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天然材料的机械性能往往随着密度的降低而急剧恶化。轻质多孔材料面临着强度低、抗疲劳性能差等问题。通过结构优化设计构建轻质高强的力学超材料，有望改善多孔材料随密度降低而强度剧烈衰减的现象。通过优化多孔材料的结构设计，将多孔材料的功能作用和机械超材料属性的力学增强作用相融合，获得轻质弹性、耐用的陶瓷基复合材料并探究其多功能应用具有重要的研究意义。
中国科学院过程工程研究所开发出超细银钯纳米合金（图）
超细 银钯 纳米合金
2023/9/8
将电催化二氧化碳还原（eCO2RR）与可再生能源相结合，是解决气候问题和生产高附加值化学品的有力选择。中国科学院过程工程研究所研究员杨军团队与燕山大学教授王静，开发出超细银钯（AgPd）纳米合金，通过耦合它们边角原子丰富的优势和Ag/Pd原子组合效应调控eCO2RR中间产物吸附能力，实现高效eCO2RR转化生成一氧化碳（CO）。
中国科学院兰州化学物理研究所自润滑纤维织物复合材料研究取得进展（图）
自润滑 纤维织物 复合材料
2023/9/7
自润滑纤维织物复合材料作为自润滑轴承的组成部分，具有高承载、耐磨损和免维护等优点，被广泛应用于飞机起落架、襟副翼、旋翼系统等部位。
我国科学家实现高强韧水凝胶材料新突破
高强韧 水凝胶材料 生物材料
2024/1/15
水凝胶材料在生物医学领域展现了广阔的应用前景，成为当前最受关注的生物材料。然而水凝胶材料天生质弱，强度低、韧性差，成为限制其应用的瓶颈难题。尽管当前已有多种提升水凝胶力学性能的方法，例如双网络策略以及基于聚乙烯醇的结构优化策略，但这些方法无一例外涉及冗长制备流程或苛刻制备条件，限制了其临床转化应用。
近日，发表在《Nature Materials》上的一项题为“Rapid fabrication...
近期，中国科学院上海光学精密机械研究所激光智能制造技术研发中心研究员杨上陆团队，在金属-碳纤维复合材料异质接头激光辅助连接方面取得新进展。科研团队采用可调平顶矩形半导体激光作为热源，实现了高强钢与热塑性树脂基碳纤维复合材料的连接，阐明了异种材料界面热历史、界面成形机制与接头性能的关系，并提出了新型激光热输入工艺策略。
近日，上海科技大学物质学院凌盛杰、李健、刘一凡课题组开展了跨学科交叉合作，运用材料科学和合成生物学交叉手段，开发出装载有可基因编程微生物的活体水凝胶纤维，成果在线发表于国际学术期刊Advanced Materials。
中国科学院理化技术研究所关于强负面压缩性材料的研究获进展（图）
强负面 压缩性材料 等静压力
2023/8/29
在等静压力下沿着特定方向尺寸发生膨胀的现象称为负压缩。负压缩这一反常的应力——应变响应特性是压力调控结构获得新奇物性（如超导、压致荧光等）以及突破常规材料性能极限（如泊松比、压电系数）的重要手段。从维度上分类，负压缩可分为线（一维）、面（二维）和体（三维）。面负压缩是负压缩性的极限，具有最高的结构—性能调控维度。幅度和压力区间决定了压力调控的精度和压力范围，是面负压缩性的两大关键指标。在Lishi...
中国科学院物理研究所揭示相干声子驱动的谷间散射和拉比振荡（图）
相干声子驱动 谷间散射 拉比振荡
2023/8/30
二维过渡金属硫族化合物因能带具有多谷结构，赋予了电子谷自由度，因而成为研究多体相互作用的理想平台。作为退谷极化的主要机制，自由电子或束缚激子的谷间散射过程，对剖析激发态电子-声子相互作用和谷电子器件的设计和实现至关重要。目前，对谷间散射的理论和实验研究多基于热平衡态或准平衡态。而超短激光脉冲可驱动晶格和电子远离平衡状态，体系的超快动力学过程和基本机制尚不明确。
中国科学院国家纳米科学中心提出纳米材料医学功能预测的理论模型（图）
纳米材料 医学功能预测 理论模型
2023/8/25
中国科学院国家纳米科学中心研究员高兴发和中国科学院院士赵宇亮团队，通过多年的基础理论研究与迭代，在纳米生物效应的理论研究领域取得了系统的突破性进展。8月17日，相关研究成果以《实现纳米材料医学功能筛选的催化信号转导理论》（Catalytic Signal Transduction Theory Enabled Virtual Screening of Nanomaterials for Medic...
中国科学院金属研究所铝合金调幅分解研究获进展（图）
铝合金 调幅分解 中国科学院金属研究所
2023/8/24
通过各种各样的热力学非平衡过程（快速淬火、物理或者化学气相沉积、电沉积以及球磨等手段），可以形成过饱和固溶体从而调控金属材料的性能，但过饱和固溶体在热力学上处于不稳定状态。在加热或者塑性变形时，它将分解成热力学稳定相以降低体系的自由能。长久以来，稳定过饱和固溶体以防止其分解颇有挑战性，尤其是在具有互溶间隙的合金体系中，相分解将通过上坡扩散主导的调幅分解机制自发进行。
中国科学院植物研究所揭示泥炭藓湿地中的金属-有机碳保护机制
泥炭藓湿地 金属 有机碳 保护机制
2023/8/23
泥炭藓是一类重要富碳湿地（泥炭地）的旗舰物种。泥炭藓湿地是全球碳积累的热点区域。传统观点认为，泥炭藓湿地有机碳库以植物残体或颗粒有机碳（POC）主导。而作为更稳定的土壤碳库，矿物结合有机碳（MAOC）在泥炭藓湿地中的积累却未被关注。
科学家开发出原位合金化策略（图）
原位 合金化策略 质子交换膜 燃料电池
2023/8/23
构筑高活性质子交换膜燃料电池阴极氧还原催化剂并降低贵金属铂（Pt）的用量，一直是纳米催化剂材料领域研究的难点和热点。碳基过渡金属单原子催化剂（M-N-C）具有元素利用率高、本征活性强以及成本低、储量相对丰富的优势，在电催化氧还原反应过程中展现出独特的优势和广阔的应用前景。现阶段，M-N-C作为独立催化剂，在强腐蚀、高电位环境下的活性和稳定性尚不能满足燃料电池实际应用的指标需求。而已有研究证实M-N...
高锰酸钾（KMnO4）广泛用于医药消毒、水质净化、工业生产等领域，但过量摄入或排放会对人体及环境造成危害。因此，实现对微量高锰酸钾的超灵敏、特异性、快速检测具有重要意义。近年来，激发态分子内质子转移（ESIPT）类分子因具有大的斯托克斯位移、强的光稳定性、高的量子产率以及对周围介质的光敏感性等特点，被用于反应型荧光探针的设计。ESIPT探针的发光性能可通过溶剂氢键作用、分子异构化、介质酸/碱度和化...
中国科学院近代物理研究所纳米压痕测试研究取得进展（图）
纳米压痕 测试研究 伯克维奇压头
2023/8/22
近日，中国科学院近代物理研究所材料研究中心在纳米压痕测试方面取得新进展。研究发现，在进行纳米压痕测试时，使用不同的伯克维奇压头会导致试验结果不一致（除熔融石英外），并分析了造成这种情况的原因。相关研究成果发表在《材料研究与技术杂志》（Journal of Materials Research and Technology）上。
热电材料是能够实现热能和电能直接相互转化的新型能源材料，在低品位废热发电、固态制冷、深空探测、局域空间精准温控等领域有重要应用。较低的转换效率是制约热电材料应用的瓶颈，Bi2Te3基化合物是目前唯一规模化应用的近室温热电材料，热电发电转换效率仅有~7% 。Mg基热电材料Mg3Bi2-xSbx具有低成本和在室温工作区的高热电性能，有望取代Bi2Te3基化合物成为下一代室温商用化材料。确定Mg基热电材...