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  • 海上移动充电船选址与电动船舶充电调度优化研究

    随着全球航运业年碳排放量达十亿吨级,电动船舶(EVs)因其零排放、低噪音特性成为绿色航运的关键解决方案。然而,当前电池技术限制使EVs难以满足长航程需求,亟需开发海上充电基础设施。针对这一挑战,中国国家自然科学基金(项目号72201044)资助的研究团队在《Ocean Engineering》发表论文,创新性地提出海上移动充电船选址与电动船舶充电调度问题(OMCVL-EVCSP)的优化框架。研究采用混合整数线性规划(MILP)建模,开发并行自适应大邻域搜索算法(PALNS),通过贪婪启发式构建初始解,设计特异性破坏-修复算子,结合局部搜索机制迭代优化。对比改进人工蜂群算法(IABC)和自适应遗

    来源:Ocean Engineering

    时间:2025-07-21

  • "计划-控制"软切出策略:海上风机高风速工况下的结构疲劳缓解与发电优化方案

    随着全球海上风电装机容量在过去二十年间的迅猛增长,这种可再生能源技术已成为发展最快的清洁能源之一。然而复杂的海洋环境给海上风机(OWTs)带来了严峻挑战——当风速超过切出阈值时,传统控制策略会立即停机,这种"硬切出"方式不仅造成发电量骤降,更会因频繁启停加剧结构疲劳,在台风多发的中国南海等区域尤为突出。监测数据显示,建立在软黏土地基上的单桩式OWTs经常面临风速持续超过25m/s的极端工况,此时风浪不对中(wind-wave misalignment)产生的多向耦合激励,可能引发塔筒的复杂振动模式。针对这一行业痛点,研究人员创新性地提出了"计划-控制"软切出(PCSC)策略。该策略的核心突破在

    来源:Ocean Engineering

    时间:2025-07-21

  • 纳米多孔MXene中CO2溶解度的原子尺度调控机制及其在CO2/CH4分离与渗透优化中的突破性发现

    随着全球对可再生能源需求的增长,沼气和天然气的高效利用成为减少碳排放的关键。然而,其中混杂的CO2会显著降低能源效率,传统分离技术如化学吸收法能耗高且污染严重。膜分离技术因其低成本和环境友好性被视为理想解决方案,但现有二维材料如MXene虽具有优异机械性能,其强CO2-膜相互作用反而阻碍分离效率。如何通过原子尺度设计调控CO2溶解度成为突破技术瓶颈的核心问题。山东科技大学的研究团队在《Materials Today Physics》发表的研究中,通过分子动力学模拟(MD)和密度泛函理论(DFT)计算,系统探究了8种过渡金属构成的纳米多孔M2CO2 MXene。研究发现:Nb2CO2凭借其独特的

    来源:Materials Today Physics

    时间:2025-07-21

  • 狄拉克点增强型共价有机框架材料的双光子吸收效应研究

    在光学技术飞速发展的今天,双光子吸收(Two-Photon Absorption, TPA)作为重要的三阶非线性光学过程,在光学神经网络、红外探测、光限幅等领域具有关键应用。然而传统半导体材料受限于能带间隙缩放定律(βeff ∝ Eg-3),其TPA系数与调制深度往往难以兼得。量子限域效应虽能提升TPA性能,但二维材料如MoS2、石墨烯等存在合成控制困难、调制深度普遍低于5%的瓶颈。针对这一挑战,华东师范大学的研究团队在《Materials Today Physics》发表突破性研究,首次利用共价有机框架(COFs)中狄拉克点的独特电子结构实现TPA性能的协同增强。通过界面辅助合成法制备了Tp

    来源:Materials Today Physics

    时间:2025-07-21

  • 化学掺杂诱导La3Ni2O7块体材料的常压绝缘体-金属转变:镥掺杂的突破性调控

    近年来,镍酸盐材料因其与铜基高温超导体的相似性而成为凝聚态物理研究的热点。特别是La3Ni2O7在80K高压下展现的超导特性,引发了科学家们对实现常压稳定该量子态的迫切追求。然而,极端物理压力条件的限制,以及薄膜材料在应用上的局限性,使得开发块体材料的常压调控方法成为领域内亟待突破的关键科学问题。中国科学院物理研究所的研究团队另辟蹊径,采用化学掺杂这一创新策略,通过系统引入离子半径较小的稀土元素(Y、Nd、Dy、Lu)替代La3Ni2O7中的La3+位点,成功实现了材料电子态的精准调控。研究发现,虽然Y、Nd和Dy掺杂样品仍保持半导体特性,但最重的稀土元素Lu的引入却意外触发了常压绝缘体-金属

    来源:Materials Today Physics

    时间:2025-07-21

  • 基于二氨基苯磺酸异构体的水热法合成多色荧光碳点及其细胞成像应用研究

    在荧光纳米材料领域,碳点(CDs)因其低毒性、优异生物相容性和可调光学性能,被视为生物成像和光电应用的理想材料。然而现有制备多色CDs的方法常面临合成条件苛刻、溶剂依赖性强的困境——例如经典苯二胺异构体法必须在乙醇溶剂中才能实现多色发射,水相体系则完全失效。更棘手的是,多数策略需要复杂的前体配比或后处理步骤,极大限制了实际应用。针对这些挑战,深圳大学的研究团队在《Materials Today Chemistry》发表创新成果。他们突破性地采用三种二氨基苯磺酸(DABSA)异构体(2,4-/3,5-/3,4-DABSA)作为单一前驱体,仅通过水热反应即制备出蓝、绿、红三色发射的CDs。这种"一

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-07-21

  • 基于同轴流聚焦微滴法制备高安全HMX/TATB复合含能颗粒及其性能调控机制研究

    在军事和民用领域,高能含能材料如同"双刃剑"——其强大的能量输出特性往往伴随着令人头疼的安全隐患。以经典高能炸药HMX(1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷)为例,虽然其爆速可达9,100 m/s,但轻微的机械碰撞或静电火花就可能引发意外爆炸。与之形成鲜明对比的是"炸药界安全标兵"TATB(1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯),这种钝感炸药即便被子弹击中也不会爆炸,可惜能量输出仅相当于HMX的60%。如何让这对"矛盾体"优势互补,成为含能材料领域持续数十年的科学难题。山西省自然科学基金资助项目支持下,研究人员突破传统物理混合和喷雾干燥等方法的局限,创新性地采用同轴流聚焦微

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-07-21

  • 1T′–2H WS2结构相变驱动的热电性能增强及其在锌空气电池中的应用研究

    在全球环境恶化与化石能源危机的背景下,风能、太阳能等可再生能源虽快速发展,却因间歇性、波动性及储能技术瓶颈面临"弃光弃风"困境。锌空气电池(ZABs)因其高能量密度、低成本和环境友好特性,被视为下一代电网存储和便携式电子设备的理想电源。然而传统ZABs电极受限于二维(2D)碳布涂层工艺,催化层与气体扩散层分离导致三相反应界面狭窄,大量催化剂成为远离界面的"死区"。华南理工大学的研究团队创新性地采用聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)碳纸为基底,通过CO2热处理-酸氧化两步活化及氮掺杂改性,构建了具有3D互连结构的自支撑空气电极。该研究通过原位生长铂纳米颗粒(Pt NPs)技术,将传统三相反应界面扩展至

    来源:Materials Today Energy

    时间:2025-07-21

  • 协同双添加剂策略构筑高电压稳定硼氧氟界面层提升NCM622正极循环性能

    随着电动汽车和储能需求的爆发式增长,开发高能量密度锂离子电池成为研究热点。作为主流正极材料,镍钴锰三元氧化物(NCM)通过提高镍含量或充电截止电压可提升能量密度,但后者会引发电极/电解质界面剧烈副反应——过渡金属(TMs)溶解、晶格氧释放会加速电解质分解,产生的HF、PF5等腐蚀性物质进一步破坏界面稳定性,形成恶性循环。传统解决方案如表面包覆、离子掺杂等工艺复杂,而电解质添加剂因其工艺兼容性强成为研究焦点。山东科技大学(根据资助项目推断)的研究团队在《Materials Today Chemistry》发表研究,创新性地采用三(五氟苯基)硼烷(TPFPB)和二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)双添加

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-07-21

  • 协同双添加剂策略构筑高电压NCM622正极稳定界面层:TPFPB/LiDFOB的协同效应与性能提升

    随着电动汽车对高能量密度电池需求的激增,镍钴锰三元正极材料(NCM)因其可调节的组分和较高比容量成为研究热点。然而当充电电压超过4.3 V时,NCM材料会面临三重挑战:电解液氧化分解产生气体导致电池膨胀,过渡金属(TMs)溶出破坏电极结构,晶格氧释放引发热失控风险。这些问题严重制约了高电压NCM的实际应用,亟需开发新型电解质调控策略。山东科技大学的研究团队在《Materials Today Energy》发表创新成果,提出采用三(五氟苯基)硼烷(TPFPB)和二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)作为协同双添加剂,成功实现LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM622)在4.5 V高电压下的长期

    来源:Materials Today Energy

    时间:2025-07-21

  • TPFPB与LiDFOB协同构建高稳定硼基CEI膜提升4.5V高电压NCM622循环性能研究

    随着电动汽车续航里程需求的激增,开发高电压锂离子电池成为行业焦点。镍钴锰三元正极材料(NCM)通过提高截止电压可释放更多容量,但当工作电压超过4.3V(vs. Li/Li+)时,阴极与电解液间的副反应会导致过渡金属(TM)溶解、晶格氧释放等问题,引发电池性能急剧衰退。传统解决方案如表面包覆、离子掺杂等工艺复杂,而电解液添加剂因其易集成特性备受关注。山东科技大学(根据基金项目推断)的研究团队在《Materials Today Electronics》发表研究,创新性地采用三(五氟苯基)硼烷(TPFPB)和二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)双添加剂体系,通过协同作用在NCM622表面构建了富含B-F/

    来源:Materials Today Electronics

    时间:2025-07-21

  • 协同双添加剂电解质策略构筑高电压LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2正极材料的稳定界面及循环性能提升

    随着电动汽车对续航里程需求的不断提升,开发高能量密度锂离子电池成为研究热点。镍钴锰三元正极材料(NCM)因其较高的理论容量和成本优势备受关注,其中LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM622)在提升工作电压至4.5V时,虽能释放更多容量,却面临严峻的界面稳定性挑战——电解质氧化分解产生的HF和PF5会腐蚀电极,过渡金属溶解和晶格氧释放更会引发连锁反应,导致电池性能急剧衰减。传统解决方案如表面包覆和元素掺杂往往工艺复杂,而电解质添加剂因其易于产业化集成成为理想选择。山东科技大学的研究团队在《Materials Today Energy》发表的研究中,创新性地提出将三(五氟苯基)硼烷(TP

    来源:Materials Today Energy

    时间:2025-07-21

  • 银合金化策略优化FeCoCrNiAl高熵合金摩擦系统的多尺度调控机制研究

    在材料科学领域,高熵合金(HEAs)因其独特的多主元设计理念展现出卓越的力学性能和耐磨损特性,成为新一代结构材料的明星选手。然而,随着航空航天、海洋工程等极端工况对材料性能要求的不断提高,传统高熵合金在长期摩擦工况下仍面临磨损率不稳定、润滑性能不足等挑战。特别是在动态摩擦界面,如何实现材料强度与润滑特性的协同调控,成为制约高熵合金工程化应用的关键瓶颈。针对这一科学难题,来自中国的研究团队在《Materials Today Communications》发表了创新性研究成果。该研究选择具有优异综合性能的FeCoCrNiAl高熵合金为基础体系,通过引入银(Ag)元素进行合金化设计,系统探究了Ag含

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-07-21

  • 对称工程化多物理耦合分级超材料实现宽带电磁波高效吸收

    随着5G时代电子设备爆发式增长,电磁污染已成为威胁设备性能与人类健康的重要问题。传统吸波材料面临吸收带宽、厚度和加工复杂度难以兼顾的困境,特别是在C波段(4-8 GHz)和X波段(8-12 GHz)等常用频段表现尤为突出。电磁超材料(Metamaterial)因其可突破自然材料限制的人工结构设计,为破解这一难题提供了新思路,但如何通过结构创新实现宽带高效吸收仍是重大挑战。针对这一科学问题,重庆师范大学的研究团队在《Materials Today Communications》发表最新成果,设计出具有"谐振-吸收-反射"三级功能的分层复合超材料吸波体(MMA)。该结构创新性地将表面金属谐振结构与

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-07-21

  • FTO基底V2O5/石墨烯复合膜的热光-电光双调制特性及其光电应用潜力

    在光电功能材料领域,五氧化二钒(V2O5)因其独特的层状结构和高热焓值备受关注,但本征导电性差和近红外波段调制能力不足严重制约其应用。传统金属离子掺杂虽能改善性能,却存在合成工艺复杂、结构稳定性差等缺陷。针对这一瓶颈问题,研究人员创新性地采用石墨烯这一零带隙二维材料与V2O5复合,通过二者的协同效应突破性能限制。研究团队采用溶胶-凝胶法结合后退火工艺,在氟掺杂氧化锡(FTO)导电玻璃上构建V2O5/石墨烯复合薄膜,并组装成三明治结构器件。关键技术包括:等离子体清洗去除聚乙烯吡咯烷酮(PVP)分散剂残留;X射线光电子能谱(XPS)验证元素价态;紫外-可见-近红外分光光度计测试透射率;循环伏安法评

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-07-21

  • 溶质-空位复合体调控β-Sn中铜扩散各向异性的第一性原理与实验研究

    在极端工况下的电子设备中,焊点可靠性面临热机械疲劳与电迁移失效的双重挑战。虽然第三代Sn-Ag-Cu(SAC)无铅焊料通过添加Bi、In、Sb等元素提升了抗热循环性能,却意外加速了电迁移导致的金属间化合物(IMC)生长——这一矛盾现象背后的原子机制亟待揭示。北京科技大学(National Science Foundation of China资助项目51804032和52275309承担单位)的研究团队通过第一性原理与实验的协同研究,解开了溶质原子调控铜扩散的微观奥秘。研究采用密度泛函理论(DFT)计算结合高电流密度(8.15×103 A/cm2)电迁移实验。通过维也纳从头算模拟软件包(VAS

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-07-21

  • ZnSnN2薄膜本征缺陷诱导共振能级增强热电性能的机理研究

    热电材料能将废热转化为电能,是解决能源危机的潜在方案,但其应用长期受限于材料效率与成本。传统热电材料如Bi2Te3虽性能优异,但存在毒性高、储量少等问题。ZnSnN2作为地球丰度材料,虽具备环境友好特性,但其热电性能仍需提升。目前,通过共振能级(Resonant Levels)调控可显著改善热电参数,但常规方法依赖外来杂质掺杂,工艺复杂且可控性差。为突破这一瓶颈,国内某研究机构(需补充具体机构名称)的N.A. Muhammed Sabeer团队在《Materials Research Bulletin》发表研究,创新性地利用本征点缺陷在ZnSnN2导带中构建共振能级。研究人员通过反应性射频磁控

    来源:Materials Research Bulletin

    时间:2025-07-21

  • N-杂环卡宾自组装单分子膜在银基底上的简易构建及其防腐性能研究

    银材料因其优异的导电性和延展性,在电子器件、珠宝首饰等领域应用广泛,但环境中的硫化物和强碱性介质会导致其快速腐蚀变色。传统硫醇类自组装单分子膜(SAMs)虽能提供保护,却在高温和极端化学环境中稳定性不足。针对这一技术瓶颈,南京工业大学材料科学与工程学院的研究团队在《Materials Characterization》发表论文,开发了一种基于N-杂环卡宾(NHCs)的新型防护涂层技术。研究人员采用表面增强拉曼光谱(SERS)、循环伏安法(CV)和接触角测量等关键技术,通过真空加热两种NHC-CO2加合物(ImNHC-CO2和BimNHC-CO2),在银基底上成功构建自组装单分子膜。X射线光电子

    来源:Materials Characterization

    时间:2025-07-21

  • 液相沉积氧化铝后处理退火温度对AACE法制备黑硅表面钝化性能的影响研究

    在追求更高效率太阳能电池的道路上,黑硅(b-Si)因其独特的纳米结构带来的卓越减反射性能备受关注。这种通过金属辅助化学蚀刻(MACE)技术制备的材料,能将传统晶体硅(c-Si)30%以上的反射率降至个位数。然而,纳米结构在带来光学优势的同时,也产生了令人头疼的"副作用"——表面原子排列紊乱形成的大量悬挂键成为载流子的"死亡陷阱",严重制约着光电转换效率的提升。为解决这一关键问题,马来西亚玻璃市大学(Universiti Malaysia Perlis)的MOHD ZAMIR PAKHURUDDIN团队创新性地将液相沉积(LPD)技术与铝辅助化学蚀刻(AACE)工艺相结合。研究人员采用环境友好的

    来源:Materials Characterization

    时间:2025-07-21

  • 基于AlxCuMnMoTi高熵合金粘结剂的超细WC硬质合金:微观结构调控与硬度-韧性协同增强机制

    在工业领域,硬质合金堪称"工业牙齿",其核心组分钨碳化物(WC)与钴(Co)的完美组合创造了硬度与韧性的传奇。然而这种传统材料正面临双重挑战:钴资源被列为战略物资导致供应链不稳定,更棘手的是钴粉尘被确认具有致癌风险。尽管研究者尝试用镍(Ni)或铁(Fe)基合金替代,但这些材料在高温抗氧化性和耐磨性方面始终难以媲美钴基系统。高熵合金(HEA)的出现带来了转机,这类由五种以上主元组成的固溶体合金,凭借"鸡尾酒效应"展现出非凡的耐腐蚀和抗高温软化特性,成为替代钴粘结剂的新希望。山东理工大学的研究团队在《Materials Characterization》发表的研究中,创新性地采用AlxCuMnMo

    来源:Materials Characterization

    时间:2025-07-21


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