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  • 氧空位对SrTiO3/LaAlO3界面电子结构的调控机制:第一性原理研究

    在复杂氧化物异质结领域,SrTiO3(STO)与LaAlO3(LAO)的界面因其独特的二维电子气(2DEG)特性引发广泛关注。这类界面虽由两个绝缘体构成,却展现出高迁移率电子传输、低温超导等奇异现象。然而,其导电机制始终存在争议——究竟是极性不连续导致的电子重构,还是氧空位(O-vacancy)主导的电荷补偿?为厘清这一关键问题,研究人员聚焦6.5STO/1.5LAO n型界面,通过第一性原理计算系统揭示了氧空位的调控机制。研究采用全电子全势线性缀加平面波(FP-LAPW+lo)方法,结合Engel-Vosko广义梯度近似(EV-GGA)优化交换关联势。通过构建(001)取向的对称超胞模型,对

    来源:Polyhedron

    时间:2025-07-20

  • 双金属MOF-303(Co)催化剂的两步后合成优化及其在温和条件下高效产氢的机理研究

    在全球能源转型背景下,绿色氢能因其120 MJ·kg−1的高燃烧值和零碳排放特性成为研究热点。然而,传统氢制备技术面临催化效率低、反应条件苛刻等挑战,其中NaBH4水解虽具10.8 wt%储氢优势,却受限于动力学缓慢。金属有机框架(MOF)因其可调控的孔隙结构和活性位点成为理想催化平台,但现有钴基催化剂多需高温或贵金属辅助。为解决这一难题,Shahid Beheshti University(伊朗沙希德·贝赫什提大学)的Farzaneh Rouhani团队创新性地采用两步后合成策略:首先利用MOF-303双吡唑配体的特性负载钴离子构建双金属MOF-303(Co),再通过450℃热控"脱配体"形

    来源:Polyhedron

    时间:2025-07-20

  • N2O2配位光学活性氨基酸醇受体中性Cu(II)配合物的合成、结构及光谱学研究:理论与实验的协同探索

    在生命科学和材料化学的交叉领域,光学活性氨基酸醇因其独特的生物相容性和手性识别能力,成为构建功能性金属配合物的理想载体。这类化合物如缬氨醇(Valinol)、亮氨醇(Leucinol)和苯丙氨醇(Phenylalaninol),不仅是蛋白质折叠的关键调控因子,更在酶催化、神经递质合成中扮演核心角色。然而,如何精准调控其与过渡金属(如必需微量元素铜)的配位行为,进而开发兼具结构稳定性和功能可调性的配合物,一直是学界亟待解决的难题。针对这一挑战,印度贾达普大学化学系(Department of Chemistry, Jadavpur University)的Amar Hens团队在《Polyhed

    来源:Polyhedron

    时间:2025-07-20

  • 茂金属聚乙烯结晶行为与流变特性的分子结构基础及其长支链拓扑表征研究

    在聚烯烃材料领域,茂金属催化剂带来的分子结构精确调控革命已持续数十年,但由此产生的长链支化(LCB)结构表征始终是悬而未决的难题。传统技术如13C NMR仅能识别6个碳原子以内的短支链,而流变学方法虽能定性检测LCB存在,却难以揭示其拓扑细节。更棘手的是,凝胶渗透色谱(GPC)对茂金属聚乙烯(mPE)分子量(Mw)的测定存在系统性偏差——这一"分子量迷雾"严重阻碍了结构与性能关系的深入研究。中国科学院长春应用化学研究所的研究团队在《Polymer》发表的研究中,选取四种不同Mw的mPE样品(1.0×105-8.0×105 g/mol),创新性地整合三种关键技术:采用中国散裂中子源(CSNS)的

    来源:Polymer

    时间:2025-07-20

  • 随机与嵌段氟化聚丙烯酸酯对2K聚氨酯清漆疏水性能的对比研究及其户外耐久性评估

    在涂层工业中,透明疏水清漆的开发一直面临巨大挑战——既要维持光学透明度,又要实现持久的疏水性能。传统氟化添加剂如氟烷基三甲氧基硅烷虽然能提升疏水性,但其Si-O-C键易水解导致户外耐久性差;而全氟醇改性虽能增强交联网络,却需要高氟含量才能维持效果。更棘手的是,氟化链段与聚氨酯基体的相容性矛盾常常引发相分离,造成涂层雾度上升。面对这些技术瓶颈,研究人员开展了一项突破性研究,系统对比了随机与嵌段氟化聚丙烯酸酯对2K PU(双组分聚氨酯)清漆性能的影响。研究团队采用传统自由基聚合合成了三种不同氟含量(1.1/3.1/5.1 wt%)的随机氟化聚丙烯酸酯(F1H1/F3H1/F5H1),并通过原子转移

    来源:Polymer

    时间:2025-07-20

  • 磁场辅助激光熔覆SDSS 2507/SS 420复合涂层的多目标优化与性能调控研究

    在工业制造领域,模具的耐久性始终是制约生产效率的关键因素。以SS 420(马氏体不锈钢)制成的注塑模具,长期承受热循环和机械磨损,容易出现裂纹和尺寸偏差。传统激光熔覆技术虽能提升表面硬度,但热应力集中和晶粒粗化问题尚未解决。更棘手的是,工艺参数(如激光功率LP、扫描速度LSS)与涂层性能间的非线性关系,使得优化过程如同"盲人摸象"。为此,国内某研究机构(根据致谢部分推断受国家重工业部及科技部资助)的Indranil Mandal团队在《Optics 》发表创新研究。他们首次将3 mT稳态磁场(MF)引入SDSS 2507(超级双相不锈钢)激光熔覆过程,通过磁流体动力学(MHD)效应调控熔池凝固

    来源:Optics & Laser Technology

    时间:2025-07-20

  • 流速调制下翼型空化噪声特征与源机制研究

    在海洋工程领域,空化现象如同一个顽皮的"气泡恶魔"——当流体局部压力低于饱和蒸汽压时,它会突然现身,引发剧烈的空泡生成、演变和溃灭。这一过程不仅会在螺旋桨、水泵等设备表面留下侵蚀的"伤疤",还会产生高达50分贝的宽带噪声,严重威胁船舶声隐身性能与海洋生物环境。尽管空化噪声研究已开展数十年,但流速参数如何调控噪声源机制这一关键问题,仍像一团迷雾笼罩着学术界。浙江大学航空宇航学院的研究团队选择NACA0015这一经典翼型作为"解剖对象",通过独创性的"实验测量+数值模拟"双管齐下策略,首次系统揭示了局部空化振荡(PCO)状态下噪声随流速变化的演化规律。这项发表在《Ocean》的研究,就像给空化噪声

    来源:Ocean & Coastal Management

    时间:2025-07-20

  • 抗冲刷海上风浪能转换装置的设计与分析:冲刷特性与流体动力学机制研究

    随着碳中和目标的推进,海上风电(OWT)与波浪能(OWC-WEC)的联合开发成为降低能源平准化成本的有效途径。然而,单桩基础面临的局部冲刷问题会削弱结构承载力,而现有研究对集成系统的冲刷特性认知存在空白。更棘手的是,重力式OWC本身可能引发新的冲刷风险,这种"既要利用波浪能又要防止冲刷"的矛盾亟待解决。山东大学(根据基金项目U2106224及山东省自然科学基金推断)的研究团队创新性地将七种不同结构的振荡水柱(OWC)波能转换器与单桩基础集成,通过物理模型实验和数值模拟,首次系统揭示了OWC-OWT复合系统的抗冲刷机制。研究发现,当OWC开口朝前、底板长度与气室直径比为1.5、气室直径与单桩直径

    来源:Ocean & Coastal Management

    时间:2025-07-20

  • 核反应堆多维流动热工水力系统程序在运动条件下的开发与验证

    随着核能应用场景从陆地扩展到海洋浮动平台和太空等运动环境,传统针对静止工况设计的反应堆热工水力分析程序面临新挑战。在摇摆、倾斜等运动条件下,附加惯性力会显著改变冷却剂流动和传热特性,而现有系统程序如RELAP5、RETRAN等多采用一维简化模型,无法准确捕捉三维效应。尤其科里奥利力引发的横向流动会直接影响堆芯冷却效率,但传统一维模型因忽略该力导致安全评估偏差。为突破这一技术瓶颈,西安交通大学(根据国内惯例翻译)的研究团队在系统级程序VITARS中创新性整合了多维流动模型与运动附加力模型。该研究通过三类关键技术实现突破:首先建立适用于交错网格框架的三维动量方程,保留科里奥利力等完整附加力项;其次

    来源:Ocean Engineering

    时间:2025-07-20

  • 集装箱船舶上海-鹿特丹航线船载波浪能采集系统性能评估与优化研究

    在全球航运业面临IMO 2040年减排70%的严苛目标背景下,传统船舶能源转型迫在眉睫。虽然海上风电、太阳能等可再生能源技术日趋成熟,但航行中的船舶如何持续获取清洁能源仍是行业痛点。现有波浪能转换装置(WEC)多需固定安装,而船载系统又面临空间限制与船舶运动耦合的复杂动力学挑战。特别是上海-鹿特丹这类跨洋航线,不同海域的波浪周期(T0)、有效波高(Hs)和遭遇角(β)差异显著,亟需开发适应性强、能随船持续发电的创新方案。上海某高校研究团队在《Ocean》发表的研究中,开创性地将船载振荡器系统集成于KRISO集装箱船内部。该系统包含沿导轨运动的振荡器、弹簧复位机构和功率输出(PTO)装置,通过建

    来源:Ocean & Coastal Management

    时间:2025-07-20

  • 简易沉淀法合成ZnO纳米颗粒的晶体结构与光电性能研究及其光伏应用潜力

    在纳米材料研究领域,氧化锌(ZnO)纳米颗粒因其独特的宽禁带(约3.23 eV)和优异的光电特性,在太阳能电池、紫外探测器和发光二极管等领域展现出巨大潜力。然而传统合成方法往往面临工艺复杂、成本高昂或需要高温条件等问题,严重制约了其规模化应用。如何通过简易方法制备高结晶度、相纯度可控的ZnO纳米颗粒,成为当前材料科学领域亟待解决的关键问题。为突破这一技术瓶颈,研究人员采用简易沉淀法成功合成了ZnO纳米颗粒。通过X射线衍射(XRD)确认其六方纤锌矿结构,场发射扫描电镜(FESEM)观察形貌特征,并结合紫外可见光谱(UV-Vis)分析光学性能。研究团队系统评估了多种晶粒尺寸计算模型(包括Scher

    来源:Next Materials

    时间:2025-07-20

  • 铁单原子催化剂锚定于N,S共掺杂碳材料实现高效氧还原性能突破

    随着全球能源危机和环境问题日益严峻,开发高效、可持续的能源转换与存储技术成为当务之急。锌空气电池(ZAB)因其理论能量密度高、资源丰富等优势备受关注,但其商业化进程却受制于氧还原反应(ORR)动力学缓慢的瓶颈。目前主流的铂基(Pt/C)催化剂虽性能优异,但高昂的成本和较差的耐久性严重制约其大规模应用。如何设计兼具高活性、长寿命且价格低廉的非贵金属催化剂,成为该领域亟待突破的科学难题。针对这一挑战,国内某研究机构的研究团队创新性地利用三种具有强N,N或S,S双齿螯合能力的前驱体,通过协同配位作用在热解过程中有效锚定Fe2+离子,成功制备出铁单原子催化剂Fe@NPDSBPC。这项突破性成果发表在材

    来源:Next Materials

    时间:2025-07-20

  • 综述:金属纳米颗粒(MNPs)的绿色合成及其在木材防真菌和白蚁腐蚀中的应用

    绿色合成与应用:金属纳米颗粒守护木材的可持续策略木材降解:真菌与白蚁的双重威胁木材作为可再生材料,其耐久性常受褐腐菌、白腐菌和软腐菌的威胁。褐腐菌通过非酶氧化(CMF反应)优先分解纤维素,而白腐菌则能同时降解木质素和纤维素。白蚁(如家白蚁)则通过肠道共生微生物分解木质纤维素,造成结构性破坏。传统防腐剂如铬化砷酸铜(CCA)虽有效但含剧毒砷和铬,每年可析出1.8–17.3%活性成分污染环境。金属纳米颗粒的防腐革命纳米技术为木材保护带来突破:银纳米颗粒(AgNPs):通过破坏微生物膜结构和DNA结合能力,使白腐菌(Trametes versicolor)导致的木材质量损失降至3%以下。铜纳米颗粒(

    来源:Next Materials

    时间:2025-07-20

  • 二维ScV6Sn6 Kagome材料中可调控拓扑相的发现及其量子器件应用潜力

    在量子材料研究领域,二维Kagome晶格体系因其独特的几何阻挫和电子关联效应,成为探索拓扑物态的理想平台。然而,具有可调控拓扑相的磁性Kagome材料仍属稀缺资源,这严重限制了其在自旋电子器件中的应用。传统三维Kagome材料如GdV6Sn6虽展现出丰富物性,但维度降低导致的量子限域效应如何影响其拓扑特性尚不明确。更关键的是,电场对二维磁性拓扑材料相变阈值的调控机制缺乏系统研究,这些科学问题制约着新型量子器件的开发。针对这些挑战,研究人员通过第一性原理计算系统研究了二维ScV6Sn6的电子结构和拓扑性质。研究发现该材料具有三个显著特征:首先,其铁磁基态(居里温度89 K)产生0.86 μB/原

    来源:Materials Today Physics

    时间:2025-07-20

  • 揭示荧光粉高温发射波长蓝移与异常强度增强的微观机制:基于Ba2Ln(BO3)2Cl:Eu2+的第一性原理研究

    在现代照明领域,白光发光二极管(LED)已取代传统光源成为主流选择。然而随着设备温度升高,LED的发光颜色会出现明显偏移,这种现象严重影响了照明质量的稳定性。更令人困惑的是,某些荧光材料在高温下不仅没有发生预期的热猝灭,反而出现发射强度异常增强和波长蓝移现象。这种被称为热致蓝移(Heat-Induced Blue-shift, HIB)的效应,长期以来缺乏微观层面的合理解释,成为制约高性能荧光材料开发的瓶颈问题。针对这一科学难题,中国科学院的研究团队选择具有典型性的氯硼酸盐荧光粉Ba2Ln(BO3)2Cl:Eu2+(Ln = Y, Gd, Lu)作为研究对象。这类材料因其可调的化学环境和优异的

    来源:Materials Today Physics

    时间:2025-07-20

  • 综述:基于层状粘土和云母的超吸水性复合材料:合成、性能调控与未来挑战

    引言水管理材料在现代社会中扮演着关键角色,传统吸水材料(纤维素、硅胶)因吸收能力有限(<50 g/g)已难以满足需求。超吸水性材料(SAMs)作为三维(3D)亲水聚合物网络,可吸收自身重量数百倍的水分(100-1000 g/g),在农业灌溉、个人护理和医疗敷料等领域展现出巨大潜力。其性能主要受三个因素调控:亲水基团化学性质、网络架构和交联密度。天然二维纳米粘土的分类与特性层状粘土矿物因其独特的阳离子交换容量(CEC=100-150 cmol/kg)和表面活性成为理想填料。蒙脱石(MMT)的2:1型层状结构(两个四面体层夹一个八面体层)可通过有机改性(OMMT)扩大层间距;蛭石(VMT)的高CE

    来源:Materials Today Sustainability

    时间:2025-07-20

  • 季节性干湿冻融循环下粉砂质砂力学行为演化机制与多尺度本构模型研究

    在新疆北疆供水工程中,季节性输水导致渠道边坡长期经受干湿交替与冻融循环(DWFT)的双重考验。原本采用的膨胀土填料因反复滑移失效,改用粉砂质砂替代后仍出现类似问题。这一现象引发深思:在复杂环境耦合作用下,粉砂质砂的力学性能究竟如何演变?其破坏机制与传统膨胀土有何本质差异?这些问题直接关系到我国寒旱地区重大水利工程的长期稳定性。新疆大学的研究团队通过系统的宏微观试验揭示了DWFT循环下粉砂质砂的力学响应规律。研究采用直接剪切试验测定抗剪强度参数,压缩试验获取压缩系数,扫描电镜(SEM)观察微观结构演变,并结合不同压实度(88.7%-96.8%)的三轴试验建立本构模型。试验材料取自工程现场,基本物

    来源:Materials Today Sustainability

    时间:2025-07-20

  • Cux-MOF-5材料中铜掺杂优化CO2吸附性能及再生机制研究

    全球变暖背景下,二氧化碳(CO2)作为主要温室气体,其浓度已突破过去80万年最高纪录。传统胺吸收法存在高能耗、设备腐蚀等缺陷,而金属有机框架(MOFs)材料因其可调控的孔隙结构和表面特性成为吸附法碳捕集的研究热点。其中MOF-5作为经典三维框架材料,虽具有高比表面积但存在水稳定性差等问题。通过金属离子掺杂优化其性能成为突破方向,但如何平衡掺杂浓度与结构稳定性仍是挑战。研究人员采用溶剂热法一步合成Cux-MOF-5系列材料,系统考察不同Cu2+掺杂比例(0≤x≤1)对材料结构及性能的影响。通过X射线衍射(XRD)证实当x≤0.25时形成[CuZn3O]6+0.25时出现Cu-BDC杂相;傅里叶变

    来源:Materials Today Sustainability

    时间:2025-07-20

  • 间隙碳/氮含量对含铬高锰钢微观组织及拉伸变形行为的影响机制研究

    在轨道交通、汽车制造和低温容器等领域,高锰奥氏体钢(high-Mn austenitic steel)因其优异的强度-塑性平衡、耐磨性和能量吸收能力备受青睐。这类钢的核心优势在于变形过程中能持续形成孪晶(twinning),通过动态Hall-Petch效应提升性能。然而学术界对孪晶在应变硬化(strain hardening)中的贡献长期存在争议——有研究认为其作用被高估,位错密度(dislocation density)才是关键因素。更棘手的是,工业应用对材料性能的要求日益严苛,如何在提升强度的同时保持高塑性成为亟待突破的瓶颈。针对这一挑战,国内燕山大学的研究团队选择Fe-18Mn-7Cr-

    来源:Materials Science and Engineering: A

    时间:2025-07-20

  • 低温时效调控Ni-Co-Mn-Sn合金原子有序度与磁热效应的协同增强机制

    在追求绿色高效制冷技术的时代背景下,固态磁制冷技术因其零温室气体排放的特性成为研究热点。其中,Ni-Mn基铁磁形状记忆合金(FSMAs)展现出的巨磁热效应(GMCE)尤为引人注目,但传统高温热处理在优化性能时往往伴随晶粒粗化、成分偏析等副作用。如何在不改变合金成分的前提下精确调控其磁热性能,成为制约该材料实用化的关键瓶颈。哈尔滨工业大学(国内研究机构)的研究团队在《Materials Today Physics》发表的研究中,创新性地采用低温时效策略(523 K),通过原子尺度有序化工程成功实现了Ni47Co5Mn40Sn8合金磁热性能的突破性提升。研究揭示,这种"温和"的热处理方式通过缺陷辅

    来源:Materials Today Physics

    时间:2025-07-20


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