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随着无线信息技术的飞速发展，电磁干扰问题日益突出，在全球范围内引起广泛关注。解决这一挑战的关键是开发能够吸收电磁波的材料。理想的吸波材料应为集承载、防热和强吸收于一体的结构性材料。本文总结了近年来碳基、陶瓷基复合材料及其电磁波吸收性能，这些吸收剂的最终目的是在较薄的涂层上实现更宽的有效吸收频率带宽；介绍了几种典型的、广受欢迎的复合材料的制备方法、结构及其电磁波损耗机制；阐述了现今吸波材料的优势、研究现状及存在的问题。最后，预测了吸波材料未来潜在的发展方向，采用理论、模拟计算以及实际实验紧密结合的手段设计和构筑碳基复合材料将会是必然趋势。
随着电子设备和无线通讯的迅猛发展，电磁干扰问题也随之日益严重，迫切需要发展高性能的电磁屏蔽防护材料来减轻电磁波干扰危害。MXene（Ti3C2Tx）是一种新型二维材料，具有超高的电导率和活跃的化学活性表面，因而展现出极其优异的电磁屏蔽性能。本文重点介绍了Ti3C2Tx的制备方法、结构特性以及电磁屏蔽机理，客观地综述和评价了近年来国内外关于Ti3C2Tx基薄膜和三维多孔材料在电磁屏蔽应用方面的重要研究进展，并分析了目前存在的主要问题。此外，从Ti3C2Tx的制备、结构调控、设计组装等方面展望了Ti3C2Tx基电磁屏蔽材料的发展方向及趋势，包括发展低成本绿色环保且高效的Ti3C2Tx制备工艺、解决Ti3C2Tx不耐氧化的问题、设计新型Ti3C2Tx电磁屏蔽材料结构及探究其他种类的MXenes电磁屏蔽材料，为开发下一代高电磁屏蔽性能材料提供新的思路和指导。
采用磁控溅射方法在单面附有300 nm SiO2的单晶硅基片上制备了以Pt为底层的CoSiB/Pt多层膜样品。CoSiB/Pt层周期数确定为2，对样品底层厚度及周期层厚度进行调制，根据反常霍尔效应系统地研究了CoSiB/Pt多层膜垂直磁各向异性（perpendicular magnetic anisotropy，PMA）及薄膜的热稳定性。通过对这些参数的调节获得了具有良好垂直磁各向异性的最佳多层膜样品结构Pt（1）/[CoSiB（0.5）/Pt（1）]2，底层Pt和周期层中CoSiB，Pt的最佳厚度分别为1，0.5 nm和1 nm。对最佳样品进行XRD图谱分析，磁滞回线测量以及一系列退火处理。结果表明，样品具有明显的（111）CoPt衍射峰，形成了较好的（111）织构，界面耦合增强，结晶度较好，计算出样品的有效磁各向异性常数Keff达到5.11×104 J·m-3，样品具有良好的PMA；当退火温度为200 ℃时，样品的CoPt（111）峰强度显著增强，界面形成了较强的（111）织构，Keff达到最大值1.0×105J·m-3，当退火温度不超过400 ℃时，样品仍能保持良好的PMA。多层膜样品结构Pt（1）/[CoSiB（0.5）/Pt（1）]2具有良好的PMA和热稳定性，且合适的退火温度有利于提高样品的PMA。
与传统锂离子电池相比，全固态锂金属电池因其安全性好、能量密度高的特点备受关注。但是电极与固态电解质的固固接触带来较大的界面阻抗，而锂金属较为活泼易与固态电解质发生反应，造成了界面不稳定。界面问题已经成为制约全固态电池发展的关键因素之一。有机-无机复合固态电解质兼顾无机固态电解质和有机固态电解质的优势，具有较高离子电导率和一定的力学强度，展现出优异的实用化前景。本文综述了近年来复合固态电解质与金属锂负极界面改性的研究进展，总结了当前界面改性的主要研究思路：包括在界面构筑"软接触"、调节固态电解质的力学性能以及调控界面处锂离子的沉积动力学过程等。同时，也对今后界面改性的研究趋势进行了展望。
硅材料由于具有很高的理论比容量（4200 mAh·g-1）而成为下一代锂离子电池的关键负极材料之一，但是其在嵌/脱锂过程中会产生巨大的体积变化，使电极的循环性能变差。黏结剂作为电极的主要成分之一承担着连接电极组分、维持电极结构稳定的重要作用，使用合适的黏结剂对于改善硅基负极的循环稳定性至关重要。带有极性官能团的水系黏结剂由于可以有效改善硅基负极的电化学性能而成为现在的研究热点。本文综述硅基负极水系黏结剂的研究进展，首先对单一线性结构黏结剂的性质进行归纳总结。在此基础上，对具有三维网状结构的复合黏结剂的研究进展进行重点介绍，详细讨论不同类型三维网状黏结剂的结构和性能特点，以及应用于硅基负极时对电极性能的改善效果。最后，提出硅基负极水系黏结剂所应具备的特性，旨在为硅基负极水系黏结剂的开发和选择提供思路。
功能高分子材料是一类具有催化性、导电性、光敏性、生物活性等特殊功能的高分子材料，对物质、能量、信息具有传输、转换或贮存的作用。功能高分子材料具有质量轻、种类多样、专用性强等特点，广泛应用于机械、信息技术、生物医学等多个领域。功能高分子材料的发展非常迅速，为满足各领域对新技术发展的需要，功能高分子材料逐渐往多功能化方向发展，比如电磁材料、光热材料等相继出现。而随着智能高分子的出现，功能高分子材料也逐渐向着智能化发展，比如自修复功能高分子材料、形状记忆材料等。本文综述了近年来功能高分子材料的研究进展，重点介绍了反应型功能高分子材料、光功能高分子材料、电功能高分子材料、生物医用功能高分子材料、环境降解高分子材料、形状记忆高分子材料及智能高分子水凝胶这几类功能高分子材料，并对其应用做了简要阐述。目前功能高分子材料更多的是仅有光电等传统功能或形状记忆等特殊功能，相信兼有传统功能和特殊功能的功能高分子材料将是未来材料的发展方向。
3D打印技术是一种快速兴起的新型数字化制造技术，因具有设计自由、大规模定制以及快速原型制造等优点，在医学、航天、汽车、食品等领域应用前景广阔。随着精准化、个性化医疗需求的增长，3D打印技术逐渐被应用到医疗领域，如植入物制造、诊断平台和药物输送系统等，并成为目前较为前沿的研究领域之一，其个性化定制的特点使得3D打印技术能够根据患者的病情制备相应的医疗产品以帮助患者康复。因此，本文概述了3D打印技术的发展，分类介绍了可用于3D打印的医用材料，以及3D打印技术在医疗领域的应用。但是3D打印的植入物是静态的，无生命的，不能随着内环境的变化进行适应性调整，4D打印可以制造出具有"活性"且结构更为复杂的、与天然组织结构非常相似的工程化组织结构，其继承了3D打印技术优点的同时，弥补了现有3D打印的一些缺陷，未来在医学领域会有更广阔的应用前景。
简述了金属高温氧化的热力学和动力学基础理论以及FeCr合金生成保护型氧化膜的理论条件；总结了传统马氏体钢氧化膜结构和氧化动力学两方面的氧化行为特征；归纳了新型马氏体钢氧化行为的三个新特征，即良好的抗氧化能力，温度与氧化速率的异常关系以及一种新的特殊富Cr层，并指出一些新型马氏体钢氧化行为新特征更接近奥氏体钢，马氏体钢的抗蒸汽氧化能力有望提高到奥氏体钢的水平。Co，W，Si等元素对内/外氧化转变的影响是今后的重点研究方向。
热裂问题是激光选区熔化成形（SLM）7××× 系铝合金面临的主要障碍之一。通过低能球磨工艺制备ZrH2/7075复合粉末，采用激光选区熔化技术制备含锆7××× 系铝合金材料，分析了不同ZrH2添加量（0.5%，1.0%，1.5%，质量分数，下同）对试样显微组织和力学性能的影响规律。结果表明：随着ZrH2含量的增加，SLM试样的柱状晶组织逐渐消失，热裂纹逐渐减少，当ZrH2含量为1.5%时，试样显微组织完全转变为细小等轴晶（平均晶粒尺寸为1.6 μm），热裂纹完全消除。ZrH2在SLM成形过程中与铝熔体原位反应形成L12型Al3Zr相，L12型Al3Zr相的异质形核作用促进了柱状晶到等轴晶的转变，抑制了热裂纹的产生。经T6热处理后，试样抗拉强度为（550±10）MPa，屈服强度为（490±5）MPa，伸长率为（12±1）%，断口处存在大量韧窝，表现为韧性断裂。
采用螺旋选晶法制备DD6合金单晶试棒，标准热处理后在980 ℃长期时效2000 h，研究980 ℃长期时效对DD6单晶高温合金的组织演化及力学性能的影响。结果表明：随着长期时效时间的延长，合金中γ'相的尺寸增大，2000 h后γ'相尺寸约为1 μm，没有TCP相析出，合金具有较好的组织稳定性。2000 h长期时效试样在980 ℃/243 MPa下持久寿命为180.16 h，为热处理态的56.3%；在1070 ℃/130 MPa下持久寿命为144.42 h，为热处理态的35.31%，断裂模式均为微孔聚集型断裂；相比热处理态的合金，2000 h长期时效态试样760 ℃的抗拉强度和屈服强度分别降低5.55%和5.88%；980 ℃的抗拉强度和屈服强度分别下降11%和10.59%。
采用透射电镜研究Li含量对Al-3.0Mg-0.6Si合金时效析出行为的影响，分析不同Li含量合金在170 ℃人工时效过程中析出相的演化与分布。结果表明：Li元素的添加改变了Al-3.0Mg-0.6Si合金的时效析出行为。添加2.15%（质量分数，下同）Li的合金，球状的δ'-Al3Li相成为晶内优先析出相，而针状的β″-Mg2Si相在时效后期阶段才逐渐析出，并在时效192 h后形成了明显的球状δ'相加针状β″相的双相析出。而添加3.12%Li的合金在所观察的时效阶段内均未发现有β″相析出。另外，未发现含Li合金晶界位置有析出相存在，晶界附近是无沉淀析出带（δ'-PFZs）和δ'相。在时效100 h后发现添加2.15%Li的合金在δ'-PFZ区域有针状β″相析出。添加2.15%Li的合金δ'-PFZ的半宽尺寸和增长速率均大于2.68%，3.12%Li添加量的合金。
采用涂盐法研究表面涂覆有90%（质量分数，下同）Na2SO4+10%NaCl混合盐（750 ℃熔融态）和纯Na2SO4盐（750 ℃固态）的第二代镍基单晶高温合金DD421在750 ℃大气环境下（无SOx气氛）的热腐蚀行为。结果表明：在熔融混合盐腐蚀介质中，硫化反应主要由液相熔融盐侵蚀所导致。热腐蚀100 h后合金腐蚀产物主要为典型的简单氧化物（Al2O3，Cr2O3，TiO2）以及Ni/Cr/Ti的硫化物。而在纯Na2SO4固态盐热腐蚀实验中，热腐蚀100 h后合金腐蚀产物与混合盐实验中的产物基本相同，但其腐蚀层厚度相对更薄，硫化物尺寸相对更大。结合热力学和微观组织分析，本研究明确了在无SOx气氛的腐蚀环境下合金元素能够与固态Na2SO4盐发生硫化反应。
采用粉末冶金真空烧结法制备TiMo/ZrVFe复合吸气材料。利用X射线衍射仪（XRD）、粉末粒度仪、动态流导法、振动实验等技术对材料进行分析，研究ZrVFe合金的粒度、物相及复合材料的组成对材料吸气性能和强度的影响。结果表明：提高ZrVFe材料中的Fe含量，能够生成更多有利于提高吸气性能的C15结构的Laves相（Zr（VxFe1-x）2）。优化比例后的Zr-24%V-8%Fe（质量分数）合金起始吸气速率达到1791 cm3·s-1·cm-2，是原Zr-24.6%V-5.4%Fe合金吸气速率（1206 cm3·s-1·cm-2）的1.5倍，随着吸气过程的进行，吸气速率下降较为平缓。Zr-24%V-8%Fe合金的添加量对复合材料的吸气性能和强度影响较大，随着添加比例的增加，材料的吸气性能逐步提高。当添加20%ZrVFe后，材料的起始吸气速率与TiMo吸气材料相比提高26.4%，且出现了理想的吸气平台。但是当添加比例为30%时，复合材料的强度下降，失重率达到2.48%。
超级电容器因其高效、快捷和循环稳定性好等因素成为应用广泛的新型储能装置，而电极材料是制约其发展的关键性问题。采用五氯化铌为原料，利用静电纺丝结合氨气还原氮化技术制备多孔氮化铌纤维，将其作为电极材料制备成Nb4N5||Nb4N5对称型扣式电容，并在Na2SO4水系电解液中加入NaHCO3以提升电极材料的电化学性能。结果表明：制备的氮化铌纤维呈四方相，连续且表面呈现多孔化。多孔氮化铌电极存在双电层及赝电容储能两种机制，当添加15 mmol·dm-3的NaHCO3时，超级电容器比电容提高到187 F·g-1，其中，阻抗R1和扩散阻抗WR分别缩小为1.22 Ω和1.47 Ω，同时体系离子电导率提高，载流子浓度增大到6.58×1024 cm3，弛豫时间缩短至0.24 s。
近年来, ZIF-8因具有比表面积大、孔道结构规则等优点而被用作氧还原催化剂载体。以ZIF-8为载体, 1, 10-菲啰啉为氮源, 分别以FeSO4·7H2O, FeAc, FeCl3·6H2O和FeC10H10为铁前驱体制备阴极氧还原催化剂, 考察不同铁前驱体对FeN/ZIF-8催化剂结构及性能的影响。使用X射线衍射、比表面积和孔径分布测试、透射电子显微镜、热重分析等方法对催化剂的结构、形貌及催化剂前驱体的热性质等进行表征, 使用线性扫描伏安法对催化剂的氧还原活性进行测试。结果表明: 以FeSO4·7H2O为铁前驱体制备的催化剂, 其起始电位约为0.93 V, 氧还原反应为4电子过程, 具有更好的氧还原催化活性; 其在制备过程中形成的适中的比表面积及孔径大小, 较好的晶型结构及较均匀的颗粒分散情况, 且X射线衍射结果表明催化剂中存在少量的Fe3C, 这是其具有较好的氧还原催化活性的可能原因。
以纳米η-Al2O3为原料, 氧化镁(MgO)为稳定剂, 采用双组元法制备Na-β″-Al2O3固体电解质。通过Archimedes法, SEM和三点抗弯法研究试样的致密性、显微结构和力学性能; 采用XRD和交流阻抗谱仪研究试样的β″-Al2O3相含量和离子电导率。结果表明: 双组元法有利于提高试样的结构均匀性; 纳米η-Al2O3比高纯α-Al2O3更易于合成Na-β″-Al2O3固体电解质; 适量MgO的加入有利于提高试样中β″-Al2O3相的含量和试样的致密性, 减小试样的晶界电阻, 提高试样的离子电导率; 过多的MgO掺杂量导致晶内气孔尺寸的长大, 反而增大了试样的晶粒电阻, 导致试样的离子电导率降低。当MgO的加入量为2%(质量分数)时, 试样在300 ℃时的离子电导率最大, 为0.0396 S·cm-1。
以金属-有机骨架材料UiO-66-(COOH)2为基底, 采用后修饰法负载Tb3+制备了荧光材料Tb3+@UiO-66-(COOH)2, 用于选择性检测色氨酸。利用透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、比表面积分析仪、红外光谱仪(FT-IR)、X射线光谱仪(XPS)等表征方法分析多孔材料的形貌、成分、孔道特性, 利用紫外/可见分光光度计(UV-Vis)和荧光光谱仪研究材料的发光特性及氨基酸识别性能。结果表明: MOF材料中配体向Tb3+的能量转移, 诱导材料发出明亮的绿色荧光。在13种氨基酸中, 只有色氨酸(Trp)对Tb3+@UiO-66-(COOH)2具有明显的荧光淬灭效应, 这是由于色氨酸的紫外吸收峰和Tb3+@UiO-66-(COOH)2的荧光激发光谱有较大重合, 表明二者对紫外光的吸收具有竞争性, 削弱了Tb3+@UiO-66-(COOH)2的紫外光吸收, 从而降低了材料的发光强度。进一步发现该材料可灵敏地检测色氨酸(检测限5.53 μmol/L), 同时具有良好的抵抗来自其他氨基酸干扰的能力。因此, 本工作证明了Tb3+@UiO-66-(COOH)2可作为选择性检测色氨酸的荧光探针, 同时也为未来色氨酸荧光探针的设计提供了一定的借鉴。
光热协同催化是一种有效提升活化过一硫酸盐(PMS)高级氧化催化效率的方法。然而，对于常见的过渡金属基催化剂来说，反应过程中常常发生有毒金属离子溶出，限制了这类催化剂在实际水处理中的应用。因此，开发具有高效活化PMS能力的非金属基催化剂至关重要。采用溶胶-热还原法制备一种新型氮化碳锚定FeOx纳米复合物(FeOx/CN)类芬顿催化剂。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、氮气吸附-脱附仪和紫外-可见漫反射吸收光谱等测试手段对复合材料的结构、形貌和光吸收性质进行表征。考察光热协同作用下FeOx/CN催化剂活化PMS氧化降解罗丹明B(RhB)的效果。结果表明：在近中性(pH=6)条件下，光热(水浴40 ℃，λ>420 nm光照)协同辅助反应30 min，CN/FeOx/PMS体系对RhB的去除率达到98.0%。活性自由基捕获实验证明，空穴(h+)和羟基自由基(OH·)在污染物降解中起到决定性作用。
以SnCl4和NaOH为原料, 200 ℃水热条件下在预引入SnO2晶种的FTO导电玻璃上一步制备纳米花/棒多级结构SnO2。利用SEM, XRD, N2吸附-脱附和气敏测试仪等测试产物的形貌、晶相组成和气敏性能。结果显示: 产物为四方晶相, 多级结构中垂直于基底的纳米棒阵列形成"纳米地毯", 其上生长球形纳米花, 纳米棒和花瓣均由绒状纤维聚集而成; 其比表面积为109.8 m2/g, 是普通沉淀法SnO2粉体的13倍; 其具有较高的气敏性, 对1000×10-6浓度丙酮的灵敏度达36.1, 是普通沉淀法SnO2粉体的7.9倍。
利用可逆加成-断裂链转移（reversible addition fragmentation chain transfer，RAFT）聚合技术，以氧化石墨烯/Fe3O4（GO@Fe3O4）为载体，内分泌干扰素17β-雌二醇为模板分子，成功制备磁性氧化石墨烯基17β-雌二醇分子印迹复合膜（GO@Fe3O4-MIP）。高倍透射电镜（HRTEM）、原子力显微镜（AFM）、振动样品磁强计（VSM）等表征结果表明，所制备的GO@Fe3O4-MIP的磁强度为12.89 A·m2·kg-1，其厚度均一，约为6.45 nm。吸附性能实验研究表明，GO@Fe3O4-MIP对17β-雌二醇的吸附平衡时间为30 min，最大吸附量为28.62 mg/g，证实了GO@Fe3O4-MIP对17β-雌二醇具有较高的吸附效率和良好的吸附性。
制备了国产CCF800H碳纤维增强环氧树脂基复合材料，通过调控环氧树脂中的热塑性增韧树脂含量，探索热塑性树脂增韧颗粒含量对复合材料Ⅱ型层间断裂韧性的影响，结果表明，在碳纤维对增韧剂颗粒的过滤效应下，热塑性树脂增韧颗粒会在复合材料层间富集，并且随着热塑性树脂增韧剂含量增加，复合材料层间厚度增大。随热塑性树脂增韧剂含量增加，在层间树脂基体韧性及层间高韧树脂厚度增大的共同作用下，复合材料Ⅱ型层间断裂韧性逐步提升。
