摘要：粘结剂在锂离子电池中虽用量少,但是对锂离子电池的性能有较大影响。传统粘结剂聚偏氟乙烯与活性物质间形成的范德华力较弱,不能满足现代锂离子电池,特别是高比容量锂离子电池的要求。大部分电极材料表面具有极性基团,这些基团可与极性聚合物间形成较强的作用力,故极性聚合物粘结剂成为当前的研究热点。极性聚合物粘结剂对锂离子电池的影响与诸多因素有关。本文主要讨论了聚合物粘结剂的结构和物性对锂离子电池性能的影响,包括聚合物的结构特征、粘结性、力学性能和导电性等因素,进而从分子层次提出了设计下一代粘结剂的方法,并展望了粘结剂的未来发展方向。

摘要：材料"素化"为降低金属材料的合金化程度及资源回收利用的难度提供了一个简洁且具有应用前景的设计方法。本文将素化的概念引入复合材料中,提出在不改变材料体系基本组成、不增加功能相体积分数的前提下,以复合材料的多级结构设计(如界面工程、缺陷工程等)为核心,充分利用多级结构的调控能力,实现材料性能的提高及综合性能的优化。以典型复合材料体系为基础,分析将素化的概念应用于复合材料体系的可行性、优势及预期结果,并根据前期研究说明多级结构的设计方法及应用基础。以碳纳米管(CNT)/硅橡胶(SE)复合材料的界面实践为例,展示了素化设计在可重构微波吸收复合材料中的应用。

摘要：介绍了低共熔溶剂的性质及特点,综述了低共熔溶剂的国内外最新研究成果,特别是氯化胆碱基低共熔溶剂在镁合金腐蚀防护的应用,分析了镁合金在低共熔溶剂中进行表面处理的可行性。概述了在含氯化胆碱的低共熔溶剂介质中,通过热场、声场、电场以及DES液膜法调控开展镁合金表面化学转化膜的制备、耐蚀机理及反应介质的作用研究,同时将低共熔溶剂与疏水性仿生膜结合,设计出镁合金表面自愈合超疏水涂层。利用低共熔溶剂制备的转化膜的耐蚀性均明显高于镁合金基体,其腐蚀电流密度明显下降。最后对镁合金腐蚀防护的研究现状和方向进行了展望,希望对解决镁合金腐蚀起到一定的指导意义。

摘要：与商业化电池相比,水系有机电池(AOBs)具有低成本、高安全性、环保等特点,使其更适用于便携电子设备和电网储能应用。电极材料作为水系有机电池重要组成部分,在实现电池的高容量和长循环寿命方面起到至关重要的作用。基于绿色发展的需求,有机电极材料应具备理论比容量高、资源丰富、设计灵活性强等优点。本文综述了不同储能机理的有机电极材料的最新研究进展,包括羰基化合物、亚胺化合物、导电聚合物、COFs材料、MOFs材料以及复合材料等。同时总结了有机电极材料在水系电池中的导电性和溶解性问题,并提出了不同的解决策略。最后,讨论了水系有机电池的关键挑战以及未来努力方向,未来仍需要更多具有更好电子导电性和快速动力学的电极材料应用于水系有机电池。

摘要：为获得更优性能的无铟透明导电薄膜,需要在不损害薄膜透光性的同时提高导电性能.本文采用紫外光刻和磁控溅射,在Cu网格的表面覆盖Al掺杂的ZnO(ZnO:Al,AZO)薄膜,制备透明导电的AZO/Cu网格复合膜.Cu网格的线宽低至15μm,透光性极高,并且导电性能得到大幅度改善,覆盖稳定的透明导电AZO薄膜为Cu网格提供屏障保护.通过六边形网格形状的设计和工艺参数的优化,制备出的复合膜的可见光波段透过率达到86.4%,方块电阻降低至4.9Ω/sq,同时实现了高透光性和高导电性.成本低廉、光电性能好且环境稳定的AZO/Cu网格复合膜在透明电子领域具有广泛的应用前景,将其用于透明电加热膜,可在较低电压下实现快速、均匀、稳定的电热响应,有望作为透明的面发热膜应用于除雾除霜玻璃、热疗贴膜等.

摘要：增材制造技术作为一种样件快速成型制备技术,为基于成分调控与结构设计的高性能钛基复合材料的开发带来了机遇。本文介绍了增材制造钛基复合材料研究与应用的最新进展,分析了能量密度、打印路径及冷速控制等对材料显微组织与力学性能的影响。在此基础上,介绍了以陶瓷、金属间化合物及稀土元素为主的增材制造钛基复合材料成分调控策略。其中,以TiB、TiC为代表的陶瓷增强相及Ti-Cu体系的金属间化合物为目前钛基复合材料中广泛使用的增强体;以La、Ce和Nd为主的稀土元素则可有效解决氧偏聚问题并显著细化晶粒。进而以网状结构和层状结构为例介绍了增材制造钛基复合材料结构设计研究进展。其中,网状结构多通过Ti与B和C元素的原位反应生成增强相,并通过控制凝固过程实现对增强相非均匀分布的调控;层状结构则多通过交替打印多种粉体获得。网状、层状结构设计对钛基复合材料强韧化有着积极的作用。本文最后通过对研究现状和未来研究趋势的简要分析与展望,为增材制造高性能钛基复合材料的设计与制备提供一定参考。

摘要：高强度水凝胶的出现极大拓展了凝胶材料的应用领域.虽然一些合成水凝胶的强度、韧性已接近或超过软骨等生物凝胶,但其模量常小于1 MPa,远低于肌腱等缔结组织;其主要原因在于水分子对聚合物网络有极强的水化、塑化作用,导致凝胶处于高弹或黏弹状态.近期,我们通过分子设计在网络中形成稠密缔合结构,有效降低了链段的运动能力,制备出玻璃态水凝胶,实现了强度、模量、韧性的同步提升.玻璃态是凝胶材料的新状态,为高性能水凝胶的发展开辟了新途径,拓展了凝胶材料力学、黏弹行为的调控范围和应用领域.本专论从玻璃态水凝胶的基本特征、分子机制、设计原理、特殊功能等方面,总结并评述了近期玻璃态水凝胶合成制备及结构-性能关系的研究进展.最后,对玻璃态水凝胶在医学、工程等领域的应用进行了介绍,并对其面临的挑战和发展方向进行了展望.

摘要：本文设计开发了一种无毒耐高温的高强高导铜合金,用以替代Cu-Co-Be合金材料.通过熔铸法制备了Cu-0.13 wt%Co及Cu-0.06 wt%Co-0.08 wt%Ti合金,并对其进行了固溶、冷轧、时效处理.测试合金时效后硬度和电导率变化,同时采用金相显微镜和透射电子显微镜观察合金显微组织,分析其组织与性能的关系.研究发现,合金在400℃时效时,随着时效时间的延长, Cu-0.13 wt%Co合金电导率轻微上升,硬度大幅度降低;Cu-0.06 wt%Co-0.08 wt%Ti合金电导率逐渐升高,时效24 h后硬度几乎保持不变,抗软化性能良好.时效前两种合金组织中均无第二相,经400℃时效24 h后Cu-0.06 wt%Co-0.08 wt%Ti合金中析出CoTix相,平均尺寸为15 nm.析出相产生的时效硬化作用和净化基体作用是Cu-0.06 wt%Co-0.08 wt%Ti合金具有良好力学和电学性能的关键.

摘要：金属-有机框架材料是一种由金属离子或金属簇与有机桥联配体通过配位作用组装形成的新型无机-有机复合多孔材料。无机、有机组分在分子水平的复合使得框架材料能够兼具无机和有机基元各自的特点和性能并产生协同作用,有序微孔则为组装客体分子实现光子学性能的调控甚至新光子功能的出现提供了可能。金属-有机框架材料在发光和非线性光学等光子学领域的应用正受到越来越多的关注。本文系统总结了国家自然科学基金重点项目"有序微孔材料的光子功能构筑基础研究"的最新成果,包括金属-有机框架材料的设计思路和可控制备方法,以及有机染料、钙钛矿量子点在有序微孔金属-有机框架材料中的组装,并对今后的发展方向和应用前景作了展望。

摘要：稀土金属-有机框架是一种由稀土金属离子或稀土金属簇与有机桥联配体通过配位作用组装形成的新型无机-有机多孔材料。由于其高配位数和独特的稀土金属离子(Ln^(3+))的光学特性赋予稀土金属-有机框架以丰富的分子构筑单元以及高的荧光量子效率。总结了稀土金属-有机框架的最新研究成果,介绍了稀土金属-有机框架在温度传感、小分子传感、气体传感等光子学领域的应用。另外,还介绍了包括稀土金属-有机框架的设计思路和可控制备方法,以及有机染料等在稀土金属-有机框架孔道中的组装和稀土金属离子在金属-有机框架材料孔道中的组装,并对今后的发展方向和应用前景进行了展望。