Journal of Materials Science - JMS Article Abstracts in Chinese: Volume 59, Issue 26
The Editors of Journal of Materials Science are pleased to present a selection of abstracts translated into Chinese.
基于建立超合金在原始和退化条件下蠕变性能之间的相关性的蠕变破裂寿命预测方法
Creep rupture life prediction methodology based on establishment of the correlations between creep properties of superalloy in virgin and degraded conditions
Zishu Sun, Xiangwei Jiang, Weiwei Zheng, Qiang Feng, Dongpo Jiang, Li Wang, Jiasheng Dong & Langhong Lou
在本研究中，通过建立原始材料的优化Larson-Miller模型作为标准热处理和在不同热暴露温度下的退化材料之间的相关性，开发了蠕变破裂寿命预测方法。数据分析和计算使用了经典的Larson-Miller方程，其中选择了不同的参数C值作为最优的Larson-Miller常数C和方向固化的CM247LC超合金在850°C、900°C和1000°C的热暴露后的原始和退化条件的最优拟合公式。进一步，已经建立了CM247LC超合金在原始和退化条件下的蠕变性能之间的相关性，基于此，可以实现原始合金的蠕变破裂寿命和CM247LC在退化条件下的剩余寿命之间的相互推断。
关于激光诱导合成石墨烯及其在传感器中的应用的综述
A review on the laser-induced synthesis of graphene and its applications in sensors
Xiaohui Ye, Zhiyuan Yang, Xi Zheng, Hao Qiang, Miaomiao Wei, Yurong Li, Mengzhen Chen & Nengneng Luo
由于其独特的零带隙、单层结构和出色的性能，石墨烯已经吸引了十多年的研究兴趣。在石墨烯研究的上游，激光制造以其高能量密度、非接触性质和效率，已经被众多学者广泛研究，以制造或操控石墨烯。在应用领域的下游，石墨烯在能源、散热、医药和传感器等行业展示了实质性的实际应用。虽然已经存在关于石墨烯上游合成和下游应用的综述，但是目前还缺乏一个全面的概述，专门关注激光与石墨烯之间的交互作用以及它们在传感领域的影响。本文通过总结各种准备石墨烯的方法，如激光直接写作、激光辅助化学气相沉积和激光还原氧化石墨烯，并回顾了这些方法在传感器领域的应用，以填补这一空白。本综述展望了基于石墨烯的传感技术的充满希望的未来。
一篇评论：当前用于开发可穿戴人工肾脏的尿素吸附剂
A review: current urea sorbents for the development of a wearable artificial kidney
Yiheng Huang, Hong Zhang, Xiaorong Yang, Qin Chen, Wei Zheng, Jia-Wei Shen & Yong Guo
可穿戴人工肾脏（WAK）作为治疗终末期肾病（ESRD）的潜在替代方案，具有巨大的前景，它能为患者提供更长时间和更频繁的透析，而且设备体积小巧。然而，开发实用的WAK的一个关键挑战在于确保充分去除尿素，这是ESRD的一个关键废物。目前开发的尿素去除技术包括尿酶的酶解，电氧化和吸附系统。其中，利用基于吸附的策略进行尿素去除是WAK设计中的一个有前景的方法。本文回顾了过去五年中各种吸附材料，包括无机基吸附剂和有机基吸附剂。无机基吸附剂包括活性炭，硅石，沸石，MXene，石墨烯/氧化石墨烯和富勒烯，而有机基吸附剂包括壳聚糖，分子印迹聚合物，淀粉，纤维素和金属有机框架。此外，还讨论了关于未来研究方向和WAK尿素吸附剂开发的深入观点。图形摘要
2-D支持基纳米复合材料用于药物电催化检测的评述
Review of 2-D support-based nanocomposites for electrocatalytic detection of pharmaceutical drugs
Chellapandi Bhuvaneswari & Sundaram Ganesh Babu
药物总是人们所渴望的。当药物的摄入量超过规定的数量时，就会变成毒药，这意味着任何事物的过量都是有害的。科学界一直在努力监测有毒和有害的化学物质、微生物、气体和辐射，以保护公众健康和环境。因此，我们关注二维（2-D）纳米材料，如石墨烯[氧化石墨烯（GO）和还原氧化石墨烯（rGO）]，石墨氮化碳（g-C3N4）和六方硼化氮（h-BN）在材料科学领域迅速引起了人们的关注，因为它们具有独特的化学、机械和物理性质，用于监测环境和健康状况。利用这些2-D纳米材料，人们对创建电化学传感器以检测各种化学和生物物质的兴趣日益增强。在这篇评述中，我们强调了使用电化学传感器识别环境中致命的药物污染的最新进展，这些污染对环境和人类健康构成了严重的问题，利用石墨烯，g-C3N4和h-BN。对于进一步的发展，我们讨论了与基于2-D材料的传感器创建相关的约束、前景和困难。此外，未来的视角考虑了将2-D支持的纳米材料基传感器从实验室转移到市场的困难。图形摘要
使用草酸铜前驱体合成高长径比铜纳米线
Synthesis of high aspect ratio copper nanowire using copper oxalate precursor
Yu-Kyung Kim, Young-Jin Yu, Sang-Ho Kim & Jea-Young Choi
近期，金属纳米线作为一种新型导电材料，被广泛应用于各种电子设备中，而且由于其高电导率和低成本，铜纳米线受到了大量关注。在这份报告中，我们介绍了一项研究，该研究使用草酸铜作为铜前驱体，合成了高长径比和高产量的铜纳米线，这与传统方法有所不同。草酸铜能够通过生成CO2气体作为反应副产品，从而在合成过程中最小化反应溶液的组成变化，这种气体在铜纳米线的合成过程中易于去除，有助于促进均匀和高长径比铜纳米线的合成。在这项工作中，我们成功地证明了草酸铜的高还原温度，250°C，被认为是草酸铜作为铜前驱体应用的主要限制因素，可以通过在反应溶液中添加抗坏血酸有效地降低到160°C，从而产生铜离子。此外，我们还引入了PVP和NaCl作为合成高长径比铜纳米线的包覆和介质剂，并研究了每种剂的效果，以确定最佳添加条件。在这项研究中，我们进行了各种物理和化学表征，包括场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、能量色散X射线光谱仪、聚焦离子束、场发射扫描透射电子显微镜和选区电子衍射分析，以分析和评估合成的铜纳米线，成功地证明了我们的新方法能够产生高长径比的铜纳米线，长径比为413，直径为189纳米，长度为78微米，具有{110}取向生长。此外，我们还实现了高合成产率，94%，这是以纳米线密度数量计算的。据我们所知，这是首次通过应用草酸铜来合成铜纳米线的研究，我们相信这将在未来具有作为一种低成本、高产量和均匀铜纳米线合成技术的巨大潜力。
通过种子生长中的反应动力学调节复合胶体粒子形态
Modulating composite colloidal particle morphology by reaction kinetics in seeded-growth
Firdavsi Tursunov & Dong Qiu
本文对复合胶体粒子的种子介导生长进行了系统的研究，展示了一系列受控的大小和形态。我们开发了一种简便的方法，通过改变TiO2和SiO2胶体粒子生长过程中的溶剂组成，来调节种子生长中复合粒子的形态。在活性种子表面上生长惰性纳米粒子时，观察到了核壳型形态。相反，活性纳米粒子促进了各向异性纳米粒子的生长。我们的实验还证明，通过改变前驱体的浓度，可以调节纳米粒子的生长大小。我们得到了两种具有不同大小的纳米粒子：较大的粒子和较小的粒子，后者来源于二次形成。种子纳米粒子中观察到的各种形态证实了我们关于种子生长的假设的适用性。
氮化硼对三聚氰胺-尿素-甲醛/石蜡微胶囊热性能的影响以及其在热管理中的应用
Effects of boron nitride on the thermal properties of melamine–urea–formaldehyde/paraffin microcapsules for thermal management
Shenjie Han, Jian Zang, Qingyun Ding, Jin Wang, Jingpeng Li & Yun Lu
本研究旨在探索由六方氮化硼（h-BN）与苯乙烯/马来酸酐混合稳定的皮克林乳液，并制备三聚氰胺-尿素-甲醛（MUF）/石蜡微胶囊用于热管理应用。通过激光衍射粒度分析仪和透射电子显微镜分别观察了h-BN的粒度分布和形态。采用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅立叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪和热重分析仪来确定不同h-BN剂量的MUF/石蜡微胶囊的形态、晶体学、化学成分、相变性能和热稳定性。研究发现，0.05克的h-BN剂量可以实现58.08%的包封率，107.90焦耳/克的熔化热和107.70焦耳/克的结晶热。当MUF/石蜡微胶囊应用于硫酸钙二水合物（CS）时，CS/MicroC01在建筑物的热管理中展现出高潜力。
基于氘氧化氯化镉（CdDOCl）与活性炭的混合材料的超级电容研究
Supercapacitive studies of hybrid materials based on cadmium deuteroxide chloride (CdDOCl) with activated carbon
Peeyush Phogat, Shreya, Ranjana Jha & Sukhvir Singh
本研究调查了氘氧化氯化镉（CdDOCl）作为电化学双层电容器（EDLCs）潜在电极材料的形态和微观结构属性。样品CCDO1、CCDO2和CCDO3经过先进的表征技术，以阐明它们对EDLC应用的适用性。形态分析揭示了CCDO1和CCDO2中的核壳结构，而CCDO3展示了纳米棒。高分辨率TEM成像显示了合成材料存在晶格条纹，表明形成了CdDOCl。电化学分析，包括循环伏安法（CV）和恒流充放电（GCD），突出了CdDOCl的电化学性能。样品CCDO1通过CV曲线计算的比电容为42 F/g，而在经过10,000个周期后，通过GCD曲线计算发现其增加到250 F/g。样品CCDO2和CCDO3的比电容分别为16和18 F/g。这些样品比电容的减少可能是由于核壳粒子数量较少和通过BET分析观察到的活性表面积减少。阻抗结果进一步证实了这些发现，证明了这些材料适合作为EDLC电极。总的来说，这些结果强调了CdDOCl作为高性能EDLC电极材料的潜在候选者，对推进能源存储技术有重要意义。
粒子表面改性对软磁Fe@SiO2复合材料和Fe压实体磁性行为的影响
Effects of particle surface modification on magnetic behavior of soft magnetic Fe@SiO2 composites and Fe compacts
Robert Maciaszek, Peter Kollár, Zuzana Birčáková, Martin Tkáč, Ján Füzer, Denisa Olekšáková, Dominik Volavka, Tomáš Samuely, Jozef Kováč, Radovan Bureš & Mária Fáberová
该研究旨在评估Fe粉末表面改性对软磁压实体和复合材料磁性行为的影响，可能增强其性能。铁磁粒子表面的平滑导致所有研究类别中总能量损失的减少（最大为11%，对于小的，63-125μm粒子基础退火Fe压实体，最大感应0.5T和频率100Hz），以及特定电阻率的部分增加（最大为47%，对于小粒子基础Fe@SiO2复合材料）和共振频率（最大为48%，对于大的，200-400μm粒子基础Fe@SiO2复合材料），以及矫顽力的部分减少（最大为14%，对于小粒子基础退火Fe压实体）。去除表面不规则性对最大总导磁率产生了负面影响（最大下降28%，对于大粒子基础Fe@SiO2复合材料），这是由于内部退磁场的增加。应用Bertotti理论进行损失分离，我们得到了损失组分的参数，并假设使用同时活动的磁性对象作为预测因子的畴结构。观察到的总损失减少源于活动磁性对象数量的显著增加，从而促进交流磁化反转，使得畴壁位移伴随着较低的能量损失，表现为过剩损失组分的减少（最大为61%，对于小粒子基础Fe@SiO2复合材料）。
载醌多酚的聚乙烯醇/明胶纳米纤维涂层在Ti-6Al-4V骨植入物上的开发，具有改善的抗菌和生物活性特性
Development of Quercetin-loaded polyvinyl-alcohol/gelatin nanofibrous coating over Ti–6Al–4V bone implant with improved antibacterial and bioactive characteristics
Sovan Dey, Amit Kumar Singh, Soumya Shuvra Smita, Amit Biswas & Sachin Kumar
骨伤的发病率的增加提高了对基于钛的骨科植入物的需求，然而，植入物相关的感染和松动仍是骨科手术中植入物失败的重要因素。本研究使用双向策略解决了Ti-6Al-4V骨科植入物无菌和感染松动的问题，该策略是在Ti-6Al-4V表面开发具有同时抗菌和诱导骨形成性质的细胞外基质(ECM)模拟电纺纳米纤维涂层，该涂层由聚乙烯醇(PVA)-明胶-醌多酚(PGQ)组成。在Ti-6Al-4V上的PVA-明胶(PG)混合物的聚合物纳米纤维涂层显示出ECM模拟形态，通过SEM确认，并根据ASTM D3359:3B在植入物表面具有理想的强粘附性。通过FTIR和接触角测量进行的涂层纳米纤维的理化表征确认了在Ti-6Al-4V表面存在亲水性PG涂层。在PG纳米纤维中加入醌多酚，一种具有良好抗菌和骨形成潜力的天然多酚，并在Ti-6Al-4V上涂层， imparted antibacterial and osteogenic properties. 醌多酚载荷的PGQ纳米纤维显示出双相释放模式，植入物表面的醌多酚的初始爆发释放提供了对早期金黄色葡萄球菌(S. aureus)感染的必要保护，而从Ti-PGQ植入物中稳定控制释放的醌多酚支持碱性磷酸酶(ALP)活性和骨细胞的Ca-P矿物沉积。0.1%(w/v)的醌多酚浓度显示出与0.05和0.2%浓度相比的整体最佳细胞反应。这些发现反映了在使用醌多酚载荷的纳米纤维涂层Ti-6Al-4V以可能降低骨组织工程中无菌和感染松动风险方面取得了实质性的进展。图形摘要
对Sb、Te共掺杂Bi2Se3多晶体的热电性能的全面实验和DFT分析
A comprehensive experimental and DFT analysis on thermoelectric properties of Sb, Te co-doped Bi2Se3 polycrystals
Suchitra Puthran, Ganesh Shridhar Hegde, A. N. Prabhu, Vikash Mishra, Tzu-Yi Yang & Y. K. Kuo
由于铋的碲化物和硒化物在低温范围内广泛用作制冷应用的热电材料，因此我们共同努力提高ZT，通过在阳离子端用锑（Sb）和在阴离子端用碲（Te）共掺杂原始的Bi2Se3。双重烧结固态反应法用于制备Bi2Se3和(Bi1−xSbx)2Se2.7Te0.3多晶颗粒，其中x= 0.02、0.04和0.06。样品呈菱形结构，空间群为R$$\overline{3 }$$3¯m。FESEM和EDAX分析用于确认产生的样品的表面形态和元素组成。原始和共掺杂样品的热电测量由物理性质测量系统进行，同时观察到Sb掺杂0.02的Seebeck系数增加了− 115 µV/K，这是原始的4.2倍（S = − 28 µV/K）。高浓度掺杂（x= 0.04、0.06）并未反映出任何Seebeck系数的提高。相反，在低温范围（< 50 K）观察到x= 0.06掺杂浓度的最低总热导率，而在接近室温时，其增加超过了原始的热导率；而x= 0.02、0.04掺杂浓度在低温、室温区域显示出总热导率的减少，其值几乎等于原始的。共掺杂样品的电阻率明显低于原始样品。最高功率因子3 × 10–4µW/mK2是为x= 0.02样品获得的。x= 0.02样品的最高ZT值几乎是原始样品的28倍。我们进行了一项研究，其中我们结合了实验和DFT方法来研究纳入原始和掺杂锑和碲的Bi2Se3的热电性能。我们已经使用这种组合来研究部分态密度、Seebeck系数、功率因子，使用玻尔兹曼输运方程。理论热电数据被推导出来并与实验观察进行比较。因此，使用结合的实验和理论调查有助于更高精度地预测半导体材料的热电性能。
基于六角形石墨烯纳米点的新型二维膜用于海水微量金属的分离：第一性原理研究
New two-dimensional membranes based on hexagonal graphene nanodots for the separation of seawater trace metals: a first-principles study
Hazem Abdelsalam, Juntian Xu & Qinfang Zhang
新型2D膜基于带有锯齿边缘的六角形石墨烯纳米点已经被构建并使用密度泛函理论计算进行了研究。通过正的结合能量和从红外光谱获得的实际振动频率，证实了所考虑的结构的稳定性。这些膜是半导体，其低能量的互动分子轨道分布在边缘和链接上，使它们对海水微量金属的吸附具有前景。我们发现，构建的2D膜成功地吸附了选定的微量金属（Cr，Co，Ni，Cu，Zn，As），具有适度的吸附能量和显著的电荷转移。此外，通过附加化学基团（COOH）或掺杂，可以显著改善吸附过程，引入额外的活性位点。例如，通过用N原子掺杂，引入相邻C原子上的互动电子，从而大大提高表面活性，使表面的弱活性得到显著改善。因此，所研究的结构代表了具有丰富活性位点和适合海水微量金属分离的吸附性能的新型2D膜。
对Al/CeO2界面关系的研究以及在CeO2基底上Al的外延生长：第一性原理计算
Investigation of Al/CeO2 interfacial relationships for epitaxial growth of Al on CeO2 substrates: first-principles calculation
Ying Ling, Xiuliang Zou, Zijian Chen & Hong Yan
CeO2具有高弹性模量和热稳定性，以及良好的表面效应，使其成为铝基复合材料的理想增强剂。在本文中，通过第一性原理计算研究了Al和CeO2之间的界面关系，并讨论了铝基体在CeO2基底上的成核机制。首先，确定了Al/CeO2界面匹配的晶面为Al(111)/CeO2(111)界面。然后，计算了构成Al(111)/CeO2(111)界面的所有表面的表面功函数，结果显示Al(111)比CeO2(111)更容易失去电荷。随后，计算了Al(111)/CeO2(111)界面的界面能和粘附工作，结果显示O1–Al的界面能最小（0.07 J/m2），O2–Al的粘附工作最大（9.36 J/m2）。最后，通过界面的电子性质分析了Al(111)/CeO2(111)界面的综合性质，结果显示Al(111)/CeO2(111)界面是离子键和共价键的混合。因此，计算结果证实了CeO2作为Al的异质成核基底的有效性。本研究为CeO2和铝基体之间的异质成核界面的成核机制提供了理论依据。
夹紧方法对3D浅弯接编织布料的弹道性能的影响
Influence of clamping methods on ballistic performance of 3D shallow bend-joint woven fabrics
Qingsong Wei, Jiaxue Chen, Dan Yang & Huapeng Zhang
本研究调查了各种夹紧方法对3D浅弯接编织布料（3DSBWF）的弹道性能的影响。我们利用基于有限元方法（FEM）的介观纱线级全尺寸模型，分析了不同夹紧条件下的能量吸收模式、背面变形（BFD）和损伤形态。结果表明，夹紧方法显著影响3DSBWF的弹道性能。具体来说，经侧夹紧的布料显示出约170米/秒的弹道极限速度和与四侧夹紧相似的失败形态，最小的能量吸收和失败区域分别占吸收总能量的25%和15%。纬侧夹紧的情况，其弹道极限速度约为220米/秒，性能排名第二，而角位夹紧的配置，其弹道极限速度最高，约为260米/秒，体验到最高的面外位移和能量吸收（55%），表明了一个明显的失败机制。本研究强调了夹紧方法在优化弹道防护布料的设计和性能中的关键作用。
基于插层的Chevrel相超导体合成
Intercalation based synthesis of Chevrel phase superconductors
Tessa Gilmore, Jacob Rochester, Michael Sumption & Pelagia-Irene Gouma
本研究关注通过一种新颖的自传播高温合成（SHS）方法处理的Chevrel相（CP）化合物（Cu2Mo6S8和Ni2Mo6S8）的超导和磁性质。该方法涉及在MoS2高温多形体中进行三元阳离子插层。在真空下密封的前驱物质的绿色颗粒在1050°C或1200°C下迅速从粉末混合物转变为亚微米CPs。X射线衍射分析确认了Cu2Mo6S8CP（67%）和Ni2Mo6S8（93%）的存在。本组首次证明了CP在低能耗和全化学计量比下的形成。在不同场条件下获得的样品的磁化率与温度数据证实了Cu-CP在临界温度8.3K时的超导行为。Ni-CP在低温（4.2K）下表现为超顺磁性。本研究的结果表明，新颖的SHS过程为Chevrel化合物家族提供了一种可行的可扩展合成途径，值得探索这种新材料系统的新化合物的功能应用。
通过填充碳量子点以减少氢渗透的全氟磺酸膜用于燃料电池
Perfluorosulfonic acid membranes with reduced hydrogen permeation by filling with carbon quantum dots for fuel cells
Xiaokun Dong, Yongzhe Li, Gang Wei, Shuhui Zhao, Shugang Gao, Jiangshan Gao & Yan He
碳量子点（CQDs）由于其丰富的亲水功能团和纳米级粒子大小，与全氟磺酸（PFSA）聚合物兼容，使其适合作为质子交换膜的无机填料。在这项工作中，通过简单的微波辅助热解法合成的CQDs被用来提高PFSA质子交换膜的性能。研究表明，在80℃和100%的相对湿度（RH）下，通过添加0.5 wt%的CQDs填料，PFSA膜的质子导电性增加到254 mS/cm，而原始PFSA膜的质子导电性为249 mS/cm。这种质子导电性的提高可能归因于CQDs上存在的亲水功能团，如羧基（–COOH）和氨基（–NH2）。此外，由于CQDs的引入，复合膜的氢渗透性显著降低。具体来说，PFSA/CQDs-2复合膜的氢渗透性比原始PFSA膜降低了约44%。这种氢渗透性的降低可能是PFSA中的磺酸基团和CQDs中的氨基之间的交联作用的结果。总的来说，CQDs有助于提高PFSA膜的质子导电性，降低氢渗透性，并增强热稳定性和机械稳定性，使其成为质子交换膜燃料电池高温运行的潜在膜材料。
合成和表征Co3O4纳米球及其在水性Zn-离子电池中的储电特性
Synthesis and characterization of Co3O4 nanosphere and its charge storage characteristics in aqueous Zn-ion batteries
Unnimadhavan Kanniadath Chaithanya, Sai Prem Shaji, Madeshwaran Mohanraj, Ramasamy Senthilkumar & Mani Ulaganathan
在这项工作中，由于Co3O4尖晶石在碱性电解液中的高稳定性，全电池（对Zn）的高工作电压窗口>1.75V，高比容量（446 mAh g−1），具有高理论能量密度516 Wh kg−1，以及良好的电化学稳定性，因此它被合成并作为阴极材料。在这里，Co3O4样品是通过简单的共沉淀过程后经过煅烧合成的。X射线衍射用于确认样品的结构和相纯度。使用FESEM和HR-TEM分析检查样品的表面形貌。使用XPS分析评估样品中Co的氧化态。制造了Zn||PVA-KOH||Co3O4电化学电池，并研究了电化学性能。在这里，我们使用凝胶聚合物电解质来展示柔性Zn||Co3O4电池的实际可行性。聚乙烯醇（PVA）具有出色的化学稳定性和电化学惰性，易于制造，无毒性；在这项工作中，它被用作宿主聚合物，而氢氧化钾（KOH）被用作凝胶电解质介质中的离子源。在这里，PVA被用作聚合物宿主和分离器，以分离全电池制造中的阳极和阴极。基于水凝胶的袋式全电池在1000个周期内保持了良好的容量，最大测试电池容量为10 mAh cm−2在2 mA cm−2。即使在1000个周期后，电池的容量保持率仍然>95%，这表明Co3O4可以作为1.6V水性Zn电池的潜在阴极。图形摘要
对V2O5/COK-12纳米结构在RH传感器和催化应用中的洞察
Insights into V2O5/COK-12 nanostructures for RH sensor and catalytic applications
Bhavna Rohilla & Surender Duhan
这项研究介绍了V2O5/COK-12纳米结构的多面应用，提出了一种新颖的方法来应对对环境监测和修复中先进纳米材料日益增长的需求。该研究探索了这些纳米结构在湿度感应和光催化方面的双功能能力，利用COK-12的独特属性，这是一个以其异常的表面积（825 m2/g）和孔隙度而闻名的沸石框架，作为钒掺杂的最佳宿主。通过水热法合成的材料经过彻底的表征以确认COK-12的形成。湿度感应评估，覆盖了从11-98%的整个相对湿度环境，显示出V2O5/COK-12传感器的卓越性能，表现出显著的电阻下降，跨越4.8倍的量级变化，配合快速的响应（16 s）和恢复（13 s）时间。此外，利用纳米结构中钒的氧化还原活性进行光催化反应，揭示了在紫外光照射下降解有机污染物的增强效率。纳米结构展示出优越的催化性能，实现了高达85%的RB（罗丝班格尔）染料的降解，相比之下，原始的硅石只显示出47%的吸附效率。这项研究强调了V2O5/COK-12纳米结构的多功能性，突出了它们解决湿度感应和可持续光催化的现代挑战的潜力。
聚己内酯支架表面通过软X射线/极紫外线（SXR/EUV）辐射和低温氧氮等离子体进行改性，用于生物医学应用
Polycaprolactone scaffold surface modification with soft X-ray/extreme ultraviolet (SXR/EUV) radiation and low-temperature oxygen and nitrogen plasma for biomedical applications
Joanna Czwartos, Agata Nowak-Stępniowska, Bogusław Budner, Tomasz Fok, Andrzej Bartnik, Przemysław Wachulak & Henryk Fiedorowicz
聚合物支架表面的改性通常需要使材料适合特定的组织工程应用。可以使用各种方法改变支架的物理化学性质，例如等离子体处理、激光处理、化学改性、纳米粒子接枝或表面涂层。在本文中，通过将聚己内酯（PCL）样品暴露于同时的软X射线/极紫外线（SXR/EUV）辐射和低温，SXR/EUV诱导的氮和氧等离子体，对PCL表面纤维进行了物理化学改性。使用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱分别检查了改性PCL表面的物理和化学变化。通过生物测试，即MTT测定和小鼠成骨细胞系（7F2）的免疫荧光，验证了物理化学支架表面变化的效果。发现将支架暴露于电离辐射和低温等离子体会在其表面引起强烈的化学变化，即出现各种新的化学团。此外，还观察到PCL纤维表面的平滑，即微孔在其纤维上的消失或显著减小。经过24小时细胞培养后，与未处理的PCL相比，7F2成骨细胞在改性PCL样品上的生存能力和粘附性也得到了确认。图形摘要
通过工程化硅烷化氧化石墨烯去除有机磷农药
Removal of an organophosphorus pesticide by engineered silylated graphene oxide
Lajpreet Kaur, Ayushi Mishra, Aanchal Sharma, Mallika Pathak & Himanshu Ojha
有机磷农药的去除是日益关注的问题。这些农药在食物链中被生物放大，对人类和动物造成更大的健康危害。吸附是去除有机磷化合物最有效的方法之一。本研究描述了通过硅烷化氧化石墨烯（sGO）吸附去除福美特的过程。通过改变pH值、温度、剂量、接触时间等，采用批处理吸附方法进行吸附研究。也进行了等温吸附研究以揭示吸附的性质。在合成和良好表征的sGO上研究了福美特的吸附机制。氧化石墨烯的官能化衍生物，sGO，对福美特的生物相容性和去除效率有所提高。吸附现象主要是化学-物理吸附，如Freundlich等温吸附和伪二阶动力学所示。热力学研究进一步显示，负焓和负吉布斯自由能表明化学吸附机制的吸附可行性。pH研究表明，sGO对福美特的吸附在中性和碱性pH值下最高。最后，再生研究显示，吸附剂可以使用到五个周期，其中效率降低到50%。因此，完整的研究提供了使用sGO作为吸附剂通过化学吸附涉及π-π相互作用、氢键和静电力作为主要相互作用力的福美特有效去除的账户。图形摘要
Si含量对ERNiMo-2堆积金属沉淀行为和高温机械稳定性的影响
The influence of Si content on precipitation behavior and high-temperature mechanical stability in ERNiMo-2 deposited metal
Yucheng Zhu, Qingchun Zhu, Guoyun Zhao, Li Jiang, Jiaoyang Wang, Yuanwen Wang & Zhijun Li
微合金化是调节堆积金属机械性能的有效方法。在本文中，我们制备了含有不同Si含量的ERNiMo-2堆积金属。研究了Si元素和热处理对ERNiMo-2堆积金属微观结构演变和高温机械性能的影响。结果显示，随着Si的添加，共晶碳化物的尺寸和分布密度显著增加，而在共晶碳化物周围观察到更多的M2C纳米级碳化物颗粒。热处理对共晶碳化物的尺寸和分布几乎没有影响，但显著促进了纳米级碳化物颗粒的形成。700°C下的拉伸结果显示，随着Si含量的增加，沉淀碳化物的密度和堆积金属的屈服强度显著增加。热处理会使堆积金属软化，因为位错密度明显减少，而纳米级碳化物颗粒的强化效果不明显。这些研究结果对于优化ERNiMo-2焊丝的成分和提高焊接部件的机械性能具有重要意义。
Cu基高温合金中γ′-(Ni, Cu)3Al相组成的线性演变
Linear evolution of the γ′-(Ni, Cu)3Al phase composition in Cu-based high-temperature alloys
Yinglin Hu, Xiaona Li, Chengwen Wang, Yuandi Hou, Min Li, Shuyuan Xue, Shuaixin Zhang, Chuang Dong, Zhumin Li & Yuehong Zheng
有序的γ′-(Ni, Cu)3Al是一种关键的强化相，可以提高Cu基合金的高温抗性，因此，预测该相的组成和微观结构的动力学演变对于高温应用非常重要。本文讨论了在等温老化过程中，模型三元Cu50Ni37.5Al12.5(at%)合金中γ′相的组成和粗化的时间演变，老化温度为600、700、800和900℃，老化时间为1-36小时。研究发现，在800和900℃的老化过程中，随着老化时间的增加，γ′相的组成呈线性演变为二元γ′相，这是不能仅通过三元相图预测的。同时，通过利用上述线性规律，可以通过确定γ′相的体积分数来预测合金在给定温度下的γ相组成。此外，由于Cu在高温下的扩散率较高，使得粗化的活化能降低，γ′相的粗化速率增加。添加具有强烈焓相互作用的微合金元素有利于增强γ′相的结构稳定性。这项工作为Cu-Ni-Al合金在高温下的组成分析和性能预测提供了一种简单的方法，并为Cu基高温合金的后续组成设计和优化提供了启示。
柠檬酸钠对生物可降解Fe-Zn合金电沉积的影响
Effect of sodium citrate on the electrodeposition of biodegradable Fe-Zn alloys
Yanan Zhang, Weiqiang Wang, Shuaikang Yang & Yonghui Yuan
通过电沉积技术制备了用于可降解血管支架的Fe-Zn合金。研究了络合剂柠檬酸钠（C6H5Na3O7·2H2O）在电镀液中的浓度对溶液状态、合金成分和微观结构的影响。使用循环伏安法分析了Fe3+、Fe2+和Zn2+由C6H5Na3O7·2H2O络合的机制。通过电化学和静态浸泡方法评估了合金的体外降解性能。结果显示，C6H5Na3O7·2H2O浓度的增加导致电镀液的pH变化、沉积速率和阴极电流效率的降低。随着C6H5Na3O7·2H2O浓度的增加，Zn2+的还原电位逐渐正移，而与Fe2+的还原电位差减小；这导致合金中Zn含量的增加和晶粒尺寸的减小，表明C6H5Na3O7·2H2O促进了共沉积。然而，过量的柠檬酸钠导致Fe2+和Zn2+之间的还原电位差增加，导致Zn含量减少以及晶粒粗化，表明络合剂浓度对合金成分有重要影响。不同成分的合金表现出单一的α(Fe)相，具有(211)优选取向晶面。极化曲线、电化学阻抗谱和长期浸泡实验表明，随着合金中Zn含量的增加，合金的腐蚀敏感性增加，腐蚀速率提高。这些结果表明，对络合剂C6H5Na3O7·2H2O的合理控制，有望获得具有良好微观结构和性能的生物可降解Fe-Zn材料。图形摘要
通过可扩展的微合金设计实现Al3Zr纳米相增强的高强度Al合金防腐机制
Al3Zr nanophase-enabled anti-corrosion mechanisms in high-strength Al alloy by scalable micro-alloying design
Bo Zhao, Zairan Luo, Nian Yin, Zhinan Zhang, Xiuzhen Zhang, Chengshang Zhou, Shuai Wang, Zhigang (Zak) Fang, Dengshan Zhou, Tianlu Wang & Shuaihang Pan
提出了一种通过Zr微合金化来提高高强度铝（Al）合金A206的耐腐蚀性能而不影响机械强度的新型可扩展方法。Zr微合金化A206的改善耐腐蚀性能归因于粒度的细化，沉淀自由区（PFZs）的缩小，以及与Al3Zr纳米相的改性沉淀物。有了这些优点，Al3Zr纳米相促进了快速的氧化物钝化膜，抑制了铜（Cu）的扩散和重新沉积，阻止了氯（Cl）通过晶界（GBs）的渗透，并促进了抗裂性以减轻腐蚀退化。这项研究为设计具有优越耐腐蚀性的高强度Al合金提供了新的见解。
创新的NbTaZrMoW高熵合金（HEAs）的增强光催化能力：与其高熵氧化物（HEO）对应物的比较分析
Enhanced photocatalytic abilities of innovative NbTaZrMoW high-entropy alloys (HEAs): a comparative analysis with its high entropy oxide (HEO) counterpart
O. Zakir, O. Guler, R. Idouhli, A. Nayad, M. E. Khadiri, S. H. Guler, A. Abouelfida & B. Dikici
本研究评估了高熵合金（HEA）及其氧化形式（高熵氧化物，HEO）的光催化性能。该HEA由Nb、Ta、Zr、Mo和W粉末组成，通过机械合金化过程合成，过程持续120小时。该过程在高纯度Ar气氛下进行，以防止氧化。随后，通过机械热氧化方法将HEA转化为HEO，温度为900°C，时间为12小时。通过降解紫色甲基蓝（MB）在紫外线照射下，系统评估了氧化和非氧化样品的光催化活性。电子散射光谱（EDS）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）被用来研究合金的结构和化学特性。此外，还进行了BET表面积分析和Zeta电位测量，以了解合金在水溶液中的表面性质和稳定性。结果显示，HEA具有显著的光降解性能，约为58.77%，这是HEO观察到的两倍。图形摘要
无氟，耐腐蚀的铝表面，镍氢氧化物和硬脂酸超疏水涂层
Fluorine-free, corrosion-resistant aluminum surfaces with nickel hydroxide and stearic acid superhydrophobic coatings
Jianhua Han, Yi Li, Yuqin Zhou, Yingyu Chen, Zengyi Wang, Yixuan Li & Boyou Wang
本研究提出了一种在铝合金上制备耐腐蚀和无氟超疏水Al2O3/镍氢氧化物(NiOxHy)/硬脂酸(STA)复合涂层的新方法。通过一步阳极氧化法在铝合金上组装了具有理想微纳结构的Al2O3/NiOxHy复合膜。这种制备超疏水涂层的简便且低成本的技术包括在含有Ni2+的草酸水溶液中进行高温阳极氧化，然后旋涂STA层。所制备膜的超疏水性来自Al2O3/NiOxHy的分层微纳结构和STA的低表面能覆盖，而微纳结构有利于提供适当的粗糙度并在其间隙和表面保持更多的STA。具有最佳超疏水涂层的铝合金显示出164°的静态水接触角，出色的自清洁能力，以及99.6%的超强耐腐蚀效率。这种简便的方法提供了一种在金属基材上制备耐腐蚀保护涂层的有效策略，可以显著延长金属材料在恶劣环境中的工作寿命。
通过Ca和Gd微合金化对AZ31合金热变形行为的影响
Effect of microalloying with Ca and Gd on the hot deformation behavior of AZ31 alloy
Tong Wang, Hongyu Su, Wenjie Yang, Runze Chen, Zeyuan Li, Xiong Zhou & Qichi Le
通过向AZ31中分别添加0.5 wt.%的Ca和0.5 wt.%的Gd，设计了两种镁合金AZX310和AZE310。在应变速率为0.1-0.001/s和温度为150-300°C的条件下，对挤压后的AZX310、AZE310和AZ31合金进行了拉伸试验。研究了Ca/Gd微合金化对合金高温力学性能的影响。与AZ31相比，AZX310和AZE310的高温强度更高，而延伸率相似。AZX310和AZE310的优越强度归因于晶粒细化、Orowan强化和动态应变老化的发生。此外，微量Ca/Gd的添加促进了非基面滑移的激活。通过原子尺度的表征，发现AZX310和AZE310中存在I1堆垛错位(SFs)。这些SFs来自<c+as>位错的解离，其中<as>是螺旋位错组分。
环境压力对于模拟水泥固化水泥孔溶液中牺牲阳极镁合金腐蚀行为的影响
Effect of environmental pressure on the corrosion behavior of sacrificial anode magnesium alloy in simulated cementing cement hole solution
Jufeng Huang, Jie Liu & Zhenliang Feng
当牺牲阳极镁合金在模拟水泥固化水泥孔溶液（SCCHS）中浸泡，其中氯离子浓度为0.15 mol/L，且在不同环境压力下，系统地研究了环境压力对其腐蚀行为的影响。实验结果显示，增加的环境压力有利于在与镁合金耦合的保护P110钢的表面形成密集的沉积膜。同时，与镁合金耦合的腐蚀速度加快，且随着环境压力的增加，耦合的P110/镁合金的电流减小，导致阳极保护效率降低。此外，详细讨论了可能的“压力诱导密集膜形成”机制，这有助于优化腐蚀保护系统的设计和性能。图形摘要
基于生物的环氧树脂体系：在酸热刺激下快速自我修复
Bio-based epoxy vitrimer: fast self-repair under acid-thermal stimulation
Yanna Zhao, Xiaowei Bai, Yingying Zhang, Yuqi Wang, Yuqing Huang & Wentong Hou
酰肼键可以在酸刺激条件下参与动态交换反应，而二硫键可以在热刺激条件下参与动态交换反应。制备能在酸和热刺激条件下快速自我修复的环氧树脂体系具有重要意义。在本文中，香草醛被用作原料，通过与己二酰肼的反应合成了含有酰肼键的单体(VAN-AD)。然后，将VAN-AD和4-氨基苯基二硫化物(SS)与甘油三环氧醚一起固化，制备了含有酰肼和二硫双动态共价键的环氧树脂体系。其中，VAN-AD提供了一部分的柔性链段和酰肼键，SS提供了芳香酚和二硫键。该材料的制备过程简单，条件温和，通过改变VAN-AD和SS的比例优化了材料的性能。当SS的比例最高时，材料的Tg为50℃，随着SS比例的增加，热稳定性增强，最大拉伸强度可达50.9 MPa，且该材料可以被5%的HCl的DMF完全降解。值得注意的是，该材料在酸热条件下表现出快速自愈性能，自愈率高达97.37%，修复后的拉伸强度可达26 MPa。该材料可以通过在140℃和10 MPa的条件下热压1小时成功重塑。图形摘要