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静电纺丝素蛋白压电纤维毡的制备及性能

功能高分子学报 2025年

作者：许宁陈杰范苏娜张耀鹏东华大学材料科学与工程学院纤维材料改性国家重点实验室

首先采用甲酸/氯化钙（FA/CaCl2）溶剂体系制备丝素蛋白（SF）溶液，并通过静电纺丝技术，结合乙醇-拉伸后处理工艺得到SF纤维毡。然后以SF纤维毡作为压电层，采用铝电极作为正负电极，并用聚酰亚胺（PI）胶带对其封装，构筑了性能优异... 详细信息

首先采用甲酸/氯化钙（FA/CaCl2）溶剂体系制备丝素蛋白（SF）溶液，并通过静电纺丝技术，结合乙醇-拉伸后处理工艺得到SF纤维毡。然后以SF纤维毡作为压电层，采用铝电极作为正负电极，并用聚酰亚胺（PI）胶带对其封装，构筑了性能优异的SF纤维基压电发电机（SF@PENG）。采用示波器和静电计测试了SF@PENG的压电性能，并对比后处理前后的性能差异。同时，采用红外光谱（FT-IR）和广角X射线衍射（WAXD）分析了SF在后处理前后的结构变化。结果表明，后处理后的SF@PENG在25 N的外力作用下，可产生20 V的输出电压和0.8μA的输出电流；在恒定外力（21 N）作用下可循环稳定运行超过9 500次。同时，证实了提高SF的β-折叠结构含量和结晶度可显著提升SF@PENG的压电输出和力学性能。最终，该SF@PENG能够监测人体的不同状态，为其在自供电器件中的应用奠定了基础。

关键词：丝素蛋白凝聚态结构静电纺丝自供电器件压电发电机

新工科背景下燕山大学高分子材料与工程专业创新实践能力培养模式的教学改革探索

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高分子通报 2025年

作者：梁永日张振琳刘迎丹李青松许凯张海全张成波彭桂荣燕山大学材料科学与工程学院亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室

根据国家新质生产力及产业未来布局，急需一批具有较强创新能力和实践能力的高水平复合型专业人才，以满足未来产业和国家经济建设需要。在此背景下，燕山大学高分子材料与工程专业在课程思政、科教融合项目式教学、多元化创新实践教学... 详细信息

根据国家新质生产力及产业未来布局，急需一批具有较强创新能力和实践能力的高水平复合型专业人才，以满足未来产业和国家经济建设需要。在此背景下，燕山大学高分子材料与工程专业在课程思政、科教融合项目式教学、多元化创新实践教学和教学质量管理体系建立等方面进行了教学改革，加强理论基础和创新实践；构筑了具有创新实践能力的人才培养路径，在提升学生专业素养、创新能力和解决复杂问题的实践能力等方面取得了较好的教学效果。该教学改革模式可以推广到其他专业人才培养改革。

关键词：新工科高分子材料与工程专业教学改革创新实践人才培养

液态金属冷却法制备镍基单晶高温合金铸件的研究进展

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机械工程学报 2025年 127-141页

作者：艾诚张龙郭敏黄太文刘林长安大学材料科学与工程学院西北工业大学凝固技术国家重点实验室

与目前已在工业上得到广泛应用的快速凝固法(High rate solidification,HRS)相比，液态金属冷却法(Liquid metal cooling,LMC)具有更高的温度梯度，因此在制备大尺寸单晶涡轮叶片时具有显著的优势。归纳总结HRS与LMC技术的工作原理与温... 详细信息

与目前已在工业上得到广泛应用的快速凝固法(High rate solidification,HRS)相比，液态金属冷却法(Liquid metal cooling,LMC)具有更高的温度梯度，因此在制备大尺寸单晶涡轮叶片时具有显著的优势。归纳总结HRS与LMC技术的工作原理与温度梯度，由HRS与LMC技术制备的单晶高温合金铸件的枝晶组织、显微偏析、固溶处理、显微孔洞、铸造缺陷形成倾向与力学性能等特点。与HRS技术相比，LMC技术可显著地细化枝晶间距，并降低铸态组织中元素的显微偏析倾向；LMC技术可有效地降低固溶处理难度，并降低铸态和热处理态合金中显微孔洞的数量和尺寸；LMC技术可有效地降低定向凝固时雀斑和缘板杂晶等铸态缺陷的形成倾向；在较低的服役温度下，LMC技术可有效地提高合金的低周疲劳性能和高周疲劳性能。然而，LMC技术存在选晶器中引晶段晶体取向控制效果较差和Sn污染等问题，需要采用优化定向凝固工艺参数和使用高强度定向凝固型壳等方法解决上述问题。

关键词：液态金属冷却法镍基单晶高温合金显微组织固溶处理铸造缺陷力学性能

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细菌纤维素基忆阻器的构筑与性能研究

东华大学学报(自然科学版) 2025年

作者：刘雯雯范苏娜张耀鹏东华大学材料科学与工程学院纤维材料改性国家重点实验室

细菌纤维素（BC）因具有低热膨胀系数、耐水耐溶剂及良好的生物相容性等优点，被视为一种优异的生物忆阻功能材料。然而，BC分子链富含羟基，导致分子间氢键作用力强烈，进而影响其悬浮液的分散性，这不利于忆阻功能层的制备及均匀性，... 详细信息

细菌纤维素（BC）因具有低热膨胀系数、耐水耐溶剂及良好的生物相容性等优点，被视为一种优异的生物忆阻功能材料。然而，BC分子链富含羟基，导致分子间氢键作用力强烈，进而影响其悬浮液的分散性，这不利于忆阻功能层的制备及均匀性，从而制约忆阻性能的提升。为改善这一问题，采用四甲基哌啶氧化物（TEMPO）对BC进行氧化处理，通过引入钠离子(Na+)来减弱分子链间的作用力，成功获得均匀分散的TEMPO氧化细菌纤维素（TOBC），并基于此构筑忆阻器。TOBC基忆阻器展现出稳定的非极性电阻开关性能，器件能够稳定循环120次，阻态保持时间超过1 200 s，且开关响应时间仅为50 ns。在正向和负向电压下该忆阻器的电阻转变过程分别遵循空间电荷限制电流（SCLC）机制和肖特基发射机制。本研究为新型纤维素基忆阻器的构建及性能调控提供了新的思路。

关键词：氧化细菌纤维素忆阻器忆阻机理非极性忆阻转变

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引气型3DPCM气泡结构演变及其力学性能

建筑材料学报 2025年

作者：余瑾瑶于诚张亚梅贾子健李昀煊江苏苏博特新材料股份有限公司高性能土木工程材料国家重点实验室东南大学材料科学与工程学院重庆大学材料科学与工程学院

通过引气剂掺量改变3D打印成型水泥砂浆（3DPCM）气泡结构参数，揭示气泡结构对3DPCM微观结构与宏观性能的影响. 结果表明：高黏性浆体在无振捣工艺下，气泡可稳定存在浆体中且较难排出. 3DPCM强度普遍低于普通浇筑成型，含气量增大强... 详细信息

通过引气剂掺量改变3D打印成型水泥砂浆（3DPCM）气泡结构参数，揭示气泡结构对3DPCM微观结构与宏观性能的影响. 结果表明：高黏性浆体在无振捣工艺下，气泡可稳定存在浆体中且较难排出. 3DPCM强度普遍低于普通浇筑成型，含气量增大强度各向异性更加显著，强度变异系数也因此增大. 同时，3DPCM孔隙率高于浇筑成型，受横向牵引和竖向挤压影响，气泡多呈不规则长条状，易聚集在打印界面处，这会导致界面出现滑移，加速试件破坏.

关键词： 3D打印气泡孔结构力学性能微观结构

石墨烯包覆氮化碳掺杂铁酸铜活化PMS同步去除水中抗生素抗性菌、抗性基因并抑制其水平转移的机制

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环境科学 2025年第1期46卷 305-317页

作者：周见卓孙秋楠李澳王学江赵建夫同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室

抗生素抗性菌（ARB）和抗性基因（ARGs）作为新兴污染物，严重威胁着人类健康和生态安全.通过冷冻干燥法制备了还原性氧化石墨烯（rGO）包覆的g-C3N4掺杂铁酸铜催化材料（rGO-CNCF），通过XRD、FTIR、XPS、SEM-EDS、TEM和DRS等分析手段... 详细信息

抗生素抗性菌（ARB）和抗性基因（ARGs）作为新兴污染物，严重威胁着人类健康和生态安全.通过冷冻干燥法制备了还原性氧化石墨烯（rGO）包覆的g-C3N4掺杂铁酸铜催化材料（rGO-CNCF），通过XRD、FTIR、XPS、SEM-EDS、TEM和DRS等分析手段对复合材料进行了表征，并构建了可见光助rGO-CNCF活化PMS系统，用于水中ARB和ARGs的去除.结果表明，在催化剂投加量为0.2 g·L-1,PMS投加量为0.3 g·L-1，溶液初始pH值为7.0时，30 min内Vis-rGO-CNCF/PMS高级氧化系统可实现对8.01 log SAARB的完全灭活.该系统能够有效降低SA-ARGs的水平转移能力，对于胞内和胞外游离态的SA-ARGs具有良好的破坏能力.同时，该高级氧化体系可以实现对水体中磺胺类抗生素及其ARB和ARGs的协同处理.该系统可以破坏ARB的细胞膜结构，使细胞破碎，淬灭实验表明，起主要作用的活性物质是单线态氧（1O2）.研究结果可以为处理水中的ARB和ARGs污染及控制ARGs的水平转移提供一种有前景的方法 .

关键词：过硫酸盐活化铁酸铜复合材料单线态氧抗生素抗性基因(ARGs) 基因水平转移

SiO2气凝胶的制备及其涂层的隔热应用研究进展

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化工新型材料 2025年

作者：邵岩崔升方显力刘文奇南京工业大学材料科学与工程学院材料化学工程国家重点实验室

SiO2气凝胶凭借低热导、高比表面积、大孔隙率等独特的结构特征，在隔热保温、吸附分离、催化、储能等方面表现出优异的性能。随着制备工艺的不断优化，相关产品在建筑管道、石油化工、航空航天等领域的应用愈发广泛。SiO2气凝胶作为绝... 详细信息

SiO2气凝胶凭借低热导、高比表面积、大孔隙率等独特的结构特征，在隔热保温、吸附分离、催化、储能等方面表现出优异的性能。随着制备工艺的不断优化，相关产品在建筑管道、石油化工、航空航天等领域的应用愈发广泛。SiO2气凝胶作为绝佳的隔热材料应用到涂料行业，为我国涂料行业的发展提供了新方案。

关键词：二氧化硅气凝胶制备工艺二氧化硅气凝胶涂层隔热应用

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数据驱动研究范式下材料数据库的构建与应用

科学通报 2025年

作者：封俊杰周琨李木琛王新江张立军吉林大学材料科学与工程学院集成光电子学国家重点实验室汽车材料教育部重点实验室物质模拟方法与软件教育部重点实验室

近年来,随着大数据和人工智能技术的发展,数据驱动的材料研发范式在材料构效关系挖掘和新材料设计与筛选等方面展现出显著优势.数据作为此研究范式的基础,在拓展材料设计空间和提升人工智能模型性能方面具有重要意义.因此,构建高质量材... 详细信息

近年来,随着大数据和人工智能技术的发展,数据驱动的材料研发范式在材料构效关系挖掘和新材料设计与筛选等方面展现出显著优势.数据作为此研究范式的基础,在拓展材料设计空间和提升人工智能模型性能方面具有重要意义.因此,构建高质量材料数据库是数据驱动材料研发的重要一环.自“材料基因组计划”启动以来,理论数据库和实验数据库的数量和规模持续扩大,数据基础设施和大数据技术也得到了充分发展.本文围绕数据驱动研究范式下的材料数据库构建展开讨论,首先从数据生成、数据预处理、数据存储和数据访问4个方面出发重点叙述了数据库构建的主要步骤,然后基于数据体量、数据种类、访问方式和数据库特色等方面对国内外具有代表性的材料数据库进行总结,最后从材料数据本身和数据基础设施建设两个视角出发,对材料数据库未来的发展进行展望.

关键词：数据库构建新材料设计材料基因工程机器学习

激光摆动对TC4钛合金窄间隙焊接接头组织性能的影响

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中国激光 2025年

作者：栗振鑫蔡创余杰陈梓琳熊发帅汤坪陈辉西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室

研究了摆动激光对TC4钛合金窄间隙激光-MIG复合焊接接头组织和力学性能的影响。结果表明，激光摆动能够显著细化接头晶粒组织并提高接头力学性能。添加摆动激光后，接头焊缝区硬度提升约5.9%，冲击功增加约23%。摆动激光对熔池产生搅拌... 详细信息

研究了摆动激光对TC4钛合金窄间隙激光-MIG复合焊接接头组织和力学性能的影响。结果表明，激光摆动能够显著细化接头晶粒组织并提高接头力学性能。添加摆动激光后，接头焊缝区硬度提升约5.9%，冲击功增加约23%。摆动激光对熔池产生搅拌作用，焊缝晶粒得到细化，马氏体尺寸相比未加摆动时减小约13.6%。施加摆动激光后，焊缝硬取向晶粒明显减少，软取向晶粒显著增多且呈弥散分布，大角度晶界占比增加，焊缝抑制裂纹扩展能力增强，接头力学性能提高。

关键词：激光-电弧复合焊接激光摆动晶粒细化机制力学性能