚合物中的接触角(contact angle),同时降低亲水材料中的接触角。尽管研究兴趣日益增长,但润湿性研究主要通过静态接触角(static contact angl

    来源:Macromolecular Materials and Engineering

    时间:2025-09-10

  • ZSM-5酸度与晶体形貌调控甲硫醇烷基化甲苯中对二甲苯选择性研究

    研究表明,在甲苯与甲基硫醇(methyl mercaptan)的烷基化反应中,H-ZSM-5分子筛因其三维孔道结构和适中孔径表现出高活性和抗失稳特性。研究人员系统比较了四种不同硅铝比(Si/Al = 15、25、40、75)的ZSM-5催化剂,其酸量分别为0.79、0.65、0.43和0.29 mmolNH3 gcat−1。实验发现,催化活性随酸量增加而上升,在酸量达到0.43 mmolNH3 gcat−1时转化率趋于稳定(约25%)。提高反应温度(375–475 °C)虽可提升转化率,但会加剧催化剂失活。尤为关键的是,对二甲苯(para-xylene)的选择性强烈依赖于ZSM-5的晶体形貌:

    来源:ChemCatChem

    时间:2025-09-10

  • 界面羟基化策略增强ZnSn(OH)6/TiO2电荷分离实现高效稳定光催化甲苯矿化

    这项研究揭示了通过界面羟基化工程构建ZnSn(OH)6/TiO2异质结复合材料的新策略。该复合材料采用共沉淀-水热耦合技术合成,显著将带隙能量降低至3.10电子伏特(eV),同时增强了可见光捕获能力。其独特的界面电荷转移机制有效抑制了光生电子-空穴对的复合,使光量子效率得到大幅提升。在模拟太阳光照条件下,含15% ZnSn(OH)6的复合材料展现出卓越的甲苯降解性能——对初始浓度2500 ppm(百万分浓度)的甲苯在90分钟内降解率高达90.51%,矿化率超过84.51%,性能达到纯ZnSn(OH)6的三倍以上。更令人印象深刻的是,经过五次循环使用后,其降解效率仍保持在90.32%,证明了材料

    来源:ChemCatChem

    时间:2025-09-10


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