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  • 综述:含金属有机热电材料的最新研究进展

    引言随着能源危机与环境问题加剧,热电材料(TE)因其能将废热直接转化为电能(ZT= S2σT/κ)而备受关注。传统无机材料如Bi2Te3虽ZT值高,但存在成本高、刚性大等缺陷。相比之下,有机热电材料(OTE)凭借轻质、柔性和溶液加工性脱颖而出,但其低载流子迁移率和适中Seebeck系数(S)限制了发展。金属的引入通过d-π轨道杂化调控能带结构,成为突破性能瓶颈的关键。1D线性配位聚合物以poly[Ax(M-ett)]为代表的金属-有机配位聚合物(MOCPs)展现了独特的π-d共轭体系。金属(如Ni、Cu)与硫醇配体形成的平面结构不仅增强电子离域,还通过金属节点诱导晶格散射,将热导率(κ)降至0

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-06-13

  • Cu2 O@Au–Pt近红外增强纳米反应器支架:糖尿病伤口抗菌治疗的新策略

    糖尿病是全球公共卫生的重大挑战,超过6亿成年人受其困扰。患者的高血糖环境导致皮肤神经血管损伤,易形成慢性溃疡,而伤口处的细菌感染进一步阻碍愈合。传统抗生素治疗面临耐药性风险,亟需开发新型抗菌策略。纳米酶因其类酶活性和稳定性成为研究热点,但如何克服细菌微环境中H2O2不足和电子转移效率低的问题仍是难点。针对这一挑战,中国研究人员在《Materials Today Chemistry》发表论文,提出了一种创新解决方案:通过Cu2O原位还原Au–Pt构建多功能纳米反应器,并利用激光粉末床融合技术制备3D打印皮肤支架。该研究巧妙结合了材料科学、纳米技术和生物医学工程,为糖尿病伤口治疗提供了多模式协同治

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-06-13

  • 图像处理驱动的碳纤维粉末增强LDPE有限元分析:实验与仿真的桥梁构建

    聚乙烯(PE)作为产量最大的半结晶热塑性材料,凭借优异的电绝缘性和化学稳定性广泛应用于包装、管道等领域。其中低密度聚乙烯(LDPE)因较低的结晶度表现出更高柔韧性,但机械强度不足成为其工程应用的瓶颈。传统解决方案是通过纤维增强构建复合材料,但短纤维随机分布导致的性能预测困难长期困扰研究者——现有模型难以准确量化纤维取向对弹性模量等关键参数的影响,而依赖微CT等三维表征技术又面临成本过高的问题。为解决这一难题,奥斯曼尼耶·科库特阿塔大学的研究团队创新性地将SEM图像处理与有限元仿真相结合,系统研究了碳纤维粉末(CFP)增强LDPE复合材料的力学行为。通过开发图像处理驱动的取向有限元模型(Orie

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-06-13

  • 电弧增材制造Inconel 625合金的载荷与微观结构不均匀性对两体磨粒磨损性能的影响

    在航空航天、核能及油气开采等领域,Inconel 625(IN625)合金因其优异的机械性能和耐高温特性成为关键材料。然而,传统制造方法难以加工复杂几何部件,且修复成本高昂。电弧增材制造(Wire Arc Additive Manufacturing, WAAM)虽能通过逐层沉积解决几何限制,但沉积过程中因热梯度差异导致的微观结构不均匀性,显著影响材料的磨损与腐蚀性能,进而威胁部件服役安全。例如,涡轮叶片在腐蚀环境中可能因局部磨损而失效,但目前针对WAAM沉积IN625合金从底部到顶部区域的系统性摩擦学研究仍属空白。为解决这一问题,印度理工学院(MNIT Jaipur)的研究团队采用冷金属过渡

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-06-13

  • 水滴模板法制备微孔Ag/MXene/聚合物超薄涂层实现高效电磁屏蔽

    随着智能手机和可穿戴设备的微型化发展,电磁污染和散热问题成为制约电子设备性能的“隐形杀手”。传统毫米级金属屏蔽层因体积大、重量高,难以适配空间敏感的微型电路。更棘手的是,大孔隙泡沫材料虽能提升电磁波(EMWs)吸收,却会阻碍热传导。如何兼顾“薄如蝉翼”的厚度与“铜墙铁壁”般的屏蔽效能?宁波大学的研究团队在《Materials Today Chemistry》发表的研究给出了答案——通过水滴模板法设计出Ag/MXene/聚合物微孔超薄涂层,厚度仅头发丝两倍(240 μm)时屏蔽效能突破70 dB,相当于将电磁干扰衰减百万倍。研究采用两项核心技术:一是逆乳液-呼吸图案(Ie-BF)法,利用水滴双模

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-06-13

  • 光生物电化学系统协同降解1,2,4-三氯苯与菲并同步产能的机制研究

    随着工业发展,氯代芳烃类污染物已成为威胁水环境安全的"顽固分子"。其中1,2,4-三氯苯(1,2,4-TCB)因广泛应用于染料、医药等行业,其环境残留问题尤为突出。这种化合物不仅具有强毒性,在自然环境中降解周期可长达5年,传统处理方法又面临高能耗、二次污染等瓶颈。如何实现高效降解与能源回收的"双赢",成为环境工程领域的重大挑战。针对这一难题,中国的研究团队在《Materials Today Energy》发表创新成果,通过巧妙融合光催化与生物电化学技术,开发出新型光生物电化学系统(PBES)。研究团队设计三种反应器配置:传统微生物燃料电池(MFC1)、单污染物光阳极MFC(MFC2)和双污染物

    来源:Materials Today Energy

    时间:2025-06-13

  • 铜掺杂镍基水滑石衍生催化剂在低温CO2 甲烷化中的高效催化机制与性能优化

    论文解读研究背景与意义全球化石燃料的过度使用导致CO2排放激增,加剧气候变化。CO2作为最廉价的C1资源,其催化转化为高附加值化学品(如甲烷)成为研究热点。其中,CO2甲烷化(Sabatier反应)因产物CH4的商业价值及环境效益备受关注。然而,CO2分子稳定性高,低温下活化困难,且传统贵金属催化剂(如Ru、Rh)成本高昂。镍基催化剂虽成本较低,但易发生金属团聚和积碳失活。因此,开发低温高效、高稳定性的非贵金属催化剂成为关键挑战。研究方法与技术沈阳工业大学的研究团队采用尿素水解法制备了NiCuAl三金属水滑石(LDH)前驱体,通过调控Ni/Al比例(1.5、3.5、5)合成NCA-x催化剂。利

    来源:Materials Today Energy

    时间:2025-06-13

  • 路易斯碱修饰Cs4 PbBr6 /EP复合材料通过电子密度与结合能协同调控实现高效辐射屏蔽

    随着航天技术的快速发展,空间探索任务面临严峻挑战:高能电子辐射会引发金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)等电子器件的总电离剂量效应,导致航天器性能衰退。传统金属屏蔽材料重量大,而聚合物基复合材料虽轻量化却依赖功能性填料的性能突破。铅卤化物钙钛矿因其高原子序数和丰富核外电子成为理想候选,但如何通过电子结构调控进一步提升屏蔽效率仍是未解难题。中国研究人员在《Materials Today Chemistry》发表的研究中,创新性地采用路易斯碱(硫代乙酰胺TAA、硫氰酸钾KSCN、硫脲TA)修饰Cs4PbBr6钙钛矿,通过配体辅助再沉淀法制备功能填料,并与环氧树脂(EP)复合形成辐射屏蔽材料

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-06-13

  • 铝含量对X10CrAlSi18铁素体耐热不锈钢点蚀行为的影响机制研究

    在能源装备领域,超临界电站锅炉的结构连接件长期面临严峻挑战——高温氧化与氯离子腐蚀的双重威胁。特别是沿海生物质发电厂,燃烧产生的NaCl/KCl混合盐会附着在过热器管壁,引发局部点蚀甚至设备失效。X10CrAlSi18铁素体耐热不锈钢(FHSS)因其优异的高温性能成为理想候选材料,但关于其关键合金元素铝(Al)在氯化物环境中的腐蚀调控机制仍属空白。这就像给战士配备了铠甲却不知如何优化防御结构,严重制约了材料在苛刻环境中的应用。吉林省教育厅科技项目支持的研究团队针对这一科学难题,通过系统调控Al含量(0、0.4、0.9、1.8 wt.%),在模拟生物质电站腐蚀环境(1.0 wt.% NaCl:K

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-06-13

  • 微纳结构球形LLM-105的短脉冲起爆性能优化及其在雷管中的应用研究

    研究背景与意义在先进常规武器战斗部中,雷管作为起爆核心部件,其输出能量与安全性直接决定武器系统的可靠性。而作为雷管中最薄弱环节的起爆药(Primary explosive),其性能尤为关键。2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物(LLM-105)作为一种新型高能低感度炸药,能量约为HMX的85%且冲击感度与TATB相当,被视为下一代雷管起爆药的理想候选。然而,LLM-105存在飞片起爆困难、超细颗粒易团聚导致起爆可靠性下降等问题,严重限制了其实际应用。研究方法与技术路线中国工程物理研究院化工材料研究所团队采用油包油乳液法,以DMSO为溶剂、环己烷为非溶剂,通过调控乳化条件成功制备了具有

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-06-13

  • 压电骨支架BT/HA/PHBV微纳米纤维膜的制备、性能分析与降解机制研究

    随着现代交通、运动产业快速发展以及生活压力增大,由创伤或不良生活习惯导致的大尺寸骨缺损修复仍是临床重大挑战。尽管人体骨骼具有天然再生能力,但大面积损伤时自我修复机制失效,传统骨移植材料存在供体有限、免疫排斥等问题。针对这一难题,西安某高校研究团队创新性地将压电效应引入骨支架设计,通过制备四方相BaTiO3(BT)/羟基磷灰石(HA)/聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)三元复合微纳米纤维膜,成功开发出兼具力学支撑与生物电活性的智能骨修复材料,相关成果发表于《Materials Today Communications》。研究采用水热转化法调控碱浓度、温度和时间参数优化四方相B

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-06-13

  • 仿生制备金属有机框架掺杂磷氮化合物协同提升硅橡胶阻燃效率与综合性能

    硅橡胶(SR)因其优异的温度适应性、抗撕裂性和电绝缘性,广泛应用于建筑、电子和航空航天领域。然而,其固有可燃性成为重大安全隐患。传统多组分阻燃体系存在效率低、机械性能劣化和环境毒性等问题,而单组分阻燃剂又难以兼顾高效性与综合性能。更棘手的是,极端条件下的耐久性不足进一步限制了实际应用。如何打破阻燃效率与材料性能之间的"跷跷板效应",成为该领域亟待突破的科学难题。受自然界贻贝粘附蛋白启发,吉林某高校研究团队创新性地设计出仿生单组分阻燃剂DTMA@PDA@ZIF-8。通过多巴胺(PDA)介导的仿生矿化策略,在磷酸蜜胺(DTMA)表面构建了沸石咪唑酯骨架-8(ZIF-8)纳米涂层。这种"三明治"结构

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-06-13

  • 基于2H–WSe2 缓冲层的CsPbF3 钙钛矿太阳能电池界面工程机理与性能调控研究

    钙钛矿太阳能电池(PSCs)在过去十年中实现了从3.8%到26.41%的惊人效率飞跃,但界面能级失配和稳定性问题仍是制约其发展的关键瓶颈。特别是全无机钙钛矿CsPbF3虽具有优异的载流子迁移率和疏水性,却因较大带隙被研究者忽视。与此同时,传统缓冲层材料如TiO2和有机分子存在能级调节范围有限、易降解等问题。如何通过界面工程打破钙钛矿带隙-稳定性-效率的权衡关系,成为领域内亟待解决的难题。针对这一挑战,天津企业科技特派员项目支持的研究团队在《Materials Today Chemistry》发表重要成果。研究人员独辟蹊径地选择具有可调带隙特性的2H–WSe2作为缓冲层材料,通过密度泛函理论(D

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-06-13

  • 综述:中红外热管理工程材料与结构范式

    Abstract全球气候变化与资源短缺双重压力下,中红外(MIR)热管理技术因其被动节能特性成为研究热点。传统材料如陶瓷(εMIR0.90-0.98)、玻璃(εMIR≈0.85)的固定辐射特性难以满足动态需求,而智能材料可通过温度(如VO2单斜-四方相变)、电场(锂掺杂氧化石墨烯极化)、机械应变(仿生微结构变形)等实现MIR辐射实时调控。Introduction2022年全球CO2排放达57.4亿吨,加速了MIR热管理技术在建筑节能(降低热损失)、废热回收(优化储热)等领域的应用。电响应材料中,MXene层间态调节可改变红外吸收率;Al-ZnO纳米管通过载流子浓度调控表面损耗层,而机械响应材料

    来源:Materials Today Energy

    时间:2025-06-13

  • 卤素阴离子工程调控铋富硫卤化物极化增强压电催化CO2 光甲烷化性能

    在全球碳中和背景下,如何将温室气体CO2转化为高附加值燃料成为研究热点。传统光催化技术面临两大瓶颈:一是CO2分子线性结构的高解离能导致反应动力学迟缓;二是光生载流子易复合且太阳能利用率有限,尤其对近红外光响应差。尽管TiO2、铋氧卤化物等宽禁带催化剂已取得进展,但其性能仍受制于上述问题。近年来,压电催化(piezocatalysis)通过机械应力诱导的内建电场促进电荷分离,为太阳能转化提供了新思路,但高效压电-光催化双功能材料的开发及其构效关系研究仍属空白。针对这一挑战,四川轻化工大学等机构的研究人员选择具有非对称层状结构的Bi19S27X3(X=Br, Cl)纳米线作为模型催化剂,通过卤素

    来源:Materials Today Energy

    时间:2025-06-13

  • 滑动模式水泥基摩擦纳米发电机在智能基础设施中的新型能量收集范式

    随着全球对可持续能源需求的增长,如何从日常环境中捕获分散的机械能成为研究热点。传统能源收集技术如太阳能或风能受限于环境条件,而道路、建筑等基础设施长期承受的机械摩擦能量尚未被有效利用。摩擦纳米发电机(TENG)因其能将机械能转化为电能而备受关注,但现有研究多集中于垂直接触-分离模式,对更适应高流量场景的滑动模式探索不足。此外,水泥基材料的表面损伤和腐蚀问题也制约着其实际应用。针对这些挑战,中国的研究团队在《Materials Today Energy》发表了关于滑动模式水泥基摩擦纳米发电机(CBTENG)的突破性研究。该团队通过调控滑动参数和表面处理,系统分析了位移、速度、载荷及腐蚀对性能的影

    来源:Materials Today Energy

    时间:2025-06-13

  • 综述:机器学习加速钙钛矿太阳能电池中离子液体的研究:机遇与挑战

    引言过去十年,钙钛矿太阳能电池(PSCs)的光电转换效率(PCE)已突破26.7%,媲美传统硅基技术,但稳定性仍是商业化瓶颈。离子液体(IL)因其独特的物理化学性质成为提升PSCs性能的新兴材料,但其多样性使得传统试错法效率低下。机器学习(ML)凭借处理非线性问题的能力,为IL的快速筛选和机制解析提供了新路径。离子液体的特性与应用基本特性IL由不对称有机阳离子(如咪唑铵、吡啶铵)和无机/有机阴离子(如BF4−、TFSI−)组成,具有低熔点、高稳定性和可调性。其环境友好、宽液态范围等特性使其在PSCs中兼具添加剂和界面修饰功能。在PSCs中的双重角色添加剂:IL如HMImCl可调控钙钛矿结晶过程

    来源:Materials Today Electronics

    时间:2025-06-13

  • 机械可重构超表面实现动态多模轨道角动量波束生成及其在通信领域的应用

    在电磁波通信领域,轨道角动量(Orbital Angular Momentum, OAM)因其携带无限正交模式的理论特性,被视为突破通信容量瓶颈的关键技术。然而现有OAM生成技术面临两难困境:被动超表面虽结构简单但功能固定,可编程超表面虽调控灵活却依赖大量有源器件导致成本居高不下。这一矛盾严重制约了OAM技术在通信、雷达成像等领域的实际应用。针对这一挑战,国内研究人员在《Materials Today Electronics》发表创新成果,提出基于机械可重构超表面的动态OAM生成方案。该研究通过两片特殊设计的被动超表面相对位移实现模式重构,在21-24 GHz频段成功生成六种OAM模式(l=±

    来源:Materials Today Electronics

    时间:2025-06-13

  • 高性能Zn掺杂CuI紫外光晶体管:突破性响应率与探测率的解决方案

    紫外探测技术在航空航天、环境监测等领域具有重要应用,但现有硅基器件因窄带隙需额外滤光片,而Ga2O3等宽禁带半导体又面临高成本制备难题。铜碘化物(CuI)虽具备3.1 eV带隙和溶液加工优势,但其本征高空穴浓度导致暗电流过高,严重制约探测性能。如何通过材料改性结合器件结构创新实现高性能紫外探测,成为领域内亟待突破的瓶颈。为解决这一挑战,国内研究人员在《Materials Today Electronics》发表研究,通过低温溶液法制备5 mol% Zn掺杂CuI薄膜,构建了栅压可调的光晶体管。该工作创新性利用ZnCu+VCu缺陷对抑制铜空位形成,结合APTES处理的SiO2介电层优化,成功将器

    来源:Materials Today Electronics

    时间:2025-06-13

  • 肉桂醇修饰克服倒置钙钛矿太阳能电池中PTAA的润湿性问题

    钙钛矿太阳能电池(PSCs)因其低成本、高效率及易于制备等优势成为新能源领域的研究热点,其中倒置(p-i-n)结构因兼容性和稳定性更受青睐。然而,作为空穴传输层(HTL)的聚双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺(PTAA)因其强疏水性,与极性钙钛矿前驱体存在严重的润湿性不匹配问题,导致薄膜覆盖度低、界面接触差,进而引发器件性能下降和稳定性不足。尽管已有多种改性策略(如等离子体处理、添加剂掺杂等),但普遍面临工艺复杂、成本高昂或重复性差的挑战。针对这一问题,桂林电子科技大学的研究团队提出了一种基于廉价且环保的肉桂醇(CA)的界面修饰方法。CA分子中同时存在的疏水苯环和亲水羟基,可桥接PTA

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-06-13


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