• 波浪作用下超大型养殖网箱水动力特性的数值模拟研究

  随着水产养殖向深远海拓展，超大型直径养殖网箱(Ultra-Large-Diameter Aquaculture Cages, ULDACs)因其高效性和抗浪能力成为研究热点。然而，直径超过100米的ULDAC面临三大挑战：动态响应数据匮乏、柔性浮框内部水动力相互作用被简化、现有网格分组方法忽视网箱尺度与长宽比的影响。这些问题严重制约了ULDAC在极端海况下的可靠性设计。浙江某高校团队在《Ocean Engineering》发表的研究中，通过Python OrcFxAPI接口建立122米ULDAC参数化模型。创新性地将HDPE浮框离散为基于曲梁理论的弹性单元，采用16根尼龙系泊缆对称布局，并开发

  来源：Ocean Engineering

  时间：2025-06-29

• 高速滑行双体船气动特性研究：基于风洞试验、CFD模拟与回归分析的跨学科探索

  在海洋工程领域，高速滑行双体船因其独特的结构设计面临着一项鲜少被深入探讨的挑战：当船体高速滑行时，甲板区域会完全暴露于气流中，产生显著的气动升力。这种现象如同一把双刃剑——合理利用可提升航行效率，但若控制不当则会导致船体失稳。传统船舶设计中，水动力学始终占据主导地位，而气动力的影响常被忽视。然而，随着速度提升至弗劳德数(Froude number)4以上，气动力对双体船性能的影响已不可忽略。更复杂的是，双体船特有的甲板结构会在两片体之间形成"空气隧道"，进一步加剧了气动-水动耦合效应的复杂性。为破解这一难题，国内某研究机构团队在《Ocean Engineering》发表了一项开创性研究。研究人

  来源：Ocean Engineering

  时间：2025-06-29

• 台湾浮式海上风电与浮力储能系统(BEST)整合的可行性研究：系统响应与经济性评估

  （论文解读）全球气候危机背景下，台湾将海上风电作为能源转型核心，计划2035年实现15 GW装机。然而风电的间歇性与台湾特有的"夏高冬低"用电负荷曲线形成尖锐矛盾——夏季用电高峰时风电出力不足，冬季风况最佳时却面临大量弃风。现有锂铁电池(LiFePO4)和抽水蓄能分别存在循环寿命短和地理限制问题，而深海适用的压缩空气储能(OCAES)等技术在台湾平均不足100米的浅海大陆架难以施展。台湾大学团队在《Ocean Engineering》发表的研究另辟蹊径，选择浮力储能技术(BEST)这一新兴方案。该技术通过调节浮体体积实现能量存储，具有能量密度高(与水深和浮体体积正相关)、效率稳定(充放电温差小

  来源：Ocean Engineering

  时间：2025-06-29

• 基于模型预测控制的自主船舶受限水域COLREGs合规避碰研究

  在日益拥挤的内河航道中，自主船舶面临动态避碰与规则遵守的双重挑战。传统方法采用保守的船舶领域(Ship Domain)模型，难以适应狭窄水域的空间限制；同时，国际海上避碰规则(COLREGs)的模糊条款导致算法设计缺乏量化标准。针对这些问题，中国奖学金基金资助的研究团队在比利时弗兰德斯水利研究所与根特大学的拖曳水池中，通过结合模型预测控制(MPC)与COLREGs规则，开发出能同时处理静态障碍物和动态船舶的避碰系统，相关成果发表于《Ocean Engineering》。研究采用三项关键技术：1) 基于4×4矩阵的16类场景分类法，通过主船(Own Ship)与目标船(Target Ship)的

  来源：Ocean Engineering

  时间：2025-06-29

• 万寿菊花提取物作为TiO2光阳极封端剂与敏化剂在DSSCs中的溶剂依赖性效应研究

  随着全球对可持续能源需求的激增，传统化石燃料引发的环境与能源安全问题日益凸显。在众多可再生能源技术中，染料敏化太阳能电池(DSSC)因其制备成本低、工艺简单等优势备受关注。然而，其核心组件——敏化剂长期依赖昂贵的钌(Ru)基合成染料，不仅成本高昂，还存在重金属污染风险。与此同时，半导体材料TiO2的纳米结构调控也面临传统封端剂环境兼容性差的挑战。在此背景下，来自中国的研究团队创新性地将万寿菊(Tagetes erecta)花提取物应用于DSSC领域，系统研究了不同溶剂提取物对TiO2纳米结构的调控作用及其作为天然敏化剂的性能表现，相关成果发表在《Next Materials》上。研究团队采用紫

  来源：Next Materials

  时间：2025-06-29

• 综述：生物炭基电分析材料：迈向可持续的高性能电催化剂与传感器

  生物炭的电化学本质生物炭的独特性能源于其多尺度结构特征。木质素衍生的生物炭因稳定的芳香结构展现出超高导电性（104.6 S cm−1），而纤维素来源的生物炭则因微卫星结构缺陷导致导电性降低（48.8 S cm−1）。磷酸活化处理的BC 800样品通过线性伏安测试（LSV）显示出显著增强的电流响应，电化学阻抗谱（EIS）证实其电荷转移电阻降低，这与其微孔-介孔分级结构（比表面积1449 m2/g）和磷掺杂诱导的赝电容行为密切相关。值得注意的是，竹基生物炭在锂离子电池中表现出250 mAh/g的可逆容量，这归功于其38 Å的微孔结构和丰富的持久性自由基。表面特性与氧化还原调控生物炭的醌/氢醌（C=

  来源：Next Materials

  时间：2025-06-29

• 镁掺杂氧化锌薄膜的制备及其对孔雀石绿染料的高效光催化降解机制研究

  随着工业废水排放加剧，含有机染料污染物对水环境的威胁日益严峻。孔雀石绿(MG)作为一种高毒性的三苯甲烷类染料，虽被欧美国家明令禁止，仍在发展中国家广泛使用，其潜在的致癌性和生态毒性引发高度关注。传统纳米粉末光催化剂存在回收困难、易二次污染等问题，而半导体薄膜催化剂因其可重复使用特性成为研究热点。在众多半导体材料中，氧化锌(ZnO)因其与TiO2相似的3.37 eV带隙和60 meV激子结合能备受青睐，但纯ZnO存在电荷复合率高、光响应范围有限等缺陷。镁(Mg)因其离子半径(0.57 Å)与Zn2+(0.60 Å)相近，成为优化ZnO性能的理想掺杂剂，可有效调控能带结构并减少氧空位缺陷。为解决上

  来源：Next Materials

  时间：2025-06-29

• Ru(III)-聚吡啶配合物可见光催化氧化S-烷基/芳基-L-半胱氨酸的电子转移机制研究：重组能促进S-芳基-L-半胱氨酸反应活性

  在生物体内，含硫氨基酸如半胱氨酸和蛋氨酸不仅是蛋白质的构建模块，其氧化还原活性在抗氧化、信号传导等生理过程中发挥关键作用。然而，这些硫醇基团易受活性氧物种攻击，与阿尔茨海默病、帕金森病等衰老相关疾病密切相关。尽管已知高价金属离子（如VV、CrVI等）能催化硫醇氧化，但关于Ru(III)配合物光催化氧化的机制研究仍存在空白，特别是S-烷基与S-芳基半胱氨酸的反应活性差异缺乏理论解释。为探究这一科学问题，国内研究人员通过系统研究[Ru(NN)3]3+配合物（NN=2,2'-联吡啶/1,10-菲啰啉衍生物）在可见光下催化氧化六种S-取代半胱氨酸的反应。研究发现，虽然热力学参数ΔG°有利于S-烷基衍生

  来源：Next Materials

  时间：2025-06-29

• 自动微分增强的无网格有限块法在非线性偏微分方程求解中的应用与优势

  在计算力学领域，非线性偏微分方程(PDEs)是描述热传导、结构变形等复杂物理现象的核心工具。然而，传统数值方法如有限元法(FEM)在处理大变形或强非线性问题时面临网格畸变、导数计算繁琐等挑战。尽管无网格方法通过节点离散规避了网格生成难题，但其高阶导数计算精度不足常导致牛顿迭代法收敛困难。这一矛盾促使研究者寻求能兼顾几何灵活性与计算精度的新方法。针对上述问题，中国某高校团队在《Mathematics and Computers in Simulation》发表研究，提出自动微分增强的无网格有限块法(AD-FBM)。该方法创新性地将有限块映射技术(FBM)与自动微分(AD)结合：首先将物理域划分为

  来源：Mathematics and Computers in Simulation

  时间：2025-06-29

• 含芴基透明聚酰胺酰亚胺的制备：兼具高玻璃化转变温度与优异尺寸稳定性的柔性显示基底材料

  随着折叠屏手机、可穿戴设备的兴起，柔性显示技术对基底材料提出了前所未有的挑战。传统聚酰亚胺（PI）虽具有优异耐热性，却因分子链间强电荷转移复合物（CTC）效应导致黄褐色外观，难以满足透明显示需求。更棘手的是，低温多晶硅薄膜晶体管（LTPS TFT）工艺要求基底材料能承受450℃高温，而现有透明PI往往通过引入脂环结构或不对称单元牺牲热性能换取透光率。如何平衡“高透明”与“超耐热”，成为制约柔性AMOLED发展的关键瓶颈。中国科学院的研究团队独辟蹊径，将目光投向兼具刚性芴基与氢键网络的聚酰胺酰亚胺（PAIs）。通过设计两种新型二胺单体——含双芴基的FDAADA和螺环双芴基的SBFADA，分别与脂

  来源：Materials Today Communications 

  时间：2025-06-29

• 生物基麦芽糖醇改性聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯的合成与性能优化：一种兼具机械强度、阻隔性和可控降解的农业薄膜材料

  塑料污染已成为全球环境挑战，传统石油基塑料在土壤中难以降解，而现有生物降解材料如PBAT虽能缓解这一问题，却因机械强度低、阻隔性差和降解速率不可控，难以满足长周期作物（如棉花）农业薄膜的需求。尤其当PBAT薄膜在潮湿环境中快速降解时，其使用寿命大幅缩短。如何平衡材料的强度、耐久性与环境友好性，成为绿色材料开发的核心矛盾。山西某研究团队在《Materials Today Communications》发表研究，创新性地利用生物基麦芽糖醇（maltitol）作为第四单体，通过熔融缩聚法合成麦芽糖醇改性PBAT（PBMAT）。麦芽糖醇富含羟基，可替代部分1,4-丁二醇（BDO）参与酯化反应，其分子链

  来源：Materials Today Communications 

  时间：2025-06-29

• 碳纳米管增强同轴纤维的光热转换与热调控性能研究

  论文解读能源危机与气候变化的双重压力下，如何高效利用太阳能等可再生能源成为全球焦点。然而，这些能源存在间歇性和不稳定性，亟需开发新型储能材料。相变材料(PCM)因其高储能密度和近乎恒温的相变特性备受关注，但传统有机PCM如聚乙二醇(PEG)存在液相泄漏和导热率低的致命缺陷。更棘手的是，现有封装技术难以兼顾PCM的高负载量与快速热响应能力。针对这一挑战，山东某高校的研究团队在《Materials Today Communications》发表了一项突破性研究。他们创新性地将同轴静电纺丝技术与纳米碳材料结合，设计出具有核鞘结构的复合相变纤维。该研究以PEG为能量存储核心，聚丙烯腈(PAN)为保护鞘

  来源：Materials Today Communications 

  时间：2025-06-29

• 火花等离子烧结法制备兼具力学性能与抗菌性能的Ti-5Ag/NiTi梯度合金用于骨科植入物

  随着人口老龄化和运动损伤增加，骨科植入物需求激增。NiTi合金因其超弹性和形状记忆效应成为热门选择，但高弹性模量(48–55 GPa)与骨组织(6–26.6 GPa)不匹配会导致“应力屏蔽”效应——即植入体承受过多负荷而周围骨组织萎缩。虽然多孔结构能降低模量并促进骨长入，但孔隙率升高会加剧镍离子(Ni2+)释放，引发毒性风险。更棘手的是，现有NiTi合金缺乏内在抗菌性，术后感染率可达1–3%，翻修手术时甚至飙升至25.2%。当细菌在植入体表面形成生物膜(Biofilm)后，会逃避免疫攻击和抗生素作用，最终导致植入失败。针对这一系列挑战，云南省第一人民医院与相关团队在《Materials Tod

  来源：Materials Today Communications 

  时间：2025-06-29

• 基于Sb掺杂Bi2Te3 p-n同质结的高性能自驱动紫外-近红外宽带光电探测器

  在光电子技术飞速发展的今天，紫外到近红外的宽带光电探测在遥感、通信和成像等领域具有重大需求。然而，传统探测器受限于材料的固定带隙，难以覆盖全光谱范围，且普遍存在暗电流高、光子吸收效率低等问题。二维材料虽展现出独特优势，但石墨烯无带隙、过渡金属硫化物(TMDs)响应范围窄等缺陷制约了其应用。Bi2Te3作为拓扑绝缘体材料，具有可调带隙(0.15–1.36 eV)和高载流子迁移率，但其天然n型特性导致p-n同质结构建困难，成为高性能宽带探测器开发的瓶颈。哈尔滨工业大学的研究团队通过化学气相沉积(CVD)成功合成Sb掺杂的p型Bi2Te3薄片，与n型材料构建同质结，实现了从紫外(367 nm)到近红

  来源：Materials Today Physics

  时间：2025-06-29

• 电子束辐照合成(黄原胶-聚乙烯醇)/麦卢卡蜂蜜-ZnO纳米粒子复合水凝胶敷料的微生物学评价与自消毒特性研究

  慢性伤口感染是临床治疗的重大挑战，金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌等病原体形成的生物膜会显著延缓愈合进程。传统敷料难以兼顾高吸液性、透气性和持续抗菌功能，而单一抗菌成分易引发耐药性。更棘手的是，麦卢卡蜂蜜(MH)虽具有天然抗菌特性，但其液态特性限制了直接应用。如何通过材料工程构建多功能复合敷料，成为突破现有技术瓶颈的关键。为解决这一问题，来自埃及研究团队通过电子束(EB)辐照技术，将天然多糖黄原胶(Xan)与合成聚合物聚乙烯醇(PVA)交联，并整合湿化学法合成的氧化锌纳米颗粒(ZnO NPs)和MH，开发出(Xan/PVA)-ZnO/MH纳米复合水凝胶敷料。该研究通过多尺度表征和生物学评价，证实该

  来源：Materials Today Communications 

  时间：2025-06-29

• 基于β-环糊精/四苯基乙烯共掺杂PAN纳米纤维的荧光温敏传感材料开发与可视化应用

  温度感知技术在现代医疗、工业和可穿戴设备中至关重要，但现有传感器如热电偶和电阻式传感器仅能单点测量，而PNIPAM（聚N-异丙基丙烯酰胺）基材料虽能可视化却受限于窄温区（10-50°C）和高成本。如何开发宽范围、低成本的可视化温度传感器成为研究难点。天津工业大学的研究团队创新性地利用电纺技术，将具有聚集诱导发光（AIE）特性的TPE与β-CD（β-环糊精）共掺杂于PAN纳米纤维中，制备出荧光纳米温敏传感器（FNTS），相关成果发表于《Materials Today Communications》。研究采用电纺技术（electrospinning）构建一维纳米纤维载体，通过超声分散优化TPE/β

  来源：Materials Today Communications 

  时间：2025-06-29

• 缺陷工程调控BiOI的竞争性优势：无需复合材料的优异光电化学传感与光催化性能

  随着工业发展带来的水污染问题日益严峻，开发高效、低成本的水处理技术成为全球性挑战。光电化学(PEC)传感和光催化(PCA)技术因其绿色、可持续的特性备受关注，但传统半导体材料普遍面临两大瓶颈：可见光区吸收率低，以及光生电子(e–)-空穴(h+)对快速复合。为解决这些问题，研究者通常采用构建复杂异质结复合材料的方法，但这往往伴随制备工艺繁琐、成本高昂等缺点。在此背景下，埃及科学研究团队在《Materials Today Chemistry》发表了一项突破性研究。该团队另辟蹊径，通过原子尺度的缺陷工程调控，使简单半导体BiOI的性能媲美复杂复合材料。研究采用乙二醇辅助溶剂热法合成海胆状纳米结构，通

  来源：Materials Today Chemistry

  时间：2025-06-29

• N位取代基对苯并三唑衍生物在铜化学机械抛光中缓蚀性能的影响机制：理论与实验解析

  在超大规模集成电路(ULSI)制造中，铜凭借优异的导电性和抗电迁移性成为互连材料的首选，但纳米级器件对表面平坦化提出了近乎苛刻的要求。化学机械抛光(CMP)作为核心技术，通过化学腐蚀与机械研磨的协同作用实现亚纳米级表面处理，然而其强氧化性 slurry（含H2O2、纳米SiO2等）易导致铜过度溶解和表面缺陷。传统缓蚀剂苯并三唑(BTA)虽能形成Cu(I)-BTA保护膜，但存在环境毒性大、与低介电材料兼容性差等问题。更棘手的是，现有研究多聚焦于BTA碳位取代基效应，而对直接影响吸附位点电子结构的N位取代基缺乏系统认知，这严重制约了高性能缓蚀剂的开发。针对这一挑战，杭州电子科技大学的研究团队在《M

  来源：Materials Today Chemistry

  时间：2025-06-29

• 贝氏体微观结构调控对铁素体/贝氏体双相钢变形行为的影响机制研究

  在桥梁、船舶和汽车等领域，兼具高强度与良好延展性的双相钢需求日益增长，但传统材料存在强度与延伸率此消彼长的矛盾。尤其当材料面临碰撞变形时，如何避免断裂成为关键挑战。铁素体基双相钢中，第二相（珠光体/贝氏体/马氏体）的微观结构直接影响性能：珠光体硬度低易引发裂纹扩展，马氏体虽强度高却因残余应力降低延展性。贝氏体因其适中的力学性能备受关注，但其相变驱动力和碳原子扩散能力会显著改变晶内组织（如M-A岛、板条贝氏体）和界面特性（高/低角晶界），进而影响协调变形与裂纹扩展行为。东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室的Siwei Wu团队通过热轧实验结合多尺度表征技术，系统研究了不同相变条件下贝氏体微

  来源：Materials Science and Engineering: A

  时间：2025-06-29

• 低压渗碳温度对17Cr2Ni2MoVNb与20Cr2Ni4A齿轮钢疲劳性能的影响机制研究

  齿轮作为机械传动的核心部件，其寿命直接关系到装备可靠性。传统气体渗碳工艺虽能提升表面硬度，但存在效率低（需数十小时）、环境污染严重等问题。更棘手的是，提高渗碳温度虽可缩短时间（980°C比930°C节省50%时长），却可能引发晶粒异常生长，导致齿轮钢疲劳性能劣化。这一矛盾在重型装备用20Cr2Ni4A（C2）和17Cr2Ni2MoVNb（C1）钢中尤为突出。以往研究多关注气体渗碳后的重加热淬火工艺，而真空低压渗碳（LPC）直接淬火对微观组织与疲劳性能的影响尚不明确。为解决这一难题，中国的研究团队在《Materials Science and Engineering: A》发表论文，系统比较了两

  来源：Materials Science and Engineering: A

  时间：2025-06-29

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