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气凝胶/纤维复合材料因具有高孔隙率、低体积密度、高比表面积、低热导率等优点，在航空航天、国防军工、环境治理、生物医药等领域展现出广泛的应用前景。本文综述了气凝胶/纤维复合材料的热学和力学性能以及界面相容性，介绍了传热机制，力学性能增强机制以及界面相容性黏合机制，考虑到不同纤维的体积分数和纤维的多尺度即不同纤维直径（长径比）和纤维之间的孔隙直径，总结了不同纤维嵌入对复合材料最终性能的影响。最后，针对气凝胶/纤维复合材料的耐热性、改善力学性能以及材料界面结合等提出未来的研究方向。
窄带宽的高色纯度发光材料在超高清显示和照明、超分辨成像和传感、生物成像以及防伪等领域具有广泛用途。目前研究和发展的高色纯度荧光材料主要是Ⅱ-Ⅵ族半导体量子点、卤化物钙钛矿纳米晶等。这些材料普遍含有剧毒的过渡金属离子镉和铅等，且环境稳定性较低。与之相比，碳点具有不含重金属离子、光/化学稳定性高、毒性低和原料来源广泛的优点。因此，发展碳点基高色纯度发光材料具有重要的理论和现实意义。基于此，本文系统总结高色纯度碳点在合成与应用方面的国内外研究进展，重点讨论前驱体种类、合成方法等对碳点发光位置和发光峰色纯度的影响，以及在LED、传感和成像等领域的研究进展。展望高色纯度碳点在规模合成、光谱特性如发光位置调制、色纯度和发光效率提升、发光机理研究以及新应用领域拓展方面所面临的机遇和挑战。
活性氧（reactive oxygen species， ROS）是一种具有强反应活性的物质，主要包括羟基自由基（·OH）、超氧阴离子自由基（· ）和过氧化氢（H2O2）等。哺乳动物体内活性氧的浓度异常会引发严重疾病，如糖尿病、癌症、肿瘤和一些神经退行性疾病。因此人们对ROS的检测关注度不断提高，并提出了对于ROS检测传感器的开发需要考虑的问题（如生物相容性、检测方式的稳定性、不同种类ROS的差异性等）。过去人们开发出了基于天然酶的电化学传感器，但是天然酶存在制备复杂、提纯困难、催化活性低和稳定性差等缺点，限制了其研究与应用。近年来，众多研究发现纳米模拟酶具有独特的催化活性、选择性和稳定性等类酶性质，可以广泛用于构建检测活性氧的电化学生物传感器。本文主要介绍了近期用于检测· ，H2O2和·OH的纳米模拟酶传感器，生命科学领域通过检测活性氧提前预防相关疾病，在环境污染防治领域可用于活性氧含量的定量检测。
镁合金作为目前可应用的最轻质金属结构材料，具有高比强度和比刚度、易于回收再利用等优点，有助于实现工业领域的轻量化。增材制造作为新兴的先进制造技术，相比于传统制造，具有制造效率高、性能优良、可成形复杂结构等优点，开展镁合金增材制造技术研究具有迫切的需求和广阔的应用前景。本文针对激光选区熔化、电弧增材制造、搅拌摩擦增材制造三种主要的镁合金增材制造技术，从宏观成形特征、制造缺陷控制和组织性能特点三个方面对近年来的研究成果进行了总结与分析，并对模拟分析、过程控制和热源调控等镁合金增材制造控形控性未来研究方向进行了展望。
连铸结晶器承担着高温钢液高速振动拉坯过程中的冷却、导热、抗磨损、铸坯表面高精度成型等重要任务，是连铸生产线最关键的核心器件。本文结合结晶器表面防护涂层在国内钢厂的工程应用实践，综述了结晶器铜板表面电镀合金层和热喷涂涂层的优缺点、发展趋势以及实际工况服役后结晶器表面不同部位的主要失效形式和形成机制，为优化设计不同区域涂层成分与相应性能提供依据。同时详细介绍了项目组开展的热喷涂/真空扩散复合技术在国内主要钢厂的服役效果和应用优势。最后指出热喷涂技术将逐步取代电镀技术，成为结晶器表面防护的核心技术，并且高熵及中熵合金涂层具有巨大的应用潜力。
采用超临界流体静、动态腐蚀实验平台，对Q235，304，316L，P91，N80，3Cr13六种材料在超临界水拟临界区（22.5 MPa，375.6 ℃）和类气相区（22.5 MPa，407.6 ℃）环境下进行72 h的静态及动态腐蚀实验研究。结果表明：材料在超临界水环境中的动态腐蚀速率明显高于静态腐蚀速率，流动加速腐蚀进程，其中304提升4倍以上；同时，随着材料耐腐蚀性的降低，动态条件对腐蚀增重的强化作用减弱。动态条件加剧腐蚀的因素为：流动剪切力加速超临界流体中的腐蚀性介质向基体表面移动，促进腐蚀化学反应的进行；流动剪切力对材料表面冲刷，促进材料表面Fe的溶解，加快腐蚀化学反应；剪切力的冲刷作用促进腐蚀产物晶体在壁面形成过程中的脱落，加速腐蚀进程。
在一定固溶时间下，固溶温度决定淬火后基体的过饱和度和再结晶程度，是影响材料时效后性能的重要因素。通过对2050铝锂合金挤压棒材进行不同温度（450~570 ℃）下保温2 h的固溶热处理和170 ℃/40 h的人工时效处理，结合多种性能检测和微观组织观察进行表征分析，研究固溶温度对2050铝锂合金挤压棒材组织和性能的影响。结果表明：随固溶温度逐渐升高，残余相不断回溶，固溶温度为525 ℃时残余相主要为含Fe相，升至550 ℃时棒材发生轻微过烧，达到570 ℃时棒材严重过烧；固溶温度为500 ℃时棒材发生局部再结晶，570 ℃时棒材完全再结晶。450~550 ℃固溶的2050铝锂合金挤压棒材经170 ℃/40 h的人工时效后，随固溶温度的升高θ′相和T1相数量增加，且强度呈先快速增加后缓慢线性增加的趋势，550 ℃固溶的棒材屈服强度和抗拉强度最高，分别为505 MPa和567 MPa；伸长率随着固溶温度的升高先快速下降后保持稳定，由固溶温度为450 ℃时的13.4 %降低至500~550 ℃时的10.7%~10.4%。
以1060纯铝、TC4钛合金、AZ31镁合金和镀镍碳纤维编织布为原材料，使用真空热压扩散技术和“箔-纤维-箔”法制备出碳纤维增强Al-Mg-Ti微叠层复合材料。通过控制铝镁保温时间分析了铝镁扩散层厚度对材料组织性能的影响，探讨碳纤维的强化机理，采用X射线衍射仪（XRD）、能谱分析仪（EDS）和扫描电子显微镜（SEM）等分析了复合材料的相组成、元素分布与裂纹扩展形貌，测试了复合材料的抗弯强度和冲击韧性。结果表明：碳纤维增强Al-Mg-Ti微叠层复合材料扩散层厚度随着保温时间的延长而增加，力学性能呈先上升后下降的趋势，碳纤维通过纤维脱粘、纤维拔出和纤维劈裂等方式吸收了大量断裂能，起到显著的增韧效果。在铝钛热压温度640 ℃保温时间2 h，铝镁热压温度440 ℃保温时间8 h时，复合材料力学性能最优，抗弯强度为380 MPa，冲击韧度为26.2 J/cm2，相对于基体抗弯强度和冲击韧性分别提高了10.8%和30.3%。
采用1600 ℃高温固相反应6 h，在NdAlO3中引入Ca2+，Fe3+合成（Nd1－ x Ca x ）（Al1－ x Fe x ）O3－ x /2（x=0，0.1，0.2，0.3），并采用放电等离子烧结（spark plasma sintering，SPS）陶瓷试样，探究Ca2+，Fe3+的引入对NdAlO3的物相组成、发射率和铁弹性的影响。结果表明：高温固相反应成功形成固溶体；引入Ca2+和Fe3+后，氧空位增加并产生轻微晶格畸变，使NdAlO3在2.5~10 μm的发射率最高提升至0.9；杂质离子的引入使物相由菱方相逐渐转变为立方相，从而导致铁弹畴消失，但陶瓷试样的断裂韧度仍保持较高水平。
为了提高叠氮聚醚类固体推进剂制备过程中基体与填料之间的润湿黏附性，改善料浆工艺性能，采用分子动力学计算方法，计算增塑剂类型、增塑比、键合剂类型对3，3-二叠氮甲基环氧丁烷与四氢呋喃共聚物（PBT）基体体系与AP（011）/（201）/（210）三个主要晶面结合能的影响，筛选能够有效提高高氯酸铵/叠氮聚醚类固体推进剂界面润湿黏附特性的增塑剂、增塑比和键合剂。结果表明，采用邻苯二甲酸二丁酯（DBP）作为增塑剂，BUNE作为键合剂，并选择增塑比为0.6时，高氯酸铵与PBT基体体系的结合能最高。通过接触角实验测试结果对计算结果进行验证，得到影响固体推进剂料浆中高氯酸铵与叠氮聚醚基体体系界面润湿黏附特性的主要因素及影响规律，为提高此类推进剂界面润湿黏附性与工艺性能提供指导。
采用力学万能试验机、扫描电镜等分析测试手段研究80 mm厚宽幅7B50-T7751板材不同宽度、不同厚度位置的组织与性能均匀性，并与7050-T7451板材疲劳性能进行对比与讨论。结果表明：宽幅7B50-T7751厚板力学性能优异，在L和LT方向上，1/2厚度的拉伸屈服强度分别达到568 MPa和545 MPa，抗拉强度分别达到612 MPa和591 MPa，压缩屈服强度分别达到575 MPa和587 MPa，L-T向与T-L向的断裂韧度达到30.16 MPa·m1/2和26.47 MPa·m1/2。宽幅厚板在不同宽度位置存在一定的各向异性，LT方向上的性能均匀性优于L方向。1/4厚度不同宽度位置性能无明显差异，1/2厚度宽度边缘位置性能优于宽度中心位置。1/4厚度未形成明显强织构，在1/2厚度宽度中心的主要织构为S织构和Brass织构，边缘的主要织构为R织构、S织构和Brass织构。在应力比为0.06时，宽幅7B50-T7751厚板的T-L向抗疲劳裂纹扩展速率性能优于同厚度7050-T7451板材，LT向光滑试样（K t=1）的疲劳极限低于7050-T7451板材约7.6%，缺口试样（K t=3）的疲劳极限高于7050-T7451板材约3.7%。
以氧化硼、氨气为反应原料，铁粉或镁粉为催化剂，采用球磨退火法制备了氮化硼纳米管，研究铁或镁含量变化对氮化硼纳米管形貌及产率的影响。结果表明：当氧化硼前驱体中不含催化剂时，可获得产率很低、均匀细小的氮化硼纳米管。适量铁可以起到良好的催化作用，退火后生成大量尺寸均匀的氮化硼纳米管。随着铁含量的增加，产物产率降低，形貌从尺寸均匀的氮化硼纳米管变为长短粗细都不均匀的氮化硼纳米管。当氧化硼与铁含量的摩尔比达到1∶1时，产物产率增加，形貌从表面光滑的氮化硼纳米管变为表面垂直生长大量氮化硼纳米片的珊瑚状氮化硼微纳米结构，其直径也明显增加。镁含量变化只对产物尺寸大小、均匀性及产率有所影响，对形貌没有明显影响。氮化硼纳米管的上述形貌和产率变化规律可以用气-液-固生长机理来解释。
扫描路径规划是激光选区熔化（SLM）增材制造技术的关键工艺策略，结合三维模型的显著结构特征实现工艺路径的规划，是改善零件成形质量的重要措施。提出了基于悬垂识别的SLM分区域路径规划方法，通过识别三维模型的悬垂特征区域，结合轮廓偏置算法实现成形区域的分割及扫描路径的规划。采用数值模拟与工艺实验相结合的方法，研究扫描线角度、层间旋转以及不同偏置距离等分区域路径规划参数对悬垂结构特征成形质量的影响规律。结果表明，当悬垂边偏置合理距离且该区域采用平行于悬垂边的扫描策略时，其悬垂边上的变形与残余应力最大可降低54%与73%。
合成一种基于动态亚胺键的自愈合氧化海藻酸钠-乙二醇壳聚糖水凝胶（OSA-GC），将海藻酸钠通过高碘酸钠氧化合成氧化海藻酸钠（OSA），并与乙二醇壳聚糖（GC）发生席夫碱反应制备具有不同交联度的自愈合OSA-GC水凝胶，研究GC的浓度对OSA-GC水凝胶的微观形态、黏弹性能、溶胀性能、自愈合性能、降解速率和体外药物释放性能的影响。结果表明：OSA-GC水凝胶具有多孔结构，通过控制OSA与GC的质量比，OSA-GC水凝胶的孔径处于50~280 μm；OSA-GC水凝胶的溶胀率在120 h达到溶胀平衡，溶胀率达到71.3~112.1。OSA-GC水凝胶在含有溶菌酶（10 mg/mL）的PBS中发生降解，在12天后OSA-GC水凝胶的质量损失达到43.1%~51.9%；在室温条件下，OSA-GC水凝胶在无外界刺激时2 h实现自愈合，负载吉西他滨的OSA-GC自愈合水凝胶对抗癌药物吉西他滨具有缓释作用，药物释放时间可达48 h，药物释放量达到72.6%~89.5%。OSA-GC自愈合水凝胶在药物载体领域具有较好的应用前景。
采用MYB-500高频高压摆动摩擦磨损试验机，对玻璃纤维织物增强聚四氟乙烯（GF/PTFE）自润滑复合材料进行全寿命磨损测试，研究材料自润滑性能和损伤特征，通过微观检测方法分析磨损产物和摩擦表面，探讨影响材料自润滑稳定性和寿命的关键因素。结果表明，GF/PTFE自润滑复合材料的寿命周期具有明显的阶段性特征，根据摩擦因数和磨损厚度变化可分为磨合、稳定及失效三个阶段。摩擦因数和摩擦温度的实时监测能够有效反映材料的自润滑性能及寿命阶段，磨损量的变化及磨损表面的分析则表明材料磨损具有显著的非均匀性。根据材料失效后的表面磨损机理推断，材料初始厚度的不均匀性对其磨损过程中损伤的不一致性及寿命具有关键影响。因此，通过改进固化工艺，能够有效延长材料寿命周期中的稳定阶段，提高材料使用寿命。
以Cr，Ni资源节约型含Sn铁素体不锈钢为研究对象，利用光学显微镜、电子背散射衍射、X射线衍射技术、室温拉伸试验、电化学腐蚀实验等手段，探究不同热轧工艺下实验钢的组织演变和性能变化趋势。结果表明：热轧终轧温度在940~730 ℃范围内，适当降低终轧温度对热轧退火板和冷轧退火板的晶粒有明显的细化作用，同时提高再结晶织构的取向密度，使屈服强度、抗拉强度、断后延伸长率等均显著升高；终轧温度为800 ℃时，实验钢的抗拉强度为509 MPa， 屈服强度为331 MPa，断后延伸长率达到最大值42%，同时获得了最大的杯突值和塑性应变比，具有最佳的力学性能。此外，适当降低终轧温度可提高点蚀电位和自腐蚀电位，同时降低腐蚀电流密度和腐蚀速率。终轧温度为800 ℃时，实验钢的点蚀电位最高， 腐蚀电流密度最小，腐蚀速率最低，耐腐蚀性能最佳。通过优化热轧工艺，含 Sn 铁素体不锈钢的性能较SUS430铁素体不锈钢显著提高。
基于不同导热填料的混杂协同和取向增强，先后经过静电纺丝氮化硼纳米片（BNNS）/聚偏氟乙烯（PVDF）薄膜、表面喷涂碳纳米管（CNT）以及多层薄膜热压的工艺路线，制备出高面内热导率且绝缘的BNNS-CNT/PVDF复合薄膜。静电纺丝技术使BNNS在PVDF薄膜中实现较好的面内取向，喷涂的CNT在薄膜层间构建高效的热传输通路，对相邻纤维膜中的BNNS具有桥接作用，从而促进面内导热网络的搭建，但仍能保持良好的绝缘性能。作为薄膜制备条件优化的结果，在BNNS填充量为30%（质量分数，下同）、CNT填充量为3%的BNNS-CNT/PVDF复合薄膜的面内热导率达到3.25 W·m-1·K-1，比纯PVDF提高了1104%，面外电导率低至2.09×10-12 S·cm-1。BNNS和CNT协同构建高效的导热网络，在BNNS填充量为5%时，3%CNT对BNNS/PVDF的增强效率高达52.2%。同时，该薄膜还具有良好的拉伸强度和柔韧性。
为了改善木聚糖基薄膜易吸湿和力学强度低的缺陷，针对性提出柠檬酸（CA）与硅烷改性木聚糖（MSMX）协同作用的制备工艺。采用（3-巯基丙基）三甲氧基硅烷（MPTMS）对木聚糖进行疏水改性，以柠檬酸作为交联剂或增塑剂，通过流延法制备硅烷改性木聚糖（MSMX）/聚乙烯醇（PVA）/柠檬酸（CA）复合膜，并研究CA含量对复合膜结构及包装性能的影响。结果表明：随着CA含量的增加，MSMX/PVA/CA薄膜的交联程度增强，内部结构变得更加致密，从而导致其力学性能和水蒸气阻隔性能显著增强，同时伴随着亲水基团的减少，复合膜的疏水性提高。当CA添加量为20%（质量分数）时，MSMX/PVA/CA薄膜的拉伸强度为41.8 MPa，水接触角为82°，水蒸气透过系数可达2.79×10-13 g·cm·cm-2·s-1·Pa-1，比不加CA降低了37.79%。CA的添加改善木聚糖基复合膜的阻湿性能和力学强度，使其在食品和药品包装领域具有潜在应用。
为改善磁制冷工质的制备工艺从而提高实用化进程，提出了一种室温下冷压塑性变形加速磁热相形成的方法。对La0.6Pr0.4Fe10.7Co0.8Si1.5合金的晶粒结构、相组成和磁热效应进行了系统的研究。结果表明，经过预变形，合金单位面积上晶粒数量增加且晶粒尺寸均匀，相比于未压缩样品，在相同条件下退火后磁热相比例增加。当压缩率为30%时，经3天的短时间退火后，1∶13相的比例可达92.68%（体积分数），明显高于未变形样品。30%预变形La0.6Pr0.4Fe10.7Co0.8Si1.5样品居里温度为289 K，在2 T磁场下磁熵变为-7.1 J/（kg·K），可作为室温区实用的磁制冷材料备选工质。
熔池监测是激光熔覆工艺优化的基础，对提高激光熔覆成形质量至关重要。针对激光熔覆工艺建立了熔池视觉监测系统，基于OpenCV软件库提出K-means图像分割与双阈值Otsu图像分割相结合的方法，实现熔池与羽流的准确区分，提取熔池轮廓几何特征的准确率高达95%。通过设计正交实验激光熔覆Ti6Al4V金属粉末，选取典型熔覆试样对熔池的宽度及形态变化进行时域分析，得到熔覆层的熔池波动规律。结果表明：熔池的波动频率和幅度受工艺参数及其组合的影响，并随熔覆的进行逐渐趋于稳定。熔覆过程中熔池的异常波动利于熔覆缺陷的定位和识别，有助于优化工艺路线。
随着物联网的发展，微型化自供电电子产品的快速发展和进一步微型模块化大大刺激了对微尺度的电化学储能装置的迫切需求。在各电化学储能装置中，基于平面图案形状的超级电容器在小型化和集成化等功能性特征上与现代电子产品高度兼容。本工作采用半导体制备技术与电流体喷印技术相结合的方法制备柔性3D叉指电极对称微型电容器，并采用富氧活性炭油墨进行3D喷印，通过调控优化电场强度、线宽、喷印层数等参数，制备3D叉指对称电极，采用电子散射能谱（EDS）、扫描电子显微镜（SEM）、流变仪、电化学工作站以及器件测试系统对材料、浆料以及微型电容器器件进行表征，探究材料以及浆料对3D叉指电容器性能的影响，结果表明：利用半导体和电流体喷印相结合工艺制备的3D叉指微型电容器具有优异的性能，其面积电容可以达到22.3 mF·cm-2，此外，通过封装优化，此器件在循环2000周次后可以实现96%的容量保持率。这种简易可控制的3D喷印技术为先进的微型化电化学储能器件提供了一种有效的制备途径。
