摘要：近年来,高分子半导体材料由于其可溶液化加工及柔性等特点,引起了学术界以及工业界的广泛关注.然而,相比于P-型高分子半导体,由于缺电子结构单元的缺乏、空间位阻效应及合成上的挑战,N-型高分子半导体材料的研究仍然相对较少,开发高性能的N-型高分子半导体仍然是有机电子领域面临的巨大挑战.本专论回顾了N-型高分子半导体材料的最新研究进展,重点介绍了我们课题组开发的酰亚胺基高分子半导体及其在有机场效应晶体管(OFETs)和有机太阳能电池(OPVs)中的应用.通过对分子结构设计以及相应的器件性能的总结,以期为高性能N-型高分子半导体材料的设计和开发提供进一步的指导和借鉴.

摘要：在线性光学范畴内,人们已经通过亚波长尺度的超薄超构表面成功实现了对光的众多新颖特性的调控功能.其主要理念是通过对具有亚波长尺度且空间方向变化的超构功能基元进行特定的排列,从而实现对光的偏振、相位和振幅的有效控制.近来,超构表面上的非线性光学特性也引起了大家的广泛关注.在本综述中,我们对非线性光学超构表面的设计、超构功能单元的材料和对称性选择、非线性手性光学、非线性贝里几何相位和非线性波前整形等内容进行了总结;最后对非线性光学超构表面在调控光与物质的相互作用中面临的挑战和前景进行了展望.

摘要：柔性压力传感器作为一种新型的电子器件,它在人机交互、医疗健康、机器人触觉等应用领域具有比刚性传感器更大的优势,但也对材料提出了更严格的要求.例如,它要求构成器件的材料很薄、较软,在某些情况下可贴合于人体皮肤表面或者植入体内,这进一步要求材料具有良好的生物相容性,并能与生物组织实现良好的力学匹配.在器件性能方面,柔性压力传感器的设计主要关注于灵敏度、响应时间、检测限、稳定性等性能的提高.最近,研究者们又将目光拓展到了器件的压力响应范围、压力分辨率、空间分辨率及拉伸性能等,使得传感器具有更广阔的应用前景.本篇综述介绍了近年来柔性压力传感器研究的进展,主要包括柔性压力传感器的传感原理、传感性能及应用前景,并最后对该类器件的发展进行了展望.

摘要：光学超构表面是一种由亚波长尺度的超构单元在面内排布而构成的准二维人工结构材料。研究人员可以通过选择超构单元的材料组成、几何形状对光的振幅、偏振、相位和频率等光场自由度进行灵活调控。聚焦于超构表面在非线性光场调控领域的原理与应用。首先,概述了非线性晶体到非线性超构表面的发展历程。然后,讨论了对称性和几何相位在非线性光学超构表面中的重要作用。最后,介绍了非线性光学超构表面在波前调控、量子信息处理和太赫兹波的产生与调控等领域中的应用。

摘要：以新型模具材料为应用背景,首先从多主元合金设计的角度,预测了CrMoTi中熵合金成分,并在实验中验证了其单相bcc结构。对CrMoTi中熵合金的硬度和热学性能进行了测试。结果表明,电弧熔炼样品在室温下硬度为520.6 HV_(0.3),在600℃时硬度为356.0 HV_(0.3);在室温下比热容为371 J/(kg·K),热导率为14.0 W/(m·K)。随后以金属元素粉为原材料,对比研究了直接激光沉积(DLD)和选区激光熔化(SLM)2种增材制造技术在原位合金化成型CrMoTi中熵合金的加工适性。其中DLD样品在打印态密度最高达7.46 g/cm^(3),硬度达到634.6 HV_(0.3)。SLM的原位合金化加工适性相对较差,样品密度最高为7.27 g/cm^(3),硬度为605.9 HV_(0.3),且在其内部残留有未熔Mo粉。相比较而言,在作为模具的性能方面,CrMoTi合金表现出略优于H13钢的硬度和高温热导率。在原位合金化方面,CrMoTi合金的原料包含了熔沸点差异较大的金属元素,且形成相为硬脆bcc结构相,对增材制造技术而言有较大的加工难度,而DLD技术相对SLM表现出更好的原位合金化加工适性。

摘要：介电储能电容器以其充放电速度快、功率密度高等优点,在现代电子和电力系统中得到了广泛应用.目前,与可再生能源相关的新兴产品,如混合动力汽车、并网光伏发电和风力发电、井下油气勘探等,对于介电储能电容器的高温储能性能提出了更高的要求.本文总结了近年来关于聚合物及其纳米复合电介质材料的高温介电储能研究中的代表性研究进展,为该领域科研工作者进一步研究提供参考.首先介绍了电介质材料储能的物理机理,并对电介质材料的几种电导机制进行了总结和分析;接下来介绍了目前提高聚合物基电介质材料高温储能性能的几种方法,包括纳米复合改性和相关的层状结构设计,以及高分子聚合物的分子结构设计和化学交联处理等;最后对聚合物基电介质材料在高温储能应用领域中尚待解决的科学技术问题进行了讨论,并展望了未来可能的研究方向.

摘要：动力学模拟是催化反应动力学研究的重要手段之一,有助于理解催化反应的内在机理,对于设计高效稳定的纳米催化剂十分重要。基于经验力场的经典分子动力学计算速度快,但计算精度有限。基于第一性原理的分子动力学方法精度高,但计算速度慢,难以大规模实施。近年来,机器学习力场(MLFF)方法被广泛应用于势能面的开发,基于MLFF的分子动力学(MLFF MD)方法兼顾计算速度与准确性,为催化反应动力学研究带来了新契机。本文首先回顾了MLFF势能面构造的主要方法,对基于对称函数的描述符设计原理和以嵌入式网络为基础的描述符构建方法进行了阐述,展示了MLFF MD方法应用于催化剂结构/组分演变和催化反应过程动力学模拟中的最新进展,进一步展望了MLFF在长时动力学模拟中所面临的挑战。

摘要：电介质材料是决定电介质电容器储能特性的关键材料。聚合物基复合电介质因综合了聚合物基体和改性填料的独特优势已成为目前极具发展潜力的储能电介质材料。然而,当前高度集成化和小型化的能源动力系统对电介质电容器的储能性能提出了更高的要求,而改善性能的根本在于进一步提升聚合物基复合电介质的储能密度。本工作比较了不同种类聚合物基电介质复合材料的性能特征,总结了其结构特点和设计思路,从多尺度结构和界面工程调控等方面回顾了提升复合电介质储能性能的方法,包括调控填料的微观结构、构建宏观层状结构、纳米涂覆聚合物表面、聚合物分子结构设计等策略。最后,总结了当前聚合物基复合电介质材料面临的挑战和未来的发展趋势。

摘要：水平井分段压裂技术是有效提高非常规能源产量的重要手段,而可溶压裂封堵工具的应用更是极大地提高了开采效率。由于镁合金具有优异的性能且极易腐蚀,已成为制造可溶压裂封堵工具的首选材料和研究热点。本文从组织结构、力学性能和腐蚀速率3个方面,对Mg-Al、Mg-Zn、含LPSO相的新型Mg-RE及其他合金4个系列进行了综合评述。并建议工程化应用中需要进一步建立规范标准,特别是腐蚀速率测试需要建立统一的测试方法和计量单位等。

摘要：介电常数近零材料及相关物理现象近年来逐渐成为一个快速发展的研究领域。在介电常数近零材料中,光与物质相互作用显著增强,为设计新型光学功能器件提供了重要思路。从线性和非线性光学范畴综述了介电常数近零材料中光与物质相互作用的原理与应用进展。在线性光学部分,讨论了透明导电氧化物材料的光学性质、介电常数近零模式、载流子的电调控等方面的内容。在非线性光学部分,讨论了介电常数近零材料在非线性折射率调控、非线性频率转换以及时变ENZ材料中的非线性光学响应等方面的研究进展。最后,展望了介电常数近零材料领域的未来研究方向和应用领域。