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极端条件下含能材料的模拟研究思考

高压物理学报 2025年第1期39卷 17-43页

作者：姬广富中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理全国重点实验室四川绵阳621999

含能材料在军事、民用和航天等领域具有广泛应用,极端条件下其物理化学性质会发生显著变化。通过模拟研究预测和优化含能材料性能具有重要意义,包括性能预测、优化设计、安全评估、成本效率控制等。为此,综述了极端条件下含能材料的研... 详细信息

含能材料在军事、民用和航天等领域具有广泛应用,极端条件下其物理化学性质会发生显著变化。通过模拟研究预测和优化含能材料性能具有重要意义,包括性能预测、优化设计、安全评估、成本效率控制等。为此,综述了极端条件下含能材料的研究背景、基本性质、模拟研究方法及进展、关键问题以及相关实验研究进展。其中,详细介绍了量子力学、分子动力学、蒙特卡罗和有限元等模拟方法及其研究进展,阐述了高压、高温、激光作用和界面效应等极端条件下模拟研究的关键问题,并列举了含能材料在撞击感度、化学释能规律、3D打印、绿色电合成、爆轰机理和超高含能材料合成等方面的实验研究进展。通过遴选代表性研究,展示了模拟研究在实际问题中的应用和解决方案。同时,介绍了一些最新研究成果,以反映该领域的最新进展和未来趋势。此外,详细讨论了跨学科研究的实现方式以及含能材料在极端条件下的安全性问题,包括可能的风险和预防措施。

关键词：含能材料极端条件模拟研究高压高温激光作用

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440 MPa级免涂装耐候钢用焊丝熔敷金属的强韧化机理研究

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机械工程学报 2025年

作者：安同邦曾道平历承业吴占民马成勇彭云钢铁研究总院焊接研究所东方电机有限公司

使用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪等方法，对440 MPa级免涂装耐候钢用焊丝熔敷金属的组织和性能进行测试表征，重点研究熔敷金属的强韧化机理。结果表明，熔敷金属的柱状晶组织由先共析铁素体、侧板条铁素体、针状铁素... 详细信息

使用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪等方法，对440 MPa级免涂装耐候钢用焊丝熔敷金属的组织和性能进行测试表征，重点研究熔敷金属的强韧化机理。结果表明，熔敷金属的柱状晶组织由先共析铁素体、侧板条铁素体、针状铁素体和少量M-A组元组成，焊道间组织由准多边形铁素体和少量M-A组元组成；熔敷金属的屈服强度为482.5 MPa，抗拉强度为565 MPa，断后伸长率为30%，断面收缩率为77.5%，-40℃冲击吸收功为187.6 J，强韧性匹配良好；细晶强化是熔敷金属最重要的强化方式，固溶强化和位错强化对强度的贡献较小，但未发生析出强化；针状铁素体和准多边形铁素体阻碍裂纹扩展能力较强，提高冲击韧性，但是先共析铁素体、侧板条铁素体和M-A组元阻碍裂纹扩展能力较弱，且M-A组元易诱发微裂纹，降低冲击韧性。研究为440 MPa级免涂装耐候钢用焊接材料研制提供了参考。

关键词： 440 MPa级免涂装耐候钢气保护实心焊丝熔敷金属显微组织强韧化机理

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金属基纳米材料的放疗增敏研究进展

南京工业大学学报(自然科学版) 2025年

作者：车丽敏唐祥龙崔升南京工业大学材料科学与工程学院材料化学国家重点实验室江苏先进无机功能复合材料协同创新中心南京医科大学附属脑科医院南京神经精神病防治研究所

放射治疗是癌症的主要治疗策略之一，放疗增敏剂会增强肿瘤细胞对辐射的吸收。直接受到高能辐射、或局部活性氧生成会导致细胞DNA损伤，进而诱导肿瘤细胞死亡。随着纳米技术的快速发展，纳米材料实现了对肿瘤细胞的辐射吸收增强与辐射... 详细信息

放射治疗是癌症的主要治疗策略之一，放疗增敏剂会增强肿瘤细胞对辐射的吸收。直接受到高能辐射、或局部活性氧生成会导致细胞DNA损伤，进而诱导肿瘤细胞死亡。随着纳米技术的快速发展，纳米材料实现了对肿瘤细胞的辐射吸收增强与辐射抗性克服。同时，通过合理的设计可以使纳米放疗增敏材料剂实现精准递送至靶区、改善血液循环时间或增加肿瘤部位的积累量。目前，金属基纳米材料是放疗增敏研究的热点材料之一，同时也是临床推进的主要放疗增敏剂，并在放射治疗的放疗增敏以及与化学动力学疗法、光热治疗等的协同治疗中发挥作用。本文综述了金属基纳米材料的放疗增敏研究进展，特别关注，不同金属基纳米材料的功能特征，挖掘其在成像诊断、联合治疗与协同诊疗方面的潜力，希望能给金属基纳米材料在放疗增敏领域的研发与临床推动起到积极作用。

关键词：肿瘤放射治疗放疗增敏纳米技术金属基纳米材料

电石渣捕集水泥窑烟气中的CO2及吸收效率改性研究进展

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硅酸盐学报 2025年

作者：王亚丽陈泽升崔素萍杨金龙裴天蕊北京工业大学材料科学与工程学院

目前，水泥窑烟气中CO2的捕集依旧是个难题。本文以钙基吸收法为机理，针对C-电石渣作为替代钙源多次钙循环后的易烧结、吸收效率下降等问题，综述了目前提高电石渣吸收效率和改善烧结性的不同方法，以及水泥窑烟气中其它组分对CO2捕集... 详细信息

目前，水泥窑烟气中CO2的捕集依旧是个难题。本文以钙基吸收法为机理，针对C-电石渣作为替代钙源多次钙循环后的易烧结、吸收效率下降等问题，综述了目前提高电石渣吸收效率和改善烧结性的不同方法，以及水泥窑烟气中其它组分对CO2捕集的影响。已有研究表明有机酸改性可以分解有机酸钙从而获得更好的表面结构，掺杂改性可以减缓颗粒的团聚，水合作用可以降低分压，减缓烧结。水泥窑烟气中的SO2会因为较强的酸性优先与电石渣反应，抑制CO2的吸收，烟气中的NOx会因还原性物质的存在产生高温还原作用。未来，制备CO2吸收效率高，环境适应性强的改性电石渣是主要研究方向。

关键词：电石渣钙基吸收剂二氧化碳

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高亮度蓝光半导体激光器研究进展

激光与光电子学进展 2025年

作者：钟李鑫郭林辉谢鹏飞覃祖彬蒋全伟谭昊孙堂友高松信武德勇唐淳桂林电子科技大学信息与通信学院中国工程物理研究院应用电子学研究所中国工程物理研究院研究生院先进激光与高功率微波全国重点实验室

蓝光半导体激光器目前在铜、金等有色金属及其复合材料的加工上发挥着重要作用。行业越来越期望开发高亮度蓝光半导体激光器，因此，高亮度蓝光激光芯片和激光合束技术这两方面得到了国内外机构广泛的关注。本文综述了高亮度蓝光半导体... 详细信息

蓝光半导体激光器目前在铜、金等有色金属及其复合材料的加工上发挥着重要作用。行业越来越期望开发高亮度蓝光半导体激光器，因此，高亮度蓝光激光芯片和激光合束技术这两方面得到了国内外机构广泛的关注。本文综述了高亮度蓝光半导体激光器在上述方面的发展近况，简要讨论了高亮度蓝光激光芯片亮度的提高，以及各种合束技术的原理和相关研究工作。其中，文章特别聚焦于基于光栅光谱合束的蓝光激光器，因为光栅光谱合束是目前亮度提升最为显著的技术路线。最后，总结了高亮度蓝光激光器面临的挑战，并对未来进行了展望。

关键词：高亮度蓝光半导体激光器激光合束光谱合成

干喷湿法中温度对再生纤维素纤维结构和性能的影响

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化工新型材料 2025年

作者：周普查安锋滕娜刘耀东中国科学院山西煤炭化学研究所碳纤维制备技术国家工程实验室中国科学院山西煤炭化学研究所中国科学院炭材料重点实验室

采用干喷湿法制备再生纤维素纤维，研究了凝固浴温度和牵伸倍数对纤维性能和结构的影响，探究了纤维晶态结构的变化。结果表明：对于氯化锂/二甲基乙酰胺溶剂体系，最大牵伸倍数和再生纤维的力学性能受凝固浴温度影响较大，凝固浴温度... 详细信息

采用干喷湿法制备再生纤维素纤维，研究了凝固浴温度和牵伸倍数对纤维性能和结构的影响，探究了纤维晶态结构的变化。结果表明：对于氯化锂/二甲基乙酰胺溶剂体系，最大牵伸倍数和再生纤维的力学性能受凝固浴温度影响较大，凝固浴温度显著影响纤维的力学性能和微观结构。在凝固浴温度为0℃时，纤维的拉伸强度最高可达198MPa，而在-20℃时拉伸模量达到最高值17.3GPa。随着牵伸倍数的增加，纤维强度和模量显著提高，纤维截面更为规则，孔洞和裂纹数量减少。低温条件有利于纤维形成致密的微观结构和较高的结晶度。凝固浴温度和牵伸倍数可显著调控再生纤维素纤维的性能和微观结构。

关键词：纤维素再生纤维氯化锂/二甲基乙酰胺干喷湿纺力学性能

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原子干涉仪的竖直荧光探测方案

光学学报 2025年

作者：戴怡瑾王春唯李鑫毛德凯税鸿冕王海鹏周小计山西大学物理电子工程学院先进功能材料与器件研究院北京大学电子学院山西北大碳基薄膜电子研究院

文章提出了一种利用竖直探测光对原子末态进行测量的方法。在精密测量实验中，实现系统的小型化需要对真空腔进行小型化。利用竖直探测光对原子不同基态进行荧光探测的方案，能够取消额外的传统水平探测方案的探测区域，实现真空腔的小... 详细信息

文章提出了一种利用竖直探测光对原子末态进行测量的方法。在精密测量实验中，实现系统的小型化需要对真空腔进行小型化。利用竖直探测光对原子不同基态进行荧光探测的方案，能够取消额外的传统水平探测方案的探测区域，实现真空腔的小型化。该方案是对原子的不同基态进行的顺序探测，原子在与探测光作用的循环跃迁过程中，由于探测光失谐的存在，可能导致非闭合跃迁的出现，对探测的性能有所影响。同时，由于原子与探测光相互作用导致的原子数的减少。这些因素都会导致探测信噪比的降低。文章分析了探测光的光强，频率，作用时间对探测性能的影响，并找到了探测光参数的最佳组合，降低了竖直探测方案的散粒噪声，实验上测量得到了这一方案下最佳归一化信号的标准差约为0.014的结果。

关键词：原子干涉仪荧光探测信噪比散粒噪声

梯度人工骨修复支架调控骨骼系统组织的修复与再生

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中国组织工程研究 2025年第4期29卷 846-855页

作者：张煜徐睿安方蕾历龙飞刘姝妍丁凌雪王悦熹郭子琰田丰薛佳佳有机无机复合材料国家重点实验室生物医用材料北京实验室先进弹性体材料研究中心材料科学与工程学院北京化工大学北京市100029

背景:梯度人工骨修复支架模拟了骨骼系统中的独特特征,在骨骼系统再生中具有巨大的应用潜力。目的:综述梯度人工骨修复支架在骨骼系统组织工程中的最新研究进展,并阐述了其优势与制造策略。方法:由第一作者检索Web of Science和PubMed... 详细信息

背景:梯度人工骨修复支架模拟了骨骼系统中的独特特征,在骨骼系统再生中具有巨大的应用潜力。目的:综述梯度人工骨修复支架在骨骼系统组织工程中的最新研究进展,并阐述了其优势与制造策略。方法:由第一作者检索Web of Science和PubMed数据库2000-2023年发表的文献,英文检索词为“gradient,bone regeneration,scaffold”,最终筛选后对76篇文献进行分析总结。结果与结论:①作为骨骼系统组织高效、高质量修复的重要手段,梯度人工骨修复支架目前针对骨组织、骨-软骨、肌腱-骨组织的天然梯度特征进行了仿生设计,这些支架能够一定程度地从结构、成分上模拟原生组织的细胞外基质,从而促进细胞黏附、迁移、增殖和分化,促进受损组织向原生状态再生恢复。②先进制造技术为梯度人工骨修复支架制备提供了更多可能;目前已经开发了通过空间差异化纤维排布和生物活性物质加载构建的梯度电纺纤维支架;分层叠加、分级孔隙率与生物3D打印技术制造的梯度3D打印支架;原位分层注射、简单逐层叠加、冷冻干燥法制造的梯度水凝胶支架;另外还包括其他方式或多方法联用的支架;这些支架在体外实验中展示了良好的生物相容性,在小型动物实验中能够加速组织再生并且观察到组织学结构明显改善。③目前开发的梯度人工骨修复支架仍需进一步优化,提高在梯度尺度上的匹配性,进一步明确材料与组织相互作用,避免降解产物导致的副反应等问题,未来需要结合相关学科优势与临床需求进一步优化。

关键词：梯度支架骨骼系统先进制造组织再生应用策略骨组织修复静电纺丝水凝胶 3D打印

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基于人工神经网络的超材料声吸收体参量预测及逆向设计

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声学学报 2025年

作者：朱远舟龚纯顾页龙厚友程营刘晓峻南京大学声学研究所上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院美的集团中央研究院

超材料声吸收体由于深度亚波长特性广受关注，但目前其设计及性能优化主要基于参数化扫描方法，该方法依赖人工物理直觉及设计因子，在多参数优化过程中存在计算资源占用量大、优化耗时且无法保证得到全局最优解等问题。为此，基于人工... 详细信息

超材料声吸收体由于深度亚波长特性广受关注，但目前其设计及性能优化主要基于参数化扫描方法，该方法依赖人工物理直觉及设计因子，在多参数优化过程中存在计算资源占用量大、优化耗时且无法保证得到全局最优解等问题。为此，基于人工神经网络算法，提出了一种便捷高效的超材料声吸收体设计和优化方案，包括根据基元几何参量正向预测声吸收体的整体声学特性，以及根据目标声学频谱逆向设计所需的基元几何结构。同时，通过耦合由该神经网络优化得到的吸收元胞，设计了一种深度亚波长的宽带声吸收体，可在300～400 Hz范围内实现92.6%的平均声吸收，其结构总厚度仅为36.2 mm。所提优化方案可多参量同步优化，计算速度快，适用度广。

关键词：声学超材料声吸收体人工神经网络逆向设计