关键词： MXene   nanocomposites   mechanical properties  

摘要： 二维过渡金属碳化物/氮化物(MXenes)具有优异的机械和电气性能,在电子、航空航天、能源等许多领域都有很好的应用前景.然而,由于应力传递效率低,将MXene纳米片组装成高性能宏观纳米复合材料仍然是一个挑战.我们发现在MXene纳米复合材料中存在的孔隙通常会降低其宏观性能.在这篇综述中,我们系统性地讨论了孔隙对MXene纳米复合材料性能的影响,然后介绍消除孔隙的策略,包括协同界面相互作用、纳米片填充、制备工艺优化、纳米限域组装等.最后,我们展望了制备高性能MXene纳米复合材料面临的挑战和未来的发展方向.

关键词： 纤维增强水泥基复合材料   聚合物纤维   纤维混杂   工作性能   力学性能  

摘要： 针对传统钢-聚合物纤维混杂体系密度大、易腐蚀等问题，探讨PVA纤维、PP纤维和POM纤维三种聚合物纤维的混杂效应对纤维增强水泥基复合材料(FRCC)工作性能和力学性能的影响。设计12组试件，包括单掺纤维和PVA与POM、PVA与PP、POM与PP纤维混杂的不同组合，进行流动度、抗压、抗折、单轴拉伸及四点抗弯测试，系统分析各组性能并进行综合性评估，同时，结合光学高倍显微镜分析了混杂纤维的作用机理。结果表明：混杂纤维能够有效弥补单一纤维的不足，显著提升FRCC的综合性能。A0.5M1.5P0流动度较单掺PVA纤维增加18.62%，A1M1P0抗折强度为14.53MPa较单掺POM纤维提升24.94%；A0M1.5P0.5抗压强度73.33MPa较单掺PP纤维提升25.50%；A1.5M0.5P0具有最佳的拉伸性能，拉伸强度为3.36MPa，应变能密度为54.2kJ/m3，较单掺POM纤维分别提升54.13%、2158.33%；A1M1P0抗弯强度为9.03MPa较单掺PVA纤维提升51.26%，等效弯曲强度为3.89MPa较单掺POM纤维增加77.63%；基于雷达图综合评估，A1.5M0.5P0显示出最优的综合性能；具备不同物理性能的2种纤维在混杂掺入后产生协同作用，如PVA纤维限制基体裂缝扩展，而POM纤维在裂缝扩展过程中通过形变耗散能量，二者协同增强了复合材料的韧性和承载能力。

关键词： 碳纤维复合材料   显微结构   力学性能   隔热性能  

摘要： 为实现碳纤维复合材料的高效隔热，以T300碳纤维预浸布为增强体，环氧树脂为基体制备基体相，通过溶剂诱导相分离策略构建多孔结构体系。采用异丙醇作为造孔剂，通过调控其添加量（异丙醇质量占环氧树脂+胺类固化剂+异丙醇总质量的0、10%、20%、30%）实现碳纤维复合材料孔隙率的梯度化设计，探究孔隙结构演化对材料力学与隔热性能的耦合作用机制。结果表明：随着异丙醇添加量从0增加至30%(w)，复合材料孔隙率从0.71%提升至2.14%，孔隙数量递增且孔隙尺寸扩增，孔隙形貌由点状缺陷转变为圆形缺陷，但力学性能呈现可控性衰减趋势；随着异丙醇添加量从0增加至30%(w)，材料的隔热性能呈现逐渐上升的趋势，添加30%(w)的异丙醇时，在加热条件下材料的隔热温度达到77.1 ℃，比未添加异丙醇材料的隔热温度（51.9 ℃）提升了48.6%；当异丙醇添加量为10%(w)时，材料的孔隙率为1.12%，材料的力学性能降低程度最小，且隔热性能相对最佳。

关键词： 钛基复合材料   层状结构   显微组织   力学性能   断裂机制  

摘要： 鉴于钛基复合材料（titanium matrix composites，TMCs）的强度和塑性一直存在倒置关系，本文为了实现TMCs强度和塑性平衡，采用电泳沉积氧化石墨烯（graphene oxide，GOs）+硼粉（Boron，B）和放电等离子烧结技术制备了Ti/(TiC+TiB)/TC4层状复合材料。系统地研究了层状复合材料的显微组织演变和力学性能。结果表明，烧结过程中，GOs、B与Ti反应形成了原位TiC与TiB，TiC和TiB沿层状分布从而形成了Ti/(TiC+TiB)/TC4层状复合材料。随着沉积时间的增加，TiC与TiB的体积分数增加，复合材料的强度也逐渐增加。与0 s样品相比，60 s样品的强度（YS: 703 MPa，UTS: 770 MPa）和伸长率（δ: 13%）同时提高，具有优异的强度-塑性协同作用。此外，基于微观组织和断裂形貌，讨论了复合材料的强化机制和断裂行为。本研究为制备具有强度-塑性协同作用的TMCs提供了一种有效的方法。

关键词： 太阳能   光催化   金属有机骨架   复合催化剂  

摘要： 随着工业化发展，化石能源有限且不可再生，过度使用还会引发环境问题。光催化技术因高效、环保、条件温和等优势，成为解决能源与环境问题的热点。金属有机骨架（MOFs）复合材料凭借大比表面积、丰富活性位点和易功能化特性，有望推动光催化技术的实际应用。本文首先阐述了现有光催化剂不足与MOFs的优势以及MOFs-光催化复合材料的主要制备方法，接着重点分析了MOFs与其他功能性材料的复合策略与研究进展，最后总结了MOFs复合材料的应用。本文旨在为MOFs-光催化复合材料的设计与优化提供新思路和参考，为应对当前的环境挑战提供新的见解和视角。

关键词： 硼化锆陶瓷   梯度   超高温   防/隔热  

摘要： 随着航空航天技术的发展和飞行器飞行速度的提高，要求飞行器材料的耐温性越来越高，对超高温材料提出了迫切需求，为了使超高温材料另一端可与其他器件连接，采用凝胶注模成型和放电等离子烧结（SparkPlasmaSintering,SPS）工艺相结合制备梯度硼化锆陶瓷基复合材料，通过耐超高温ZrB2材料的梯度变化，逐渐过渡到导热系数低的ZrO2材料，实现复合材料高温下防/隔热的双重目的。重点研究烧结温度及梯度结构设计对复合材料性能的影响。研究结果表明，梯度硼化锆复合材料最佳烧结温度为1900℃，在总厚度不变的情况下，梯度陶瓷材料的力学性能随着层数的增大而增大，5 mm厚复合材料中11层梯度的结构设计材料室温抗弯强度高达622 MPa，断裂韧性高达6.8 MPa·m1/2。

关键词： 激光选区熔化   TPMS结构   复合材料   相变   传热  

摘要： 三周期极小曲面（triply periodic minimal surface， TPMS）结构因其独特几何形貌、可调控的孔隙结构和优异的热性能，为相变蓄热系统设计提供了新的解决方案。本文通过激光选区熔化技术制备了四种典型TPMS结构多孔AlSi10Mg合金，包括Gyroid-Sheet、Gyroid-Network、Diamond-Sheet和Diamond-Network结构，并与石蜡进行复合。采用侧面加热边界条件，基于可视化实验研究，探讨孔隙率、胞元结构和类型对石蜡/TPMS结构多孔AlSi10Mg合金复合相变材料等效导热系数、比表面积及蓄热性能的影响规律，探明融化过程中固液相界面演变规律和温度分布特征，揭示TPMS结构的强化蓄热机理。结果表明，TPMS结构复合相变材料在提高蓄热性能方面表现出显著优势，具有等效导热系数高、比表面积大的特性，其蓄热速率较纯石蜡提高了60%以上。当孔隙率为70%-85%时，四种TPMS结构中，Diamond-Sheet结构的蓄热速率最快、温度均匀性最好。本文研究旨在为TPMS结构多孔金属复合相变材料的结构设计提供指导，并为其应用提供实验数据支持。

关键词： 二氧化硅粉尘   肺泡上皮细胞   肺泡上皮细胞上皮-间充质转化过程   矽肺纤维化   miR-204-3p  

摘要： [背景]矽肺发病机制尚未完全明确，微小RNA（miRNA）可能参与矽肺的发生发展。[目的]观察miR-204-3p抑制剂对二氧化硅粉尘诱导的肺泡上皮细胞上皮-间充质转化（EMT）过程以及矽肺纤维化的影响。[方法] Transwell小室构建巨噬细胞与上皮细胞共培养模型，将NR8383巨噬细胞种入Transwell小室的上室，下室种入RLE-6TN细胞，培养24 h，弃去下室培养液，使用磷酸盐缓冲液（PBS）清洗3次，加入无血清培养基。将细胞分为4组：对照组、矽肺组、miRNA NC组、miR-204-3p抑制剂组。miRNA NC组和miR-204-3p抑制剂组下室分别转染miRNA NC和miR-204-3p抑制剂，其余两组下室加入等量无血清培养基，24 h后，除对照组外，其余三组Transwell上室加入800μg·mL-1二氧化硅粉尘，对照组加入等量无血清培养基。显微镜下观察各组细胞形态变化；实时荧光定量聚合酶链式反应（RT-qPCR）和Western blot检测EMT相关因子α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）、波形蛋白（Vimentin）、兔抗鼠间充质钙粘蛋白（N-ca）、兔抗鼠上皮钙粘蛋白（E-ca）的mRNA和蛋白表达水平；RT-qPCR和Western blot检测纤维化相关因子Collagen Ⅰ、Collagen Ⅲ、Fibronectin的mRNA和蛋白表达水平；免疫荧光检测α-SMA、N-Cadherin、E-Cadherin荧光表达强度。[结果]形态学观察到，对照组RLE-6TN细胞呈规则卵圆形，经二氧化硅处理后，细胞多呈长梭形，经miR-204-3p抑制剂干预后，长梭形细胞增多且细胞间隙变大。RT-qPCR结果发现，与对照组相比，矽肺组EMT相关标志物α-SMA、Vimentin、N-Cadherin mRNA相对表达水平升高（P <0.05）,E-Cadherin mRNA相对表达水平下降（P <0.05），纤维化相关标志物Collagen Ⅰ、Collagen Ⅲ、Fibronectin mRNA相对表达水平升高（P <0.05）；与miRNA NC组相比，miR-204-3p抑制剂组EMT相关标志物α-SMA、Vimentin、N-Cadherin mRNA相对表达水平升高（P <0.05）,E-Cadherin mRNA相对表达水平下降（P <0.05），纤维化相关标志物Collagen Ⅰ、Collagen Ⅲ、Fibronectin mRNA相对表达水平升高（P <0.05）,Western blot结果发现，与对照组相比，矽肺组EMT相关标志物α-SMA、Vimentin、N-Cadherin蛋白表达水平升高（P <0.05）,E-Cadherin蛋白表达水平下降（P <0.05），纤维化相关标志物Collagen Ⅰ、Collagen Ⅲ、Fibronectin蛋白表达水平升高（P <0.05）；与miRNA NC组相比，miR-204-3p抑制剂组EMT相关标志物α-SMA、Vimentin、N-Cadherin蛋白表达水平升高（P <0.05）,E-Cadherin蛋白表达水平下降（P <0.05），纤维化相关标志物Collagen Ⅰ、Collagen Ⅲ、Fibronectin蛋白表达水平升高（P <0.05）。免疫荧光结果显示，与对照组相比，矽肺组α-SMA、N-Cadherin荧光强度增强，E-Cadherin荧光强度降低；与miRNA NC组相比，miR-204-3p抑制剂组α-SMA、N-Cadherin荧光强度增强，E-Cadherin荧光强度降低。[结论] miR-204-3p抑制剂加重了二氧化硅诱导的RLE-6TN细胞EMT过程以及矽肺纤维化，miR-204-3p在矽肺纤维化中起负向调控作用。

关键词： 聚酯纤维   橡胶   环保浸渍   黏合性能  

摘要： 室温下制备了绿色环保浸渍液，采用两步法浸渍聚酯纤维。首先使用单宁酸(TA)对聚酯纤维进行活化，其次引入甘油三缩水甘油醚 (GTE)和2-乙基-4-甲基咪唑 (MZ)，替代传统间苯二酚-甲醛-胶乳 (RFL) 体系中有毒的RF组份对聚酯纤维进行浸渍改性，研究了GTE与MZ的用量比对聚酯纤维/橡胶界面黏合性能的影响。结果表明，当GTE与MZ质量比为4/1时，剥离力最大，达到6.3 N/根，抽出力也最大，达到47.5 N，纤维表面附胶程度最高，黏合效果最好。

关键词： 空心介孔二氧化硅纳米粒   荧光标记   荧光成像   吸收和传导   尺寸效应  

摘要： [目的]合成3种粒径空心介孔二氧化硅纳米粒(HMSNs)的荧光标记物，探明尺寸对HMSNs在植物根部吸收和转运的影响。[方法]以花菁染料Cy5-COOH为荧光团，通过活化酯法借助酰胺键将其接枝到氨基化修饰的HMSNs表面，获得纳米粒的荧光标记物(HMSNs-Cy5)。随后，利用荧光标记物孵育植物的根，定期取样，后用荧光示踪法观察不同粒径HMSNs在根部的吸收和传导。[结果]合成的HMSNs-Cy5具有较高的荧光强度可以满足根部荧光成像的需求。游离的Cy5-COOH在根部的吸收和传导能力较弱，很难进入植物中柱进行传导。3种粒径HMSNs(14、92、273 nm)荧光标记物中，直径为92 nm的HMSNs在根部的吸收传导速率较快。[结论]Cy5-COOH是适宜的植物体内荧光示踪剂。HMSNs在香蕉根部的吸收和转运与其粒径相关。