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作为自然界中最丰富的天然生物质材料，纳米纤维素具有力学、物理、化学和热学等多方面优异特性，丰富的氢键网络和非共价界面赋予其极大的可设计性，如何通过合理的微结构设计实现纳米纤维素序构材料兼顾优异力学和功能性是纤维素材料实际应用面临的重要挑战。自然界中，生物结构材料拥有优异的综合力学性能组合，这主要源于其精细的“材料基元+界面+序构”多层级架构，为人类设计和创制先进微纳结构材料提供了新思路。基于纳米纤...
新型环氧薄膜可用于高性能聚合物薄膜电容器设计
新型环氧薄膜 高性能 聚合物 薄膜电容器
2024/3/25
西安建筑科技大学机电工程学院王争东副教授通过引入刚性苯基和柔性醚化亚甲基侧链，制备了一种综合性能优异的新型环氧薄膜，为高性能聚合物薄膜电容器的材料设计提供了思路。近日该研究成果发表在《材料科学与技术》上。
锂金属电池由于潜在的高能量密度被认为是下一代最有前途的储能电池之一，然而传统有机液态电解液的挥发性、可燃性以及不均匀锂沉积导致的锂枝晶生长引起的安全隐患限制了其进一步发展。为了提高电池的安全性，固态电解质成为了当前的研究热点。其中，聚离子液体基固态电解质因其不可燃性、良好的机械性能、优异的化学/电化学稳定性而受到广泛关注。但是，室温离子电导率较低的缺点限制了其在全固态锂电池中的进一步应用。
中国科学院福建物构所提出聚合物复合介电材料设计新思路（图）
聚合物复合 介电材料
2024/1/25
场效应晶体管是CPU、传感器和显示器的核心部件，其中，介电层对调节晶体管的整体性能方面起到至关重要的作用。目前，电介质材料仍然存在多种缺点，比如具有强偶极子耦合的铁电材料或极性聚合物电介质中的高极性基团在高电场下表现出明显的极化滞后，导致器件高损耗。具有高介电常数的纳米颗粒添加剂虽可有效提高聚合物薄膜的电容，但同时也会增加漏电损耗并降低介电层的击穿强度。因此，聚合物介电常数和损耗之间的内在平衡已经...
上海硅酸盐所在锂金属电池异质导电界面设计中取得系列进展（图）
锂金属电池 界面设计 锂硫体系
2024/1/15
具有更高能量密度的先进锂电池是电动汽车和智能电网等大规模储能领域的迫切需求。为了最大限度地提高能量密度，锂金属因其最低的电化学电位（-3.04 V相对于标准氢电极）和最高的理论比容量（3860 mAh g-1）被用于负极材料，从而受到广泛关注。锂金属负极可以与以转换反应为特征的高能量密度无锂正极匹配，从而激发了包括氟化物和锂硫体系在内的下一代转换型电池的研究热情。然而，锂金属与高活性的有机电解液之...
理化所设计并合成增强聚合物力学性能的超分子抽绳（图）
聚合物 力学性能 分子抽绳
2024/1/12
超分子主客体结构在分子尺度上的组装模式和运动行为使其在被引入到聚合物体系后能够调控材料的宏观力学性能。因此，开发新型超分子主客体结构将为发展机械互锁聚合物并优化聚合物力学性能提供重要的分子基础和创新思路。
中国科学院合肥研究院等设计出肿瘤微环境响应的复合纳米材料（图）
肿瘤 复合纳米材料核壳结构
2023/12/21
2023年12月22日，中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所研究员吴正岩团队，联合山东滨州医学院教授张桂龙和魏鹏飞，设计出一种核壳结构铜基纳米复合材料。该复合材料具有肿瘤微环境响应的磁共振成像性能以及杀死肿瘤细胞的能力，从而实现对肿瘤的特异性多模式诊疗。
中国科学院深圳先进技术研究院新型“活材料”设计的“IT+BT”新范式（图）
活材料设计 生物聚合物 合成生物学
2023/12/1
2023年11月27日，中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所钟超课题组、周佳海课题组与深圳未知君谭验团队合作在Nature Chemical Biology上发表设计新型“活材料”的“IT+BT”新范式，题为Accelerating the design of pili-enabled living materials using an integrative technological ...
2023年10月30日，新加坡科技设计大学副教务长、新科大医疗保健教育创业和研究中心主任蔡志楷教授（Professor Chee Kai Chua）应邀到机械与汽车工程学院访问，在29号楼3楼会议室为华南理工大学机械与汽车工程学院师生作了题为“Expectations of Additive Manufacturing (3D Printing) & its Role in the Economy...
本发明为一种强度可设计可焊接的SiCf/Ti基复合材料0/90°层合薄板及其制备方法,其制备方法包括利用磁控溅射法获得镀层厚度均匀的SiC纤维体积分数为25-80%的SiCf/Ti基复合材料先驱丝；将先驱丝排布成致密的单层板；根据所需的强度,所选Ti合金的种类以及SiC纤维体积分数选择层数,按照0/90°的铺层方式叠放多层先驱丝板,层与层之间以及外层为与先驱丝外层材料相同的Ti合金,外部包裹Ti箔...
韩国提出新的弹性高分子材料设计方法
韩国 弹性 高分子材料
2023/10/10
韩国科学技术院（KAIST）研究出一种可实现伸缩的弹性高分子材料设计方法，可同时提高弹性高分子材料的机械性和自修复性。研究成果发表于《自然通讯》。
2023年9月24日上午，天津商业大学机械工程学院石岩教授做客华中农业大学工学院精工讲坛，以“木质纤维生物质基功能材料的设计构建及应用研究”为主题在新工科楼316会议室与50余名师生开展学术交流，会议由华中农业大学工学院李强教授主持。
中国科学院新疆理化技术研究所在空气过滤材料的设计及优化研究中取得进展（图）
空气过滤材料 设计 优化
2023/9/13
燃气轮机是高效清洁的能源转换装置，被誉为工业装备制造业“皇冠上的明珠”。燃气轮机通过将干燥洁净的空气与燃油混合以产生能量，其进气过滤系统的主要功能是保护燃气轮机免受空气中颗粒物的污染，以保证燃气轮机发电机组安全可靠运行。纤维类材料具有比表面积大、孔径分布可控、体积蓬松、价格低廉等特点，是空气过滤领域的主流产品。针对复杂环境下的空气过滤需求，玄武岩纤维因优异稳定性，成为新型高效空气过滤材料。然而，由...
天然材料的机械性能往往随着密度的降低而急剧恶化。轻质多孔材料面临着强度低、抗疲劳性能差等问题。通过结构优化设计构建轻质高强的力学超材料，有望改善多孔材料随密度降低而强度剧烈衰减的现象。通过优化多孔材料的结构设计，将多孔材料的功能作用和机械超材料属性的力学增强作用相融合，获得轻质弹性、耐用的陶瓷基复合材料并探究其多功能应用具有重要的研究意义。
上海硅酸盐所在负泊松效应助力陶瓷基复合材料多功能设计方面取得进展（图）
陶瓷基复合材料 化学气相 沉积
2023/9/8
天然材料的机械性能往往随着密度的降低而急剧恶化，轻质多孔材料面临着强度低、抗疲劳性能差等瓶颈。通过结构优化设计构建轻质高强的力学超材料，有望改善多孔材料随密度降低而强度剧烈衰减的现象。通过优化多孔材料的结构设计，将多孔材料的功能作用和机械超材料属性的力学增强作用相融合，获得轻质弹性、耐用的陶瓷基复合材料并探究其多功能应用具有重要研究意义。