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  • 没食子酸调控交联与界面的多功能粘结剂助力高容量硅负极实现超长循环稳定性

    HighlightMaterials and Methods材料:海藻酸钠(SA, AR)购自阿拉丁,没食子酸(GA, Mw: 170.12)购自Ourchem,硅纳米颗粒(SiNPs, 约100 nm)购自浙江中宁多晶硅有限公司,导电炭黑(Super P)购自特米高。粘结剂制备:将20 mg没食子酸(GA)溶解于1.98 g去离子水中,60°C搅拌加热2小时;将180 mg海藻酸钠(SA)溶解于8.82 g去离子水中,室温搅拌2小时。将两种溶液混合后继续搅拌2小时,获得SG91粘结剂(SA与GA质量比9:1)。另按比例制备SG191(19:1)和SG31(3:1)作为对比。Results a

    来源:Materials Today Energy

    时间:2025-09-29

  • 银修饰二硫化钼纳米片作为酸性介质中氧还原反应电催化剂的研究及其在质子交换膜燃料电池中的应用

    化学材料三氧化钼(MoO3, 99.5%)、硫脲(99.5%)、尿素(95%,晶体)、硝酸银(AgNO3, 99%)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30,超纯)和羧甲基纤维素(CMC,超纯)购自Loba-Chime。硫脲(SC(NH2)2, 99%)、盐酸(HCl, 37%)、硫酸(H2SO4, 97%)、己烷(95%)和无水氨(99.98%)购自Sigma Aldrich,氢氧化钠(NaOH, 97%)购自CDH。无水d-葡萄糖(99%)、乙二醇(99%)...催化剂的物理化学表征原始MoS2样品的X射线衍射(XRD)图谱显示,在14.3°、33.2°和58.9°处出现衍射峰,分别对应六方晶系M

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-09-29

  • 石墨烯功能化聚丙烯酰胺水凝胶的热机械稳定性及其在高效储能系统中的电化学评估

    Highlight材料 (Materials)石墨粉末、硝酸钠、海藻酸钠、丙烯酰胺、高锰酸钾、过氧化氢、盐酸、亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、去离子水、甘油、氯化钾和铁氰化钾均购自Sigma-Aldrich。所有化学品均为分析纯,无需进一步纯化。氧化石墨烯的合成 (Synthesis of graphene oxide)采用改进的Hummer法合成氧化石墨烯,方法参照本课题组先前报道[11]。简要流程如下:石墨...溶胀测量 (Swelling measurements)水凝胶的溶胀比反映其吸收和保持水分的能力,这对维持结构完整性和功能性能至关重要。它直接影响离子电导率、扩散模式、机械强度、柔韧性

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-09-29

  • 协同双向分级碳策略实现硅碳复合负极(Si@C/C)的超高锂存储性能

    Results and discussion双向分级结构Si@C/C纳米复合材料的合成流程如图1a所示。通过溶胶-凝胶法将壳聚糖包覆于硅纳米颗粒表面,经碳化去除NaCl模板后形成分级结构。扫描电子显微镜(SEM)图像(图1b-e)显示,随着碳化温度升高,Si@C/C-900呈现出最清晰的二维纳米片碳框架,其相互连接的多孔结构为硅颗粒提供了均匀的分散基底与缓冲空间。透射电子显微镜(TEM)分析(图2a-c)进一步证实了核壳结构的存在:硅颗粒被约5 nm厚的无定形碳层紧密包裹,外围由超薄碳纳米片构建的三维导电网络支撑,这种"双碳保护"架构有效抑制了硅的体积效应并增强了界面稳定性。X射线衍射(XRD

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-09-29

  • 电流退火诱导轧制纯镍再结晶与晶粒生长的行为机制及热/非热效应研究

    Highlight本研究通过高密度直流电应力在低温稳态条件下有效诱导轧制纯镍的再结晶与晶粒生长,显著降低显微硬度和电阻率。Conclusions电流退火处理轧制纯镍的主要结论如下:1.通过高密度电流应力在低试样温度下实现再结晶与晶粒生长,显著降低显微硬度与电阻率。2.在狭窄的过渡区间内识别出阈值电流密度,触发微观结构与性能的突变。3.EBSD分析显示晶粒尺寸增加,亚边界和低角度晶界转变为高角度晶界及Σ3 60°退火孪晶界(ATBs),残余应力释放和位错湮灭。4.铜型轧制织构(Copper、Brass、Goss)转变为以Cube再结晶织构为主,保留S组分。5.定量分析揭示普通晶界(59.2%)、

    来源:Materials Science and Engineering: A

    时间:2025-09-29

  • 面向空间应用的光伏太阳能电池分析工具开发:基于双二极管模型与光学建模的Python仿真平台

    引言太阳能电池自1958年首次应用于航天任务(美国Vanguard I卫星)以来,已成为空间能源系统的核心部件。空间环境与地表存在显著差异:太空光谱为未经过大气层吸收的AM0标准(辐照度1366 W/m2),较地表AM1.5光谱强度更高;极端温度波动、等离子体撞击、原子氧侵蚀及高能粒子辐射(如范艾伦带)对电池可靠性提出严苛要求。现有商用仿真软件(如COMSOL、PC1D)多属闭源付费工具,且缺乏针对空间环境的专项优化。本研究开发了一套基于Python的开源分析工具,通过双二极管电学模型、半导体物理参数和光学建模方法,实现空间太阳能电池的精准仿真。方法论软件架构与光学模型程序采用对象导向设计,依

    来源:Materials Today Electronics

    时间:2025-09-29

  • 基于金属氧化物的负电容场效应晶体管实现亚30 mV/dec亚阈值摆幅突破

    随着第五次工业革命浪潮的推进,人工智能技术对数据处理效率和设备功耗提出了更高要求。传统场效应晶体管(FET)受限于热电子发射理论,其亚阈值摆幅(Subthreshold Swing, SS)在室温下无法突破60 mV/dec的物理极限,严重制约了低功耗器件的发展。为了突破这一瓶颈,负电容场效应晶体管(Negative Capacitance FET, NC-FET)应运而生,它通过铁电材料的负电容效应来放大栅极电压,从而实现更陡峭的开关特性。然而,现有的NC-FET技术面临着一个关键挑战:如何在获得低SS的同时保持最小的迟滞效应?这个问题一直困扰着研究人员,因为铁电材料的非线性特性往往导致显著

    来源:Materials Today Electronics

    时间:2025-09-29

  • 搅拌摩擦加工与热处理时序对电弧增材制造铝合金微观结构演变及力学性能的影响机制研究

    Highlight本研究创新性地将搅拌摩擦加工(FSP)应用于不同固溶-时效阶段的WAAM制备205A铝合金,建立了优化工艺序列。该方法显著...Experimental procedures本研究采用直径1.2 mm的ER205A铝合金焊丝(Cu-5.15wt%, Mn-0.42wt%, Ti-0.28wt%, Cd-0.22wt%, Zr-0.16wt%, B-0.03%, V-0.12%)作为原料,并选用200×200×15 mm的2219铝合金板(Cu-5.87wt%, Mn-0.22wt%, Ti-0.02wt%, Zr-0.21wt%, V-0.06%)作为WAAM基底。两种材料的

    来源:Materials Science and Engineering: A

    时间:2025-09-29

  • 靶向AIE成像的“糖葫芦状”银-黑色素Janus纳米马达实现闭环三模态协同肿瘤治疗

    材料墨鱼购自西安海鲜市场。透明质酸(分子量5 kDa)、二甲基亚砜(DMSO, 99.9%)、DMF和硝酸银(AgNO399%)、醋酸钯(Pd(OAc)2)、聚烯丙基胺盐酸盐以及2,5-二苯基-3-(4,5-二甲基-2-噻唑基)四唑溴化物(MTT)购自天津希恩思。活性氧检测试剂盒购自北京索莱宝科技有限公司。AIE光敏剂(TTpy)的合成AIE光敏剂TTpy根据先前文献方法通过两步法合成。AIE光敏剂(TTpy)的表征通过两步法成功合成AIE光敏剂TTpy,中间体和最终产物的结构经1H NMR分析确认(图S2-S4)。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6):δ 8.78 (s, 2H

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-09-29

  • 缺陷工程诱导氧氟化物多模态发光及其在信息加密与X射线成像中的应用

    结果与讨论无机材料的发光性能深受基质类型和相结构影响。NCGOF结构属于正交晶系(空间群pnma),具有三种不同的配位多面体:[Na1/Ca1O4F2](30% Na+/70% Ca2+占据)、[Na2/Ca2O4F2](27% Na+/73% Ca2+占据)和[GeO4]四面体(图1a)。Na+和Ca2+位点的配位环境高度相似,这为离子取代提供了结构基础。结论总之,我们成功开发了Tb3+掺杂的NCGGOF荧光材料,同时实现了可调光致发光(PL)、持久发光(PersL)和可逆光致变色行为。通过Ga3+部分异价取代Ge4+,成功调控了基质中的本征缺陷。综合实验表征和理论计算表明,Ga3+的引入导

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-09-29

  • 铸造法制备核壳结构(TaTiCr)B2颗粒增强铜基复合材料的微观结构与性能研究

    Highlight通过战略性地组合高密度TaB2(12.54 g/cm3)与低密度TiB2(4.52 g/cm3)和CrB2(5.20 g/cm3),我们设计了密度与铜匹配的(TaTiCr)B2/Cu、(TaTi)B2/Cu和(TaCr)B2/Cu复合材料,实现了陶瓷颗粒的宏观均匀分布。然而,这三种复合材料展现出截然不同的微观结构特征(图1)。(TaTiCr)B2/Cu复合材料中的颗粒呈现均匀分布和细小尺寸(约200纳米),而(TaTi)B2/Cu复合材料中则存在严重的颗粒团聚现象。(TaCr)B2/Cu复合材料虽表现出改善的分散性,但颗粒尺寸显著增大(约800纳米)。Discussions实

    来源:Materials Science and Engineering: A

    时间:2025-09-29

  • 一步无溶剂法实现克级制备全色可调碳点基余辉复合材料及其应用探索

    Highlight通过简单的一步无溶剂法,我们成功实现了克级规模的全色可调余辉碳点复合材料制备,其量子产率最高达30.4%,余辉寿命最长可达416毫秒,为防伪和信息加密应用提供了高性能材料基础。Section snippetsMaterials and synthesis硼酸、水杨酸和乙醇购自赛龙科学有限公司,丙烯酰胺购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司,RhB购自安徽再生科技有限公司。所有试剂均直接使用,无需进一步纯化。Preparation of full-color CD composites全色可调余辉CD复合材料的制备过程如下:将水杨酸、丙烯酰胺和硼酸的固态混合物分别在200°C下反应

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-09-29

  • 百米级超细钨丝成形过程中微观结构演变与力学性能强化机制研究

    Highlight【研究背景】光伏硅片切割需要实现更大硅片尺寸与更薄厚度,传统金刚石涂层高碳钢丝因材料强度极限(抗拉强度≤3500MPa)和可达到的最小丝径(线径≥35μm)受限,无法同时满足高硅片产出率和切割效率的双重要求。相较而言,钨丝具有显著优势。【实验方法】采用粉末冶金法制备W-0.5wt%La2O3合金,通过固-固掺杂方式在V型混料机中将纯钨粉与0.5wt%La2O3粉末混合16小时。微量杂质可能引发异常晶粒生长并降低钨合金的热加工性能,例如过量氧会显著降低再结晶温度。【烧结微观结构】烧结态W-0.5wt%La2O3合金棒材横截面的EBSD图像和背散射电子图像如图2所示。图2(a)显

    来源:Materials Science and Engineering: A

    时间:2025-09-29

  • 铈微合金化调控EH460船钢力学性能的机制及其抗棘轮效应提升研究

    HighlightInclusion modification and refinement如图1所示,0Ce钢中以Al-Mg-O基夹杂物为主(占比89.1%),而添加Ce后,160Ce钢中Ce-O-S型夹杂物成为绝对主导(占比98.9%)。尺寸分布分析表明,Ce的加入使夹杂物数密度从11.2 mm-2大幅增加至28.5 mm-2,而平均尺寸显著减小(从2.0 μm降至1.5 μm)。这一细化与改性效应为材料微观结构优化奠定了基础。Effect of Ce on the morphology of pearlite对比图2与图3可知,Ce的添加显著改变了EH460钢中珠光体的结构形态。Ce促使

    来源:Materials Science and Engineering: A

    时间:2025-09-29

  • 基于GelMA@PEI-PDA多功能水凝胶的糖尿病创面微环境调控与再生修复研究

    糖尿病足溃疡(DFU)作为糖尿病最严重的并发症之一,正成为全球医疗卫生系统的重大挑战。由于持续存在的慢性炎症创伤微环境、氧化应激、炎症因子水平升高、血管生成受损和细菌感染等因素,DFU的治疗仍然面临巨大困难。更为棘手的是,当前的治疗策略主要侧重于伤口闭合,而非解决糖尿病创面的潜在病理生理学问题。这种治疗局限使得DFU患者常常面临截肢风险,迫切需要能够同时促进伤口闭合并调节伤口微环境的新型治疗手段。在这一背景下,国际学术期刊《Materials Science and Engineering: B》发表了一项创新性研究,科学家们开发了一种基于明胶甲基丙烯酰基(GelMA)与聚多巴胺-聚乙烯亚胺(

    来源:Materials Science and Engineering: B

    时间:2025-09-29

  • 多功能GelMA@PEI-PDA水凝胶:通过调控炎症微环境与促进血管新生加速糖尿病伤口愈合

    糖尿病足溃疡(Diabetic Foot Ulcer, DFU)作为糖尿病最严重的并发症之一,正成为全球医疗卫生系统的重大挑战。由于高血糖环境导致的持续性慢性炎症、氧化应激反应、炎症因子水平升高、血管生成受损以及细菌感染等因素,糖尿病伤口的愈合过程往往停滞在炎症阶段,陷入感染-炎症-组织破坏的恶性循环。传统治疗策略主要集中于伤口闭合,却未能从根本上解决糖尿病伤口的病理生理学问题,这使得开发能够同时促进伤口闭合并调节伤口微环境的先进敷料成为当务之急。在这一背景下,研究人员开发了一种创新型多功能水凝胶敷料,该研究发表在《Materials Science in Semiconductor Proc

    来源:Materials Science in Semiconductor Processing

    时间:2025-09-29

  • 钐(Sm)微合金化调控Mg-8Al-0.3Zn合金微观结构的机理及其对力学性能的协同增强作用

    Highlight通过添加1.0 wt.% Sm,成功实现Mg-8Al-0.3Zn(AZ80)合金中α-Mg晶粒和β-Mg17Al12相的同步细化,晶粒尺寸从∼192 μm降至∼105 μm,连续网状β-Mg17Al12相转变为不连续棒状/球状形态,合金获得∼220 MPa极限抗拉强度(UTS)和∼11%断裂延伸率(EF)的优异力学性能。As-cast microstructures图1a-f展示了不同Sm含量(x=0, 0.2, 0.5, 1.0, 2.0, 3.0 wt.%)AZ80合金的铸态金相组织。未添加Sm时组织呈现粗大枝晶(图1a),Sm含量≥0.2 wt.%时逐渐转变为细小等轴晶

    来源:Materials Science and Engineering: A

    时间:2025-09-29

  • 多尺度纳米压痕与高斯混合模型联用评估金属基复合材料力学性能:以感应熔覆原位TiC/Ti涂层为例

    在先进工程技术领域,金属基复合材料(Metal Matrix Composites, MMCs)因其优异的比强度、比模量和耐磨性等特点,已成为航空航天、汽车制造和精密机械等领域的关键结构材料。然而,MMCs中多相组分的微观结构异质性、复杂的界面结合现象以及空间非均匀的力学响应,给其表面力学性能的准确评估带来了巨大挑战。传统的显微硬度测试方法由于压痕尺寸效应的限制,难以实现微观尺度上各相特性的精细分析,而纳米压痕技术虽然能够提供微纳米级的空间分辨率,但在面对多相复合体系时,测试数据的解析和归因仍然存在困难。为突破这些技术瓶颈,广东工业大学机电工程学院的研究团队在《Materials》杂志上发表了

    来源:Materials & Design

    时间:2025-09-29

  • 多酚交联羧甲基壳聚糖纤维膜:兼具快速止血与感染伤口愈合功能的新型材料研究

    在日常生活中,创伤和伤口感染是极为常见的健康问题,尤其在严重外伤发生后,快速且有效地止血成为挽救生命的关键第一步。然而,人体自身的凝血机制在重大创伤面前常常显得力不从心,大量失血可能导致极高的死亡率。现有的止血材料,如止血粉、水凝胶、海绵等,在一定程度上能够控制出血,但往往忽视了创伤后伴随的细菌感染和高氧化应激问题,这两者都会严重影响伤口愈合,甚至危及生命。因此,开发一种既能高效止血,又具备抗菌、抗氧化并促进伤口愈合的新型材料,成为临床医学与生物材料领域的重要研究方向。壳聚糖及其衍生物是目前应用最广泛的天然聚合物类止血材料,其中羧甲基壳聚糖(Carboxymethyl Chitosan, CM

    来源:Materials & Design

    时间:2025-09-29

  • 负泊松比凹面柱壳/Gyroid-TPMS芯层复合结构的压缩响应与能量吸收协同增强机制

    在工程防护领域,轻量化结构与能量吸收能力往往难以兼得。传统凹面圆柱壳虽具有轻质优势,却在压缩载荷下易发生失稳破坏,导致其能量吸收潜力受限。这成为航空航天缓冲部件、汽车防撞结构和人体防护装备等领域亟待解决的关键问题。随着机械超材料的兴起,通过结构设计实现材料性能的程式化调控成为可能,其中负泊松比(NPR)结构因其独特的“越压越缩”力学行为,展现出优异的剪切抗力、能量耗散和可定制性,然而单一NPR结构在压缩下易产生局部化变形和应力集中。为突破这一局限,扬州大学龚杰、马志浩、魏媛媛、宋国强和郝文凤团队在《Materials 》上发表研究,创新性地将具有不同泊松比特性的凹面柱壳与基于Gyroid的三周

    来源:Materials & Design

    时间:2025-09-29


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