Journal of Materials Science - JMS Article Abstracts in Chinese: Volume 59, Issue 25
The Editors of Journal of Materials Science are pleased to present a selection of abstracts translated into Chinese.
揭示二维层状纳米材料在生物医学应用中的柔性电子特性：一项综述
Unveiling the properties of layered 2D-based nano-material flexible electronics in biomedical applications: a review
S. Preethi, Sony Varghese, Kunal Biswas & N. Vijayalakshmi
纳米材料是由柔性电子技术实现的尖端监测和诊断系统成功的关键，这些系统正在革新医疗保健系统。其中，具有出色特性的二维层状材料，包括高电导率、机械柔韧性、热稳定性和光学适应性，尤其突出。这些材料包括石墨烯和过渡金属硫属化物。这项全面的研究涵盖了这些纳米材料的制备和表征，以及它们在生物医学应用的柔性电子中的巨大潜力。二维层状纳米材料已经改变了医疗技术的面貌，提供了从可穿戴健康监测设备到植入式传感器的例子。这提高了设备性能和用户体验。在解决生物相容性和长期稳定性的同时，还需要处理道德和法律问题，这突显了在这个颠覆性领域中负责任的技术开发的重要性。这项研究揭示了二维层状纳米材料的非凡特性，将它们作为开发柔性电子的关键特性，有可能将病人护理和诊断提升到全新的水平。
评论：用于电磁干扰屏蔽的精细结构石墨烯材料的最新进展
Review: recent progress in fine-structured graphene materials for electromagnetic interference shielding
Wenzhe Cao, Yadong Yang, Guanyu Wang & Caichao Wan
随着对电磁污染的日益关注，开发先进的电磁屏蔽材料已经变得至关重要。石墨烯，一种多功能的二维材料，展现出了卓越的电性能和高比表面积，使其成为电磁屏蔽的理想选择。然而，由于强烈的范德华力，石墨烯片倾向于聚集，这阻碍了其导电性和屏蔽效果。这篇评论讨论了电磁屏蔽的基本理论，并讨论了各种制备石墨烯和将其组装成功能性二维和3D结构（如薄膜和泡沫）的方法。它还涵盖了具有独特结构（如核壳、三明治和仿生结构）的石墨烯基复合材料的开发，强调了石墨烯的结构、其复合材料和屏蔽性能之间的关联。目标是培养新的想法并提供技术见解，以推进石墨烯基屏蔽材料的发展。图形摘要
评论：纯净的无定形铁
Review: pure, amorphous iron
H. K. D. H. Bhadeshia
这是一篇关于纯净的玻璃态铁的评论，以纪念Kamanio Chattopadhyay教授的杰出职业生涯，特别是在高度亚稳态材料方面。评论涵盖了获取无定形铁的困难，已经产生了小颗粒或玻璃态铁薄膜的巧妙实验，以及估计过程参数和许多其他无序特性的模型。尽管并未完全理解，但突出了磁性属性。
40% Sn(II)替代的BaZr0.5Ti0.5O3钙钛矿的超结构反射，使用贝叶斯方法进行晶体学精修模型
Superstructure reflections in 40% Sn(II)-substituted BaZr0.5Ti0.5O3 perovskite modeled with a Bayesian method for crystallographic refinement
Rachel Broughton, Shaun O’Donnell, Eric Gabilondo, Ryan Newell, Paul A. Maggard & Jacob L. Jones
Sn(II)钙钛矿氧化物对于无铅铁电应用具有前景，因为Sn(II)与Pb(II)同电子，并预计会放大位移和极化。尽管通常难以合成，但最近报道了一种用Sn(II)替代Ba的亚稳态钙钛矿结构的钡锆钛酸盐。在目前的工作中，对40% Sn(II)替代的BaZr0.5Ti0.5O3进行了详细的结构分析，使用高分辨率同步辐射X射线衍射。随着锡的结构中的合并，立方钙钛矿的主要衍射峰持续存在。此外，在衍射模式的低2θ区域观察到超结构反射，其d间距是主要钙钛矿峰的倍数。这些超结构峰的起源归因于Sn和Zr/Ti阳离子的原子位移。应用贝叶斯推断方法对超结构衍射反射进行原子位移的精修，使用没有对称约束的超晶胞（即，P1对称设置）。在没有已知结构和对称性的情况下，贝叶斯方法允许同时精修所有原子位置，而不会收敛到不切实际的局部最小值，从而得到原子最可能的配置。通过精修解决方案，发现阳离子的位移导致从父立方钙钛矿结构产生对称破坏的畸变，可以使用具有铁电极化潜力的P1超晶胞进行建模。图形摘要
不同方法合成的CaZn2(OH)6·2H2O纳米粒子与其抗真菌活性的关系
Relationship of CaZn2(OH)6·2H2O nanoparticles synthesized by different methods with its antifungal activity
Montserrat Soria-Castro, Patricia Quintana, Susana De la Rosa-García, Stephania Lázaro-Mass, Mayra A. Alvarez-Lemus, Félix Maldonado-Desena & Sergio Gómez-Cornelio
近期的研究越来越多地关注通过各种方法合成纳米粒子（NPs），以确定这些过程如何影响其特性，从而影响其生物活性。通过溶胶-凝胶（CZ-SG）、水热（CZ-HT）和微波（CZ-MW）方法得到的钙锌氢氧化物二水合物（CaZn2(OH)6·2H2O）纳米粒子，被称为CZ，其性质通过XRD、SEM、TEM和BET分析进行了表征。不同的合成方法揭示了CZ纳米粒子的不同属性，包括晶粒尺寸（CZ-SG为72纳米，CZ-HT和CZ-MW为65纳米）和形态（CZ-HT为纤维状，CZ-SG和CZ-MW为球形团聚体）的变化。表面积分析显示所有合成方法的值都较低，其中CZ-HT的表面积最好（8.154平方米/克）。该研究还探讨了这些合成路径如何影响对石灰石文化遗产结构生物破坏相关的十四种真菌菌株的抗真菌效力。我们的结果突出了CZ-NPs的显著抗真菌活性，特别是通过CZ-HT方法合成的那些，它们显示出最有效的抗真菌作用，这一点通过最低抑菌浓度（MIC）和最低杀菌浓度（MFC）得到证实。这种效力归因于独特的纤维形态，这证明对真菌细胞增殖具有高度抑制作用。这些发现不仅推进了我们对CZ NPs介导的抗真菌机制的理解，也为文化遗产保护的有效保存策略的开发开启了新的努力。
基于过氧化物酶样Au@Pt/Fe-DACDs纳米酶级联反应的比色/SERS双模式葡萄糖检测
Colorimetric/SERS dual-mode sensing of glucose based on cascade reaction of peroxidase-like Au@Pt/Fe-DACDs nanozyme
Yutong Wang, Xiao Liang, Yiyiwu Lv, Xiao Li, Qinghai Xia, Dezhi Yang & Yaling Yang
本研究合成了掺铁多巴胺碳点(Fe-DACDs)作为还原剂和模板，混合金和铂纳米粒子(Au@Pt/Fe-DACDs)。具有核壳结构的Au@Pt/Fe-DACDs在生理pH值下显示出强烈的过氧化物酶(POD)-样活性。通过将Au@Pt/Fe-DACDs与天然葡萄糖氧化酶(GOx)结合，构建了一种用于人血清中葡萄糖的比色和表面增强拉曼散射(SERS)双模式检测系统。级联催化反应将葡萄糖转化为过氧化氢(H2O2)，然后，作为POD样纳米酶和拉曼增强剂的Au@Pt/Fe-DACDs将无色且弱拉曼活性的3,3′,5,5′-四甲基苄肼(TMB)氧化为蓝色且强拉曼活性的氧化TMB。葡萄糖的线性响应范围从0.02到1 mM，比色检测的检测限为2.3 μM，SERS传感器的线性响应范围从0.01 mM到0.7 mM，检测限为1.4 μM。成功地测定了人血清样品中的葡萄糖含量，恢复率良好，从97.6%到105.3%。总的来说，这些结果展示了一种基于SERS和比色双模式感测设计生物检测系统的新方法。
FeSiBCuNb粉末的粒度分布与软磁复合材料性能的相关性
The correlation between particle size distribution of FeSiBCuNb powders and properties of soft magnetic composites
Guibing Shi, Mingxu Wang, Mengrui Li & Li Wang
制备了五种不同粒度分布（PSD）的FeSiBCuNb软磁复合材料（SMCs）。通过使用对数分布宽度（Δ）和粒径（D50）分别量化了粉末的PSD。此外，还详细估计了粉末的涂层厚度（δ）和SMCs的密度（ρ）作为影响SMCs的渗透率（μe）和涡电流损失（Pe）的关键因素。结果显示，PSD对SMCs的ρ和μe有有效的影响。随着Δ的增加，SMCs的ρ和μe也增加。粉末表面的δ与D50正相关。损失分离的结果显示，总损失（Pcv）受到D50和Δ的影响。滞后损失和残余损失主导了Pcv，并与Δ密切相关，而Pe主要受D50的影响。本研究对于选择PSD制备SMCs具有指导意义。
优化高密度聚乙烯（HDPE）性能：利用硅藻土填料和创新的可逆交联反应剂（RXR）
Optimizing high-density polyethylene (HDPE) performance: utilizing diatomaceous earth filler and an innovative reversible crosslinking reaction agent (RXR)
Abdelbasset Abdessamed Reguig, Said Bouhelal & Rachida Doufnoune
本研究采用反应挤出法生产了含有不同比例硅藻土的高密度聚乙烯（HDPE）微复合材料，硅藻土既有未改性的，也有使用由硫、有机过氧化物和加速剂组成的新型可逆交联反应剂（RXR）改性的。使用扭矩流变仪进行动态流变分析，测量了系统的流变行为和交联反应。通过拉伸和冲击试验评估了系统的机械特性。使用差示扫描量热法和热重分析法分析了热特性，而使用宽角X射线散射、傅立叶红外变换和扫描电子显微镜分析了结构和形态特性。由于硅藻土的聚集和界面连接不足，HDPE树脂的机械性能降低，而热稳定性保持不变。此外，硅藻土的存在导致了结晶度和层片厚度的增加。RXR剂的添加改善了拉伸和冲击强度，这是由交联反应引起的。然而，它对结晶度和晶体大小产生了不利影响。机械、流变和结晶性能的分析表明，硅藻土的加入以及硅藻土-RXR剂的组合显示出作为HDPE添加剂的潜力。图形摘要
标准书写和打印纸张涂覆亚马逊Paricá纳米纤维和木薯淀粉交替层的机械和表面性能
Mechanical and surface properties of standard writing and printing papers coated with alternating layers of Amazonian Paricá nanofibrils and cassava starch
Mário Vanoli Scatolino, Rafael Rodolfo de Melo, Edgley Alves de Oliveira Paula, Maria Alice Martins, Gustavo Henrique Denzin Tonoli, Antonella Esposito & Lourival Marin Mendes
使用来自可再生资源的纳米结构材料可能是开发高质量低成本产品，帮助减少污染的关键。通过碱处理和漂白处理亚马逊Paricá硬木锯末（巴西林业产业的废弃物）获得纤维素纳米纤维（CNFs）。本研究评估了一个过程，该过程包括Paricá CNFs和木薯淀粉的交替层来涂覆标准的写作和打印（W&P）纸张，采用薄涂法，其中每个纸张样本的一面通过含有CNFs或木薯淀粉的悬浮液的表面，交替进行。然后将涂覆的样本与未涂覆的纸张在机械和表面性能方面进行比较。涂覆碱性CNFs的纸张的机械性能随着涂层数量的增加而呈下降趋势（从47到31 MPa）。与仅涂覆碱性和碱性漂白CNFs的样本相比，涂覆淀粉层的纸张的机械性能得到了改善。所有涂覆的样本都表现出对水降解的优秀抵抗力。对于涂覆单层碱性CNFs的样本，观察到最差的降解（4%）。当将糊化的木薯淀粉应用到纸张样本上时，无论表面上最终存在哪种类型的CNFs，都观察到表面润湿性的显著改善。总的来说，这些结果表明，使用糊化的木薯淀粉作为W&P纸张样本表面上连续CNFs层之间的交替层，可能有望改善其整体性能。
基于GN/柔性树脂复合材料的可穿戴柔性传感器的增材制造
Additive manufacturing of wearable flexible sensors based on GN/flexible resin composite materials
Yongxin Chang, Fuxi Liu, Deqiao Xie, Fei Lv, Dongsheng Wang, Zongjun Tian, Lida Shen & Jianfeng Zhao
随着科学理解的进步和对身体健康的日益关注，人们越来越认识到柔性传感器在监测人体健康和运动中的重要性。这项研究展示了一种高性能柔性传感器的开发，该传感器专为人体应用定制，利用了由石墨烯（GN）与感光树脂整合而成的复合材料。通过我们自家开发的3D打印技术，将这种复合材料制成了柔性传感器。研究结果表明，最佳GN含量为3 wt%的GN/TPU复合传感器，其电导率达到1.73 × 10–3m-1Ω-1；在0到45%的应变变化下，其灵敏度因子为0.82，且在49%的位置表现出显著的断裂伸长。此外，这些传感器展示出优越的耐久性和一致性，经受住了500个加载周期的测试而没有退化。通过在人体的多个区域部署这些传感器进行检测，进一步确认了这些传感器的实际应用。
原子尺度下SnPb合金界面损伤启动的研究：结构稳定性和缺陷-界面相互作用
Atomic scale investigation of interfacial damage initiation in SnPb alloy: structural stability and defect-interface interactions
Ruisi Xing, Changwei Wang, Wen Jiang, Yaxin Zhu, Kangning Han, Xin Liu & Chuantao Hou
在这篇论文中，我们通过分子动力学模拟在原子尺度上研究了SnPb合金界面损伤的启动。主要关注的是不同取向的Sn/Pb界面的结构稳定性，不同Sn/Pb界面中空位的形成能，以及位错与Sn/Pb界面之间的短程相互作用。结果揭示了所有四个Sn/Pb界面的界面能与Sn和Pb原子在界面附近的无序程度之间的关系，其中更规则的原子排列导致了较低的界面能。靠近Sn/Pb界面的空位形成能根据界面类型的不同而变化，尽管所有类型都有助于降低这些能量。此外，Sn/Pb界面对Pb和β-Sn相中的位错起到阻挡作用，同时导致Pb相中螺旋位错的交叉滑移。β-Sn相中的边缘位错在界面处引起显著的应变局部化，启动界面损伤和裂纹萌生。这些发现对于理解SnPb合金的损伤机制和推进高性能焊料的开发具有重要意义。
对晶体与非晶体CeO2粒子的比较性第一性原理分析：对化学机械平面化的启示
Comparative first-principles analysis of crystalline versus amorphous CeO2 particles: implications for chemical mechanical planarization
Sungwon Park & Jihoon Seo
基于密度泛函理论（DFT）计算，我们首先对晶体和非晶体形态的CeO2进行了详细的研究，评估了它们的结构、电子、机械和表面特性对化学机械平面化（CMP）的影响。我们探索了CeO2的原子结构，揭示了两种相中的不同原子配置和一致的键合。CeO2的晶体形态以1.84 eV的明显带隙和更高的刚度为特征，这一点通过178.10 GPa的体积模量得到证实。相反，CeO2的非晶体相具有较小的带隙，测量值为1.39 eV，并且刚度降低，体积模量为155.13 GPa，有利于减少CMP划痕。值得注意的是，非晶体CeO2更容易形成氧空位，导致Ce3+离子浓度更高，表面能量更低（0.92 J/m2），并且与SiO2的粘附力增强（粘附工作为0.73 J/m2），与晶体CeO2相比。我们的DFT计算揭示了非晶体CeO2的独特物理化学性质，如其较软的性质和更强的SiO2粘附力，为优化CMP过程提供了宝贵的见解。图形摘要
基于深度学习方法预测二维介观铝泡沫的压缩机械性能并进行反向结构设计
Prediction of the compressive mechanical properties and reverse structural design of two-dimensional mesoscopic aluminum foam based on deep learning methods
Weimin Zhuang, Enming Wang & Hailun Zhang
本研究引入了一种新颖的方法，建立铝泡沫介观结构特征与机械性能之间的联系。所提出的框架利用深度学习技术预测机械性能，并使铝泡沫的反向结构设计过程成为可能。通过表面扫描和图像识别方法获取铝泡沫的二维介观结构图像。基于实验和模拟，选择铝泡沫的压缩应力-应变响应来建立基本的机械性能数据集。利用二维卷积神经网络预测铝泡沫的机械性能，并使用条件生成对抗网络进行反向结构设计。建立了铝泡沫的双向高精度映射关系，将介观结构特征与机械性能联系起来。研究结果显示，建立的深度学习框架在前向预测和反向结构设计方面都表现良好。前向机械性能预测的误差百分比在3%以内，而由反向结构设计模型生成的结构的机械性能的误差百分比在4%以内。该框架使铝泡沫结构的高效准确的机械性能预测和反向设计成为可能。深度学习框架具有高工程应用潜力和可扩展性，扩大了深度学习在多孔材料领域的应用范围。
电化学表征电纺Co3O4/PAN基碳纳米纤维复合物用于超级电容器应用
Electrochemical characterization of electrospun Co3O4/PAN-based carbon nanofiber composites for supercapacitor applications
Dadaso D. Mohite, Sachin S. Chavan, P. E. Lokhande, Sumit Dubal, Vishal Kadam, Chaitali Jagtap, Udayabhaskar Rednam, Maruti Salve, N. B. Chaure, Bandar Ali Al-Asbahi & Yedluri Anil Kumar
超级电容器（SCs）由于其出色的功率输出和快速充放电能力，对未来的能源存储系统具有引人入胜的潜力。然而，其能量密度仍然是其普遍使用的障碍。本研究调查了嵌入氢氧化钴（Co(OH)2）纳米粒子（NPs）的电纺聚丙烯腈（PAN）纳米纤维（NF）复合物的电化学性质，用于SC电极。CNFs的合成涉及电纺装载Co(OH)2前驱体的PAN溶液，然后进行热处理以增强结构完整性和电化学性能。通过不同的表征方法进行了复合纤维的晶体学和形态学研究。通过CV、GCD和EIS测量评估了Co3O4/PAN CNFs基复合电极的电化学性能，揭示了它们适用于SC应用的适宜性。研究发现，Co3O4NPs在PAN NFs中的协同效应有助于提高特定电容、循环稳定性和速率能力，从而为开发高性能SCs提供了重要的前景。使用PVA/KOH凝胶电解质构建了Co3O4/PAN CNFs//AC设备，该设备在功率密度为1000 Wkg−1时显示出11.19 Whkg−1的能量密度。该设备在100 mVs−1下经过3000个周期后，电容保持率为69%，显示出强大的循环稳定性和电化学可逆性，这对实际应用至关重要。
通过在全无机钙钛矿太阳能电池中插入NaSCN来钝化ZnO和CsPbBr3的界面缺陷
Passivation of interfacial defects of ZnO and CsPbBr3 by inserting NaSCN in all-inorganic perovskite solar cells
Yiheng Yuan, Li Yang, Xishun Peng, Qixin Chen, Xinghua Li, Cheng Zuo, Zhangyu Zhou & Zhongchen Bai
在这里，我们通过在ZnO电子传输层和CsPbBr3层之间插入一个NaSCN层来钝化ZnO/CsPbBr3的界面缺陷，以提高ZnO/CsPbBr3/碳结构太阳能电池的光电转换效率。添加NaSCN优化了ZnO表面的形态，有效地减少了粗糙度。此外，钝化的ZnO电子传输层提高了CsPbBr3薄膜的沉积质量，减少了ZnO电子传输层和CsPbBr3层之间的界面缺陷，抑制了非辐射复合，从而提高了设备的光伏性能。SCN-和Na+离子的协同钝化在获得高质量的CsPbBr3薄膜以提高设备的功率转换效率（PCE）中起着重要的作用。此外，经过钝化的太阳能电池在空气中和室温下放置1000小时后，其稳定性比原始电池更长。
使用羟基磷灰石纳米粒子修饰的铅笔石墨电极对microRNA-200c-3p进行阻抗监测
Impedimetric monitoring of microRNA-200c-3p using hydroxyapatite nanoparticles modified pencil graphite electrodes
Gulsah Congur & Arzum Erdem
监测miRNA-200c-3p非常重要，因为它可能成为呼吸系统疾病（包括COVID-19和癌症）的重要生物标志物。尽管监测microRNA的重要性，但对miRNA-200c-3p的监测研究很少，而且羟基磷灰石纳米粒子（HaNP）在miRNA生物传感器中的应用非常有限。本研究旨在利用HaNPs的优势特性，开发一种强大的策略来检测microRNA-200c-3p，以填补这一空白。首先，HaNPs被修饰在铅笔石墨电极（PGEs）的表面。随后，在溶液相中进行了磷酸标记的miRNA-200c-3p特异性DNA探针与其互补RNA靶标的杂交。DNA-RNA杂交形式被固定在HaNP-PGEs的表面，然后进行阻抗测量。在杂交和实验条件优化方面，对电荷转移阻抗值（Rct）的变化进行了评估。在磷酸盐缓冲溶液（PBS，pH 7.40）中，检测限（DLs）被计算为0.12 µg/mL（16.19 nM），在合成血浆中为0.31 µg/mL（41.82 nM）。开发的生物传感器的选择性针对miRNA-200c-5p和miRNA-141-3p进行了测试。结果表明，这将在早期诊断许多严重疾病方面，对公共卫生带来显著改善。
构建一维pn异质结TiO2/CuO复合材料的分级结构及其对大肠杆菌的双重高效灭活
Construction of one-dimensional pn heterojunction TiO2/CuO composite with hierarchical structure and its dual efficient inactivation of Escherichia coli
Xiaofeng Dong, Junwei Huang, Haiqing Li, Changchun Ge & Xiaona Ren
光催化抗菌是一种有前景的先进氧化抗菌技术，可以利用太阳能实现抗菌功能。然而，由于日夜变化的影响，光催化抗菌在实际应用中无法保持连续的抗菌效果。因此，我们设计并制备了一种具有双重灭活大肠杆菌功能的TiO2纤维与CuO粒子（TiO2/CuO）pn型异质结，用于水处理。通过HRTEM、FESEM、UV-Vis和光电化学测试，确认了pn异质结的形成及其电荷分离和转移的高效率，同时系统研究了在可见光照射下异质结的电荷分离过程。结果显示，TiO2/CuO复合材料在暗环境下10分钟的抗菌率为64.7%。相比之下，在光照条件下，抗菌率可以在10分钟内达到96.2%，在20分钟内达到100%。这项研究对推进pn异质结的构建具有前景，并为减少光催化抗菌对光的依赖提供了新的见解。
热稳定纳米晶体铂金的辐射不稳定性
The radiation instability of thermally stable nanocrystalline platinum gold
Ryan Schoell, Christopher M. Barr, Douglas L. Medlin, David P. Adams, Yasir Mahmood, Fadi Abdeljawad & Khalid Hattar
最近经过实验验证的合金设计理论已经展示出对热诱导晶粒生长稳定的纳米晶体二元合金。一个尚未解决的问题是，这种热稳定性是否也能转化为辐射稳定性。在这项研究中，我们研究了一种已知在之前的研究中热稳定的纳米晶体铂金合金对重离子辐射的反应。在室温和高温下对纳米晶体铂和铂金薄膜进行了重离子辐射。使用配备能量散射光谱和自动晶体学取向映射的扫描/透射电子显微镜，我们观察到与控制区域相比，辐射区域的晶粒生长显著，以及在这些条件下的成分重新分布，并讨论了这种不稳定性的基础机制。这些发现强调，晶界对一个外部刺激（如热）的稳定性并不总是能转化为对其他刺激（如位移损伤）的晶界稳定性。
NdFeB永磁体表面的Ni-P-GO-Y复合涂层的抗腐蚀行为和增强的耐磨性
Anticorrosion behavior and enhanced wear resistance of Ni–P–GO–Y composite coating on the surface of NdFeB permanent magnet
Wenkai Zhao, Lunliang Zhang, Hongrui Zhao, Chengzong Yuan, Jingmin Yan, Zhengchen Li, Lei Xin, Conghui Li, Fuling Wu, Shufeng Ye & Xiaomeng Zhang
烧结NdFeB因其优异的磁性能而广泛应用于各种工业应用，但其易腐蚀性限制了其应用。在这项研究中，通过Hummer方法制备了GO粒子，并通过简单的共沉淀反应进行修饰，得到了层状GO-Y粒子，这些粒子被添加到电镀溶液中，并电沉积在NdFeB表面，得到了Ni-P-GO-Y复合涂层。微硬度摩擦-磨损测试数据显示，Ni-P-GO-Y复合涂层的摩擦系数比Ni-P涂层降低了0.2，磨损量从6.0减少到1.1 mg，微硬度从616.91增加到1733.09 HV。电化学测试的腐蚀阻抗数据（Rp）显示，Ni-P-GO-Y复合涂层的腐蚀阻抗几乎比Ni-P涂层好70倍，而盐雾腐蚀阻抗时间从6小时增加到120小时。因此，Ni-P-GO-Y复合涂层是保护金属表面的非常有前景的材料。这项研究创新了利用稀土元素保护稀土材料的策略，提供了更持久的解决方案，并为稀土资源的应用开辟了新的方向。
在定向凝固的高温合金中发现了晶界的各向异性兼容性
The finding of anisotropic compatibility of grain boundaries in a directionally solidified superalloy
Yuanguo Tan, Weiwei Zhang, Nong Gao & Philippa Reed
在定向凝固的高温合金中，当加载与晶粒生长方向（L样品）或横向（T样品）对齐时，发现了晶界（GBs）的各向异性兼容性。通过使用两个开发的模型计算GBs的参数m'，显示出L样品中GBs的更大兼容性。第一个模型考虑了理论情况，即晶粒沿着完美的[001]方向生长，计算了所有种类的方向差异的相邻晶粒之间的兼容性。第二个模型，被称为Schmid因子容忍模型，考虑了由于晶粒生长方向偏离[001]方向在真实微观结构中引起的不对称滑移系统的影响。通过疲劳测试实现了模型的验证，证明了其解释和预测晶界裂纹起始行为的能力。结合疲劳测试来说明L和T试样的各向异性断裂行为，显示出晶间裂纹更有可能出现在兼容性差的T试样中，这证明了Schmid因子容忍模型预测晶间裂纹的能力。
通过机械合金化对Eurofer钢的晶粒尺寸进行操控
Grain size manipulation of the Eurofer steel via mechanical alloying
Hynek Hadraba, Ludek Stratil, Filip Siska, Zdenek Chlup, Jan Cizek, Michal Jambor & Luca Bertolla
Eurofer钢已被开发为未来核聚变电厂的参考结构材料。该钢的常规变体是通过铸造和锻造均匀化生产的。增强钢的主要方法是通过细化马氏体晶粒。为此，有几种常规的晶粒尺寸减小策略可供选择，如热轧、冷轧或多次正常化。使用添加技术从粉末中生产Eurofer钢的替代方法失去了控制烧结钢晶粒尺寸的重要工具。本研究关注的是使用粉末冶金方法，结合机械合金化和火花等离子烧结，制备铁素体-马氏体Eurofer钢。合金化过程产生了四个具有不同粉末粒子尺寸分布的部分。微观结构分析揭示了由原始粉末粒子尺寸影响的生产钢的晶粒尺寸变化，影响拉伸强度和延展性。此外，该研究探讨了粉末粒子尺寸操控对晶粒尺寸和机械性能的影响，证明了其在细化Eurofer钢微观结构方面超越传统正常化方法的有效性。研究结果表明，粉末冶金允许对晶粒尺寸进行精确控制，提供了一种灵活的方法来定制Eurofer钢的机械性能。图形摘要
高熵十角形准晶近似微柱的微观结构和热稳定性
Microstructures and thermal stability of high-entropy decagonal quasicrystal approximant micropillars
Tiantian Zhang, Shuzhao Huang, Leilei Chen, Ningning Shen, Li You, Xidong Hui & Zhanbing He
通过熔融旋铸在Al20Si20Mn20Fe20Ga20高熵合金中制备了准晶近似物的平行微柱，并通过扫描电子显微镜观察了它们的微观形态。与传统的准晶系统不同，其中十角形棱柱的晶体结构是十角形准晶，这里报告的微柱的晶体结构通过透射电子显微镜被确定为正交的（1/0，2/1）准晶近似物（a= 0.73 nm，b= 1.23 nm，c= 2.24 nm）。微柱的横截面结构由多个孪生的（1/0，2/1）近似物领域或（1/0，2/1）和缺陷的（1/0，2/1）准晶近似物的交替拼接组成。也研究了微柱经过热处理后的热稳定性和微观结构演变。同时，还表征了微柱的纳米力学性能。
Sr对再生Al-Si-Cu合金中富Fe的金属间化合物的影响
Effects of Sr on Fe-rich intermetallics in recycled Al–Si–Cu alloys
Quan Li, Junsheng Wang, Chengpeng Xue, Yisheng Miao, Qinghuai Hou, Xinghai Yang, Yanan Meng, Zhihao Yang, Guangyuan Tian, Hui Su & Xingxing Li
Sr已被广泛用于将多面体针状共晶Si转化为纤维状Si颗粒，用于生产由Al-Si-Cu合金制成的汽车发动机、活塞和轮子。然而，其在再生Al-Si-Cu合金中的应用尚未被详细研究，特别是如何将针状富Fe的金属间化合物转化为较少有害的相。在这项研究中，通过使用X射线计算机断层扫描（XCT）以微米级分辨率，量化了微量添加0.015和0.03 wt% Sr的影响。研究发现，由于添加0.015 wt% Sr，一半的针状β-Fe金属间化合物已转化为紧凑的α-Fe相。将Sr水平进一步提高到0.03 wt%导致大部分针状相转化为较少有害的晶体结构，包括纤维状Si和块状α-Fe，从而使得延伸率增加了90.47%。此外，第一性原理计算显示，Sr对空位和界面有强烈的亲和力，阻止了共晶Si和孔隙的成核。因此，孔隙数密度从274.72降低到91.26 mm−3，共晶Si数密度从13,061.27增加到42,449.13 mm−2。第一性原理计算和块状富Fe金属间化合物替代针状形态作为Sr添加量的函数的量化揭示，Sr-Al-Si在低界面能量α-Al/Fe富金属间化合物界面的共聚使Fe在高温下沿多面体平面的扩散路径被切断，促进了沿高米勒指数平面的交替堆叠序列的孪晶。
4D打印的PLA-PETG聚合物混合物：热性能、机械性能和形状记忆性能的全面分析
4D-printed PLA-PETG polymer blends: comprehensive analysis of thermal, mechanical, and shape memory performances
Karima Bouguermouh, Mohamed Habibi, Luc Laperrière, Zeshi Li & Yasmine Abdin
本文研究了3D打印的聚乳酸（PLA）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PETG）及其混合物的热性能、机械性能和形状记忆性能，以期在4D打印中找到潜在的应用。差示扫描量热法揭示了PLA-PETG混合物的玻璃转变温度有明显差异，证实了它们的不相溶性。PETG的加入改变了PLA的晶体结构，使其行为从脆性转变为韧性。这证实了PETG作为一种有效的增塑剂的功能。拉伸强度和杨氏模量受材料组成和打印方向的影响。结果显示，75%的PLA和25%的PETG混合物的机械性能优于其他聚合物混合物。形状记忆实验显示出异常的固定率和恢复率，达到100%，其中75%的PLA混合物在15个周期中表现出优异的性能。这些发现，结合对编程温度影响的深入理解，为设计具有形状记忆属性的4D打印结构提供了宝贵的视角，解锁了在多个领域的创新应用。图形摘要
通过双金属化学镀增强棉织物的空气稳定性和导电性
Enhancing air stability and conductivity of cotton fabrics through dual-metal electroless deposition
Muhammad Yousif, Meiling Zhang, Abdual Rauf Shaikh, Bilqees Hussain, Talha Khan, Sadam Hussain, Ghulam Mustafa & Mujahid Mehdi
本研究介绍了一种新颖的双金属化学镀（ELD）技术，用于制造具有优越空气稳定性的高导电棉织物。铜（Cu）和镍（Ni）被镀在具有不同编织设计（平纹和网状）的棉织物上，以研究金属类型和织物结构对导电性和稳定性的影响。每个制造步骤包括预处理过程，硅烷化，聚合，和ELD，通过水接触角测量验证成功。表面形态和元素映射结果确认了金属的均匀沉积，而XPS和XRD分析提供了详细的化学成分和晶体结构信息。研究发现，虽然铜沉积织物展示出优秀的初始导电性，但它们的空气稳定性较差。镍沉积织物显示出改善的空气稳定性，进一步受到织物的编织设计（平纹和网状）的影响。值得注意的是，这项创新的双镍-铜沉积策略显著增强了铜涂层织物的空气稳定性，同时保持了高导电性。图形摘要