进入21世纪以来，石油基合成橡胶的发展不可持续，且日益受到节能减排的压力；天然橡胶面临气候、疫病等因素的影响，产量有限，而且我国天然橡胶自给不足，严重依赖进口。面对上述挑战，以太阳能为源头，开发不依赖于化石资源的新一代生物基橡胶，是解决橡胶资源短缺的有效手段，也是保证全球橡胶资源安全、长久、稳定供应的必由之路。目前，主要有两种思路制备生物基合成橡胶，本文针对两类生物基合成橡胶的研究进展进行综述，一种是生物质发酵得到的生物基单体（如乙醇等）进一步转化为传统单体（如乙烯等），再通过传统的合成工艺制备出生物基乙丙橡胶、生物基异戊橡胶等生物基传统橡胶，其性能与传统非生物基工程弹性体几乎完全相同，可以直接替代现有工程橡胶；另一种是利用现有生物基化学品，如衣康酸、丙二醇、丁二酸等，通过聚合反应制备新型结构的生物基橡胶材料，其原料易得，成本较低，随着发酵技术的快速发展，将出现越来越多的生物基化学品可以进行选择和使用，生物基合成橡胶具有光明的发展前景。

锂离子电池被认为是富有前途的能源储存器件，寻找高性能锂电池新材料已成为全世界的研究热点。MXenes材料是一种新型过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物二维纳米材料的统称，具有比表面积大、导电性能好、储锂容量较高、循环和倍率性能优异等特点，是一种具有光明应用前景的锂离子电池材料。本文对MXenes材料在锂离子电池应用研究中的重大突破进行了综述，介绍了其制备方法、结构性能、储锂机理，归纳了其在锂离子电池中的具体应用及机制，分析了当前存在问题。综述指出MXenes材料研究，应利用其自身亲水性和导电性优势，在复合电极材料、自支撑电极材料等方面重点部署，为高性能锂子电池关键技术带来突破。

六方氮化硼纳米片（BNNS）具有优异的导热性、绝缘性、化学稳定性、耐高温性，在电子器件热管理领域具有广泛的应用前景。然而，如何快速、规模化地获得高质量的BNNS仍是其商业应用所面临一个重要挑战。液相剥离法是制备BNNS最有前景的方法之一，具有工艺简单、纳米片质量高、可规模化生产等优点。本文首先总结了近年来BNNS的液相剥离方法，重点介绍3种用于液相剥离BNNS的方法（h-BN剥离的溶剂选择、h-BN的非共价键改性以及共价键改性）；其次，深入探讨了上述3种方法的剥离机理以及存在的不足（有机溶剂污染环境问题，部分修饰剂相容性差，共价键改性困难）。随着剥离分散机理的深入研究，液相剥离法将满足高质量高效率的BNNS的制备需求，使其在电子器件热管理领域发挥重要作用。

作为一种特殊结构的有机/无机杂化纳米材料，笼形多面低聚倍半硅氧烷（polyhedral oligomeric silsesquioxanes，POSS）具有优异的理化性能。本文对POSS的发展历程、分子结构特性进行总结，并重点对聚合物改性中常用的六面体功能性POSS的合成方法展开综述，包括硅烷水解法、官能团转化衍生法及"顶角-戴帽"法。所涉及的功能性POSS种类有：甲基丙烯酰氧丙基POSS、乙烯基POSS、氨基POSS、环氧基POSS、羟基POSS及部分单官能化POSS。最后归纳出合成方法的影响因素，并将国内对功能性POSS的研究进行展望：未来的研究工作可注重对合成机理的进一步明确以及对现有工艺稳定性的改善，从而在提高产率的基础上降低成本，为工业化生产提供技术支持；同时可精确设计功能性基团的引入，合成更多新官能化POSS。

碳基/羰基铁复合吸波材料结合了各自优势，具有独特的物理化学特性和良好的吸波性能，成为近年来研究热点之一。本文结合国内外最新研究成果，介绍了羰基铁吸波剂自身改性的研究现状，将碳基/羰基铁复合吸波材料的研究成果系统归纳为6大类，即石墨烯/羰基铁复合吸波材料、碳纳米管/羰基铁复合吸波材料、碳纤维/羰基铁复合吸波材料、炭黑/羰基铁复合吸波材料、石墨/羰基铁复合吸波材料以及其他碳材料与羰基铁的复合吸波材料，并进行了详细介绍。最后，指出了碳基/羰基铁复合吸波材料未来研究亟待解决的性能调控和轻量化等问题，展望了其在宽频隐身等方面的发展前景。

为减缓激光立体成形过程中由于大的热梯度导致的残余应力和变形，首先采用原位测量监测成形过程中基板的温度及变形演化，并以此校验有限元模型，然后利用校准模型研究不同扫描路径对激光立体成形TC4钛合金构件热-力场演化行为的影响。结果表明：模拟结果与实验吻合良好。最大热梯度和最大拉应力均出现在第一层扫描过程中，温度梯度随沉积层数增加而逐渐减小。长边单向扫描方式下基板的变形量最大，而采用短边往复扫描方式下残余应力和变形最小；采用棋盘格扫描方式能有效减小基板的变形，但不能减小构件的残余应力。另外，基板的横向弯曲变形能有效抑制基板的纵向弯曲，而相变诱导的应力释放对激光立体成形构件的残余应力和变形具有显著的影响。

研究T6处理、深冷处理和T6+深冷处理对ZCuAl₁₀Fe₃Mn₂合金微观组织、力学性能以及在室温至450℃下的热疲劳行为。通过XRD，OM，SEM，EDS对合金组织和裂纹形貌进行观察分析。结果表明：T6+深冷复合处理工艺能够显著改善ZCuAl₁₀Fe₃Mn₂合金的力学性能和微观组织。与T6处理相比，其抗拉强度、硬度以及伸长率分别提高了7.28%，16.96%和23.53%；其α相进一步细化且分布更加均匀，位错密度增加，使得合金整体的组织均匀性、致密性更好。综合性能的提高也有效地提高了合金的热疲劳性能，其抗热应力和氧化腐蚀的能力增强。在相同冷热循环次数下，疲劳裂纹长度最短，裂纹生长速率最慢。

采用真空感应熔炼浇铸工艺制备Al_0.26CoCrFeNiMn高熵合金，对其进行均匀化退火、轧制与再结晶退火处理，基于超声法研究该合金在热机处理过程中的组织演变特性。结果表明：均匀化退火后获得粗大等轴晶，再结晶退火温度为800℃时保留轧制变形晶粒，900℃时完成再结晶形成细小等轴晶，1000℃时晶粒粗化长大；相同再结晶退火温度下，晶粒尺寸随轧制比增加而减小。超声表征方面，标称频率5MHz探头测试的衰减系数随晶粒尺寸增加而增大，衰减系数与平均晶粒尺寸符合三次方关系，二者具有强相关性；为进一步验证该方法的可行性，采用标称频率7.5MHz探头进行测试，得到类似规律。而衰减系数可揭示高熵合金热机处理过程中的组织演变，尤其是晶粒尺寸与热机处理工艺之间的内在联系。

采用超声外场-原位混合盐反应法制备3% TiB₂/2A14（体积分数）铝基复合材料，在往复式摩擦磨损试验机上进行4种不同载荷（20，30，40，50N）的磨损实验，研究不同超声处理工艺制备的复合材料的耐磨性和摩擦行为。使用显微硬度计测量基体和复合材料的显微硬度。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对测试样品进行物相成分鉴定、显微组织和表面磨损形貌观察，并研究其磨损机理。结果表明：超声能够有效打散颗粒团聚，改善颗粒分布状态，强化颗粒与基体的界面结合强度，因此经过超声处理的复合材料的耐磨性和显微硬度明显优于合金基体。经120s超声处理获得的复合材料，其硬度约为基体合金的2倍。在50N载荷的作用下，其磨损率约为基体合金的57.43%。在干摩擦条件下，基体主要表现为黏着磨损，复合材料表现为黏着磨损+磨粒磨损的混合型磨损，耐磨性能更佳。

采用多道次热挤压制备Al₂O₃颗粒增强AZ31镁基复合材料，利用OM，SEM，TEM对Al₂O₃/AZ31复合材料进行组织观察，利用维氏硬度仪、电子万能拉伸试验机对Al₂O₃/AZ31复合材料进行力学性能测试。结果表明：经过多道次热挤压后，Al₂O₃颗粒均匀地分散在AZ31镁基体中，Al₂O₃颗粒对基体组织的晶粒细化作用得到增强，复合材料的晶粒尺寸随着道次的增加而显著减小。经过4道次热挤压后，Al₂O₃/AZ31复合材料的力学性能显著提高，其硬度，抗拉强度和屈服强度分别达到89HV，305MPa和198MPa，相比于第1道次热挤压后，其硬度，抗拉强度和屈服强度分别提高了19.2%，14.8%和14.1%。

通过形变热处理工艺制备2050铝锂合金细晶板材，采用光学显微镜、扫描电镜等研究预变形对第二相分布、晶粒组织及板材超塑性的影响。结果表明：采用预变形后，高温过时效过程中板材晶内形成大量亚晶，大量的亚晶界促进了T_B相的析出同时提高了粗化速率，显著增加了晶内T_B相的尺寸，使得有效激发再结晶形核第二相粒子体积分数由0.92%提高至3.28%。同时与未预变形板材相比，板材中心层平均晶粒尺寸由12.59μm降低至9.59μm，表层平均晶粒尺寸由10.79μm降低至8.60μm，晶粒细化效果得到明显改善，超塑性变形能力显著提升，在490℃，2×10^-4s^-1的变形条件下，伸长率由230%提高至470%。

采用室温拉伸的方法，研究170~180℃范围内时效不同时间2124铝合金厚板高向（ST向）力学性能的变化。利用透射显微镜（TEM）、扫描电镜（SEM）观察合金不同时效工艺下组织形貌特征。结果表明：2124铝合金板材适宜的T851时效制度为175℃保温10h，此条件下合金高向的屈服强度，抗拉强度，伸长率分别为372，422MPa，2.9%。此时主要的强化相为S'相，含有少量的GPB区以及粗大的T相。时效温度是影响合金析出相密度和尺寸的主要因素，时效温度越高，强度上升越快，达到强度最大值的时间越短。基体与晶界处的强度差越来越大是导致伸长率降低的主要原因。

用氧化石墨烯（GO）和TiO₂水凝胶制备一系列GO/TiO₂复合光催化剂。通过SEM，XRD和Raman光谱等对复合光催化剂进行表征，研究不同实验条件下纯TiO₂和复合光催化剂对亚甲基蓝（MB）染料废水的脱色效果。结果表明：复合光催化剂中的TiO₂主要为锐钛矿相，其光催化活性优于纯TiO₂。当GO的复合量达到15%（质量分数）时，光催化活性最高。在浓度为10mg/L、初始pH值约为8的30mL合成废水中加入250mg复合光催化剂，2.5h后脱色率可达93.1%。通过复合氧化石墨烯，以TiO₂为主要成分的复合光催化剂具有一定的可见光光催化活性。根据处理前后模拟废水的紫外-可见光光谱全波扫描结果推测，GO/TiO₂复合光催化剂的光生电荷会直接破坏MB分子中的发光基团，在处理过程中没有新的发光基团产生。

为了研究结构色薄膜在不同条件下的带隙性能，采用改进的Stöber法，制备不同粒径的亚微米级别单分散SiO₂微球，并利用垂直沉积自组装方法在载玻片表面制备出以SiO₂为结构基元的光子晶体结构色薄膜。采用扫描电子显微镜、红外光谱仪、紫外-可见分光光度计对微球及薄膜的形貌与光学性能进行分析。结果表明：在微球合成过程中，随着反应温度的升高，SiO₂微球粒径逐渐减小；通过自组装制备的结构色薄膜，其光子带隙随着SiO₂微球粒径的增大而发生红移。进一步研究发现，随着入射光与光子晶体结构色薄膜法线夹角的不断增大，光子带隙所对应的中心波长变短，发生蓝移。

采用静电纺丝法和后续的热处理工艺制备不同浓度Co纳米粒子掺杂的碳纳米纤维。通过差热-热重（DSC-TGA）仪、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、矢量网络分析仪（VNA）对复合碳纳米纤维的热稳定性、物相、微观结构、电磁参数进行表征，并对其微波吸收性能进行研究。结果表明：当炭化温度为800℃时，复合纳米纤维结晶度适中，无定形碳部分转化为石墨相碳，CoAc₂全部被炭化还原为面心立方结构的金属Co纳米粒子，且纤维形貌完整，有串珠状结构存在于纤维网络之间；掺杂后碳纤维电磁性能得到明显改善，当掺杂量为7%（质量分数），涂层厚度为1.5mm时，有效吸收带宽达到最大，为4.5GHz，相比于纯碳纳米纤维，吸波性能得到显著提升。

采用静电纺丝技术制备二氧化硅纳米纤维丝，采用梯度冷冻干燥法及钙离子交联，最终得到一种海藻酸钠（ALG）包覆纳米二氧化硅的三维支架，用于止血海绵（ALG/SiO₂/Ca²⁺止血海绵）。通过扫描电镜，细胞实验，体内止血实验，对其结构、组成、细胞毒性、生物相容性以及止血功能进行进一步探究。结果表明：ALG/SiO₂/Ca²⁺止血海绵具有高度疏松的多孔结构，能快速吸水膨胀，浸水10s体积膨胀到原来的219%；细胞实验结果显示该新型止血海绵有很好的细胞相容性；体内止血实验结果显示采用ALG/SiO₂/Ca²⁺止血海绵在10s内完成止血，与医用纱布组相比，出血量显著减少。因此，这种新型止血海绵在深部创口中具备快速吸水膨胀止血并提供伤口湿润环境等优异性能。

以金刚石和无机溶胶为原料，采用溶胶-凝胶法制备金刚石/陶瓷结合剂复合粉体，将粉体通过压制、烧结获得金刚石/陶瓷结合剂复合烧结体，利用XRD、SEM、电子万能试验机、洛氏硬度计等对复合烧结体进行性能表征。结果表明：采用溶胶-凝胶法可制备出组织均匀性较好的金刚石/陶瓷结合剂复合粉体，经680℃/2h烧结后试样的抗弯强度、硬度、密度和气孔率分别为58.54MPa，55.8HRB，1.74g/cm³，24.16%；而采用熔融法所制烧结试样的抗弯强度、硬度、密度和气孔率分别为51.32MPa，72.5HRB，1.92g/cm³，21.47%。与熔融法制备的金刚石/陶瓷结合剂磨削盘相比，采用溶胶-凝胶法制备的磨削盘结构均匀，磨削加工的TC4钛合金工件表面磨削质量高，工件表面粗糙度为0.051μm。

以仲丁醇铝（ASB）为前驱体，乙醇为溶剂，乙酸为催化剂，乙酰乙酸乙酯（Etac）为螯合剂，通过溶胶-凝胶和超临界干燥过程制备得到块状氧化铝气凝胶，并在不同温度下对其进行热稳定性分析。此外，通过SEM，XRD，FT-IR和N₂吸附-脱附分析等测试研究了乙醇和乙酰乙酸乙酯的用量对氧化铝气凝胶微结构及比表面积的影响。结果表明：氧化铝气凝胶具有叶片状颗粒堆积形成的纳米多孔网络结构，比表面积高达744.5m²/g，密度低至0.063g/cm³，随着热处理温度升高，比表面积逐渐降低，1200℃热处理2h后依旧高达153.45m²/g；经不同温度热处理后，氧化铝气凝胶的叶片状多孔结构未发生明显变化，表明该氧化铝气凝胶具有高温稳定性。

以环氧树脂（EPON828）和聚氨酯丙烯酸酯（RJ429）为基础树脂，采用自由基-阳离子混杂光固化体系来制备可用于3D打印的混杂光固化树脂，研究固化过程中自由基和阳离子光引发剂的种类、质量配比和加入量对光固化树脂固化动力学及其力学性能与成型精度的影响。结果表明：阳离子光引发剂Gencure 842和自由基光引发剂Doracur 1173为最佳复配引发剂，最佳质量比为0.75:1，最优加入量为6.0%（质量分数）；环氧树脂828和聚氨酯丙烯酸酯429的最佳质量比为1:1，混杂光固化树脂的黏度为50.5Pa·s；光固化制品的拉伸强度和冲击强度分别为6.60MPa和8.28kJ·m^-2，体积收缩率和翘曲度分别为-3.986%和3.62%，满足3D打印光敏树脂的成型要求。

研究短切纤维作为增强剂对复合材料焊接界面的强化效果。以不锈钢网作为加热体，利用脉冲电阻焊接技术连接玻璃纤维增强聚醚酰亚胺（GF/PEI）层合板。对芳纶纤维（AF）、玻璃纤维（GF）、碳纤维（CF）作为增强剂的焊件分别进行单搭接剪切实验，以评估焊接头的强度。结果表明，纤维通过与不锈钢网加热体共同承担焊接头的力学性能来实现焊接界面强化。断口分析显示，在纤维的增强作用下，焊接初期主要失效模式均为纤维和基体剥离；焊件强度达到最佳时，失效模式转变为不锈钢网加热体和纤维同时撕裂。

以司盘-80、吐温-80和十二烷基硫酸钠合成不同配方的复合乳化剂，与SiO₂为载体材料，棕榈醇-棕榈酸-月桂酸为相变材料，采用溶胶-凝胶法制备一系列相变调湿复合材料。利用激光粒度分析仪、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪和动态水分吸附分析仪研究不同复合乳化剂配方对相变调湿复合材料粒度分布、微观形貌、组成结构、热性能与湿性能的影响，分析复合乳化剂对相变调湿复合材料热性能与湿性能的影响机理。结果表明：以司盘-80、吐温-80和十二烷基硫酸钠为复合乳化剂制备具有良好热性能与湿性能的相变调湿复合材料，其相变材料质量分数达到70.34%~74.00%，在相对湿度为40%~60%之间的湿容量为0.0361~0.0390g/g。以司盘-80、吐温-80和十二烷基硫酸钠为复合乳化剂有效改善相变调湿复合材料的粒度分布与均匀程度，并且提高相变调湿复合材料的分散性。