Journal of Materials Science - JMS Article Abstracts in Chinese: Volume 59, Issue 15
The Editors of Journal of Materials Science are pleased to present a selection of abstracts translated into Chinese.
朝向可持续的月经健康管理：聚焦超吸收聚合物 (this opens in a new tab)
Toward sustainable menstrual health management: focus on super absorbent polymers
Refilwe Mogale, Marietjie Schutte-Smith, Elizabeth Erasmus, Kantinka De Wet & Hendrik G. Visser
在低收入到中等收入的社区，由于经期常规卫生产品的负担能力不足，可能会导致心理和健康问题，最终影响他们的生活质量。开发既负担得起又对所有人都可接触的替代产品至关重要，同时也要促进月经健康和卫生。超吸收聚合物（SAPs）是当前一次性卫生巾和尿布的重要组成部分。然而，这些SAPs通常是不可生物降解和非生物相容的。因此，使用环保材料生产SAPs在卫生行业中越来越受欢迎，因为它提供了一种减少传统由非可再生石油基材料制成的SAPs的碳足迹和环境影响的方法。由多糖制成的SAPs通常具有天然的抗菌性能，使它们在卫生产品（如卫生巾）的商业应用中具有吸引力。此外，向具有抗菌性能的可重复使用卫生巾的转变可以显著减少由一次性产品产生的废物，并防止细菌的生长，提高产品的安全性和卫生性。此外，计算建模和人工智能现在是SAPs合成中的重要工具，提供了预测聚合物性能，合理化合成路径和改进质量控制等优点。这些工具可以通过消除在聚合物合成中对试错方法的需求，从而降低合成成本，最终促进对最终用户更负担得起的产品。总的来说，这些在聚合物合成和材料设计中的进步可以帮助创建一个更可持续的行业，并促进月经卫生和产品可接触性对那些最需要的人。
关于铜基纳米粒子作为催化剂的综述：合成及在偶联反应中的应用 (this opens in a new tab)
A review on copper-based nanoparticles as a catalyst: synthesis and applications in coupling reactions
Rakshit Pathak, Vinay Deep Punetha, Shalini Bhatt & Mayank Punetha
对于高效和可持续的催化系统的日益增长的需求，促使了对过渡金属纳米粒子作为各种化学反应催化剂的探索激增。在这些中，铜基纳米粒子已经成为有希望的竞争者，提供了一个可行的替代方案，替代传统使用的钯催化剂。本综述提供了铜基纳米粒子在偶联反应中的催化应用的全面概述，重点关注它们的合成方法、结构表征和催化性能。详细讨论了铜基纳米粒子的合成，包括湿化学技术、反向微乳液、生物合成、微波和溶胶凝胶方法等一系列技术。强调了定制这些合成纳米粒子的大小、形状和表面属性。此外，详细介绍并总结了催化活性，重点关注偶联反应。本文提供的全面见解，为从事开发高效和环保催化过程的研究人员提供了宝贵的资源。图形摘要
关于聚苯胺及其复合材料的评述：从合成到性质和进步的应用 (this opens in a new tab)
A review on polyaniline and its composites: from synthesis to properties and progressive applications
Navdeep Sharma, Anoop Singh, Naveen Kumar, Ashish Tiwari, Madan Lal & Sandeep Arya
聚苯胺（PAni）是一种被广泛研究的导电聚合物，具有高导电性和稳定性等独特性质。然而，其较差的溶解性和机械性能限制了其潜在的应用。为了克服这些限制，已经开发并研究了不同的合成方法。其中一种方法是制造PAni的复合材料，这种方法不仅在解决稳定性差的问题上显示出显著的结果，而且在实现高机械性能上也取得了成功。本评述总结了各种合成方法、性质和应用，这些应用已经与不同的材料（如碳、碳纳米管、石墨、氧化石墨烯、金属和金属氧化物、金属-有机框架、生物分子、硅石等）结合，以增强其潜在应用。在本评述的最后简要揭示了PAni复合材料的最重要应用，并进行了适当的讨论。
构建三种多孔有机聚合物并通过深共熔溶剂进行功能化：单体的三维结构和π电子结构的影响 (this opens in a new tab)
Constructing three kinds of porous organic polymers and functionalizing by deep eutectic solvents: the effect of three-dimensional structure and π electronic structure of monomers
Ziwei Xian, Baokun Tang & Tao Zhu
通过Sonogashira-Hagihara交叉偶联反应，使用三种不同的单体，制备了具有不同拓扑结构的三种多孔有机聚合物（POPs），分别命名为CMP、HsGY和PAF。通过场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、氮气吸附-脱附等温线等对POPs进行了表征。表征结果表明，单体的三维结构和π电子结构对POPs的形态和性质有显著影响，深共熔溶剂（DES）是一种简单有效的功能化策略。POPs在紫外和可见光范围内都有吸收。其中，PAF具有最宽的可见光吸收边缘，吸收边缘为627 nm（Eg = 1.98 eV）。DES的羧化改善了POPs对氟喹诺酮的特异性吸附。羧化HsGY的吸附能力增加最显著。其对诺氟沙星的吸附能力为29.0 mg g−1，对氧氟沙星为28.4 mg g−1，对环丙沙星为29.1 mg g−1。POPs具有双层电容特性，不同的单体对POPs的比电容有显著影响。DES的胺化可以提高POPs的比电容。这项工作推动了POPs的发展，并为其在吸附剂和超级电容器领域的应用提供了参考。图形摘要
表面改性的MOFs用于合成包裹CoP颗粒的空心Fe-CoP多面体以增强OER的性能 (this opens in a new tab)
Surface-modified MOFs for synthesizing hollow Fe-CoP polyhedrons encapsulating CoP particles to enhance the performance of OER
Hongmei Wu, Baoshan Liu, Yao Zhang, Feng Li, Jing Liu, Liping Zhao, Peng Zhang & Lian Gao
基于钴的过渡金属磷化物（TMPs）作为高效OER电催化剂在商业应用中展现出巨大的潜力。沸石咪唑酸盐框架-67（ZIF-67）因其独特的结构优势被用作合成基于钴的TMPs的有吸引力的前驱体。然而，ZIF-67的导电性差和结构可变性影响了材料的OER电催化性能。为了增强ZIF-67衍生的TMPs的结构稳定性和OER性能，在这项工作中，使用ZIF-67作为模板合成了一种多面体TMP纳米复合物，具有多孔空心结构，特征是Fe-CoP在外壳上，而CoP纳米颗粒在腔内。ZIF-67既作为Co前驱体又作为结构模板，[Fe(CN)6]3−作为Fe掺杂剂的前驱体和结构稳定剂。由此产生的TMP复合电极（Fe-CoP）有效地保留了ZIF-67的框架，表现出显著改善的OER活性（η10= 297 mV）和异常的稳定性（超过260 h）。Fe–C≡N–Co键积极影响样品在磷化后形态的保持。此外，提出了一种配体替代策略用于形成设计的结构。这种策略，调控3D结构MOFs的形态，为稳定MOFs及其衍生物作为结构模板的几何结构提供了新的理解。图形摘要
通过表面和界面异质结诱导的g-C3N4/BiVO4异质结构系统的增强光催化降解性能 (this opens in a new tab)
Enhanced photocatalytic degradation properties of a g-C3N4/BiVO4 heterostructure system induced by surface and interface heterojunctions
Xiaodan Miao, Xiaowen Liu, Yuanfan Wang & Pei Chen
半导体异质结的构建已被证明是一种提高光诱导电荷分离效率，最大化光谱能量利用，以及提高氧化还原活性以实现高效环境处理的有前景的策略。在这项工作中，通过将纳米层状g-C3N4（PCN）与BiVO4晶体的共露出{010}和{110}面耦合，构建了PCN/BiVO4复合物。形态分析表明，PCN紧密包裹在BiVO4晶体的共露出{010}和{110}面上。FTIR和XPS分析证实了PCN和BiVO4之间存在界面相互作用。与原始的PCN和BiVO4相比，PCN/BiVO4复合物展示出增强的甲基蓝染料的光催化降解性能，这归因于表面和界面异质结，有效地抑制了光生电子-空穴对的复合。此外，10-PCN/BiVO4复合物展示出最高效的MB降解去除率，反应常数率为0.0412 min−1，比纯PCN和BiVO4分别高出3.62和2.08倍。EIS，i-t和PL测量表明，10-PCN/BiVO4复合物呈现出最小的界面电荷转移阻抗和非凡的光生电荷分离效率。本研究表明，BiVO4晶体的表面异质结和PCN与BiVO4之间的界面异质结的协同效应有助于促进光生电荷的迁移和分离，从而提高光催化降解活性。图形摘要
塑化剂对PLA及其与介孔MCM-41复合物结晶的影响 (this opens in a new tab)
Role of the plasticizers on the crystallization of PLA and its composites with mesoporous MCM-41
Enrique Blázquez-Blázquez, Rosa Barranco-García, Tamara M. Díez-Rodríguez, María L. Cerrada & Ernesto Pérez
通过熔融挤出法制备了几种材料，基于富含L的聚乳酸（PLA）作为聚合物基质，醋酸三正丁酯（ATBC）或三辛酸酯（TOTM）作为塑化剂，以及介孔MCM-41颗粒，起到成核剂的作用。这些成核颗粒的添加以及两种塑化剂的比较效果对PLA聚合物基质中存在的几种相变特性（玻璃转变，冷结晶，α′到α转变，熔融过程和熔融结晶）以及PLA结晶速率的影响已经得到了深入的评估。这种有序过程可以发生的窗口对于这些二元和三元系统被移至更低的温度，而且从玻璃态进行等温结晶时α′和α多形体结晶的温度范围在含有ATBC作为塑化剂的材料中发生了显著的变化，无论是二元还是三元的。在85和110°C下发展的主要晶格类型已经得到确认，除了DSC实验外，还通过FTIR光谱学进行了确认。图形摘要
为了制备具有高可见光透射率和优秀热绝缘性能的层压玻璃，我们研究了PVB/CsxWO3/SiO2（气凝胶）纳米复合材料的制备和表征。 (this opens in a new tab)
Preparation and characterization of PVB/CsxWO3/SiO2(aerogel) nanocomposites for laminated glass with high visible light transmission and excellent thermal insulation
Yuqi Mu, Yunpeng Liu, Xihao Yang, Zhiyu Yao, Zhilu Zhen, Junqiang Xue, Yen Wei & Kangmin Niu
纳米晶体铯钨铜青（CsxWO3）具有高透明度和由局部表面等离子体共振和小极化子吸收引起的近红外阻挡效应，使其成为一种有前途的透明热绝缘材料。CsxWO3在节能涂层玻璃中有一定的应用，但在另一种广泛使用的建筑玻璃——层压玻璃中的应用却很少被研究。层压玻璃的研究主要集中在安全性上，但它也具有高的节能潜力，而这方面的研究相对落后。与玻璃涂层相比，其厚度限制了热绝缘材料的应用，层压玻璃的中间层可以利用其较大的厚度引入红外防护材料和低热导率材料，从而达到更好的热绝缘效果。因此，我们提出了一种新型的热绝缘层压玻璃。为此，我们将两种热绝缘纳米材料，纳米晶体CsxWO3和SiO2气凝胶，引入聚乙烯醇丁酸酯（PVB）中，制备了PVB/CsxWO3/ SiO2-气凝胶复合材料，用于制备层压玻璃。含有CsxWO3的材料表现出高的可见光透射率（75%）和近红外阻挡率（77%）。此外，当添加适量的SiO2气凝胶时，热绝缘性能进一步提高，透射光谱的变化最小。PVB/CsxWO3/SiO2-气凝胶实现了良好的可见光透射率和优秀的热绝缘性能，使其成为符合当代绿色节能理念的层压玻璃复合材料。
持续可持续性的三元生物纳米复合膜，用纳米纤维素和纳米粘土加强，以提高微生物效能 (this opens in a new tab)
Development of sustainable ternary bionanocomposite film reinforced with nanocellulose and nanoclay for microbial efficacy
Asma M. Tatagar, Javed I. Moodi, Gulamnabi L. Vanti & Bahubali Murgunde
合成塑料是包装行业中最令人担忧的聚合物，因为它的不可生物降解性和生物地球放大性。鉴于全球对合成聚合物日益增长的关注，具有杀菌性质的天然和半合成可生物降解包装材料在食品工业中受到了更多的关注。当前的研究强调了将废弃的水生杂草转化为有益的环保替代品，以替代有害的生物放大食品包装材料的想法。水生杂草Eichhornia crassipes被用于与纳米纤维素和纳米粘土形成混合膜，这些膜与由C. fistula果实提取物合成的绿色氧化锌纳米粒子（NPs）耦合。通过TGA、DSC、SEM、EDX、FTIR和XRD分析确认了基于淀粉的二元纳米复合物（BNC）以及三元纳米复合物（TNC）的理化性质。评估了BNC和TNC的机械性能，包括其拉伸强度、杨氏模量和断裂伸长分析。此外，与对照的二元膜相比，含有2% ZnO NPs的已建立的三元纳米复合膜显示出更好的表面形态。微生物效能研究表明，合成的膜对食源性病原体Escherichia coli、Botrytis cinerea和Sclerotium rolfsii具有杀菌性。总体研究强调，基于绿色的纳米复合物是环保的、经济可行的，并作为克服食源性病原体的有效途径，使它们成为石油化工产品的替代品。
在磁场中制备的球形FeSiB/Al2O3软磁复合材料的制备、结构和磁性能 (this opens in a new tab)
Preparation, structure and magnetic properties of spherical FeSiB/Al2O3 soft magnetic composites prepared in a magnetic field
Qijing Zhu, Chaoyun Zhang, Xiaoling Peng, Jing Li, Qiong Wu, Jingcai Xu, Bo Hong, Xinqing Wang & Hongliang Ge
通过在垂直或平行于磁环面的外部磁场中成功制备了非晶FeSiB/Al2O3软磁复合材料，目的是研究磁场方向对其结构和磁性能的影响。结果表明，非晶FeSiB粒子可以形成与施加磁场方向平行的链状簇，这有效地减少了这个方向上的磁阻。平行取向的磁环具有最高的有效磁导率23.8和磁损耗43.693 kW/m3在590 kHz和10mT，这优于无定向和垂直定向的磁环，因为其优化的微观结构减少了工作电路上的磁阻。
关于无铅A3SbI3（A = Ba，Sr，Ca）钙钛矿太阳能电池中A阳离子的作用分析 (this opens in a new tab)
Analysis of the role of A-cations in lead-free A3SbI3 (A = Ba, Sr, Ca) perovskite solar cells
Md. Harun-Or-Rashid, Lamia Ben Farhat, Ameni Brahmia, Mustafa K. A. Mohammed, Md. Azizur Rahman, Ahmed Azzouz-Rached & Md. Ferdous Rahman
近期，太阳能行业对无铅（Pb）无机卤化物钙钛矿产生了极大的兴趣，这是因为它们具有显著的机械、光学、电子和结构特性。我们的研究通过第一性原理密度泛函理论（FP-DFT）和SCAPS-1D模拟，全面评估了立方A3SbI3（A = Ba，Sr，Ca）钙钛矿材料的这些属性。这些材料，与无铅无机金属卤化物钙钛矿类似，显示出有利的容差因子、直接带隙、机械鲁棒性、最小的损失和高吸收系数。我们的目标是探索A阳离子大小如何影响它们的性质和太阳能电池性能，从而进行有效的比较。我们系统地研究了具有锡（IV）硫化物（SnS2）缓冲层的新型A3SbI3基结构，改变层厚度、掺杂密度和缺陷密度，以评估光伏（PV）能力。Ba3SbI3吸收器展示了最高的功率转换效率（PCE）为30.26%，JSC为44.24 mA/cm2，FF为85.65%，和VOC为0.80 V，而Sr3SbI3和Ca3SbI3吸收器分别实现了PCE为26.93%和20.87%，相应的JSC为34.5和21.87 mA/cm2，FF为86.90%和85.85%，和VOC为0.90和1.11 V。我们的A3SbI3基太阳能电池结构为传统设计提供了创新的替代方案。
在体心立方铁中，从二维空位板片形成 < 100 > 空位位错环 (this opens in a new tab)
Formation of < 100 > vacancy dislocation loops from two-dimensional vacancy platelets in body-centered cubic iron
Yong Yang, Yong Ni, Xuepeng Liu & Linghui He
< 100 > 空位位错环是先进核系统中铁素体钢的独特辐射损伤缺陷，但形成环的机制仍然是个谜。在这里，我们报告了在高能碰撞级联中与预先存在的碎片重叠时 < 100 > 空位位错环的形成，使用原子模拟。我们的计算揭示了在环形成的中间阶段存在一种新的缺陷，原子厚的二维空位板片。能量分析和退火模拟表明， < 100 > 空位环可以直接从一些习惯面上的纳米级空位板片的崩溃中产生。特别是， < 100 > 空位环的形成敏感地依赖于瞬态空位板片的厚度，其中适度的两个或三个原子层对于形成这样的环是关键。这是一种新的 < 100 > 空位环的形成机制，与所有以前提出的机制都不同。此外，温度和Cr浓度的降低都不利于空位板片的崩溃，从而抑制了 < 100 > 空位环的形成。这一发现代表了理解 < 100 > 空位位错环形成的重要步骤，可能为提高铁素体材料的辐射抗性提供基础。
通过Terfenol-D在声子晶体Mach-Zehnder干涉仪中的双向弹性调制器 (this opens in a new tab)
Bidirectional elastic modulator via terfenol-D in phononic crystal Mach–Zehnder interferometer
Sajjad Ranjbar, Fakhroddin Nazari & Rasoul Hajizadeh
本研究介绍了一种新的方法，用于引入一种在兆赫频率范围内对声学系统进行操作的双向弹性调制器。所提出的调制器将Mach-Zehnder干涉仪（MZI）与固-固声子晶体（PnC）中的磁性材料相结合。实际上，已经开发出一种新的方法，利用磁场在独特的PnC-MZI配置中操纵声波的干涉。这种建议的调制器简单且方便应用于声学通信系统和网络。PnC结构包括由钨气缸组成的方格子，嵌入在PMMA基板中。Mach-Zehnder干涉仪由两个对称的臂组成，每个臂都包含一个嵌入的Terfenol-D材料。所提出的调制器通过改变Terfenol-D的杨氏模量来动态操作，通过应用外部磁场。通过考虑Terfenol-D空心气缸在两个臂中的杨氏模量的三个不同值，实现了传播波的不同相移，从而在所提出的调制器的输出中实现了三个强度级别。所提出的配置的另一个优点是其双向功能。此外，调制器显示出高达-22.2 dB的消光比和0.4 dB的低插入损耗，表明其出色的性能。使用有限元方法完成了模拟。图形摘要
剩磁性质和铜沉积后的锶六铁酸盐的穆斯堡尔分析 (this opens in a new tab)
Remanence properties and Mössbauer analysis of the strontium hexaferrite with copper deposited by sputtering
F. J. Santos-López, J. R. Martínez, A. Lobo-Guerrero, M. L. Marquina, J. L. Pérez Mazariego, S. Aranda-Espinoza & J. H. García‐Gallegos
在这项工作中，我们研究了当铜层通过磁控溅射沉积在其表面时，锶六铁酸盐的剩磁性质和超精细参数。在铜沉积在六铁酸盐上后，磁性质和最大能量产品显著改善。我们使用IRM和DCD剩磁磁化过程以及通过构建Henkel图和δM曲线来研究磁性相互作用，这使我们能够评估铜对观察到的磁性质增强的影响。X射线衍射证实了铜的沉积，而扫描电子显微镜显示了均匀的沉积层。穆斯堡尔光谱学被用来分析铜对铁核超精细参数的影响。结果显示，在未涂覆的六铁酸盐中，磁化样和退磁样相互作用之间存在竞争。然而，由于铜层沉积在六铁酸盐表面，退磁样相互作用的强度显著减弱。这种行为表明了磁耦合的出现，具有磁化效应。此外，穆斯堡尔分析揭示，铜增加了超精细场，并且强烈影响了4fI和2a铁位点的电子云。
纳米颗粒功能化微传感器用于室温下的氢气检测 (this opens in a new tab)
Nanoparticle-functionalized microsensors for room-temperature hydrogen detection
Suman Debnath, Carsten Flores-Hansen, Nikhil F. Carneiro, William A. Swann, Zachary A. Siefker, George T.-C. Chiu, James E. Braun, Jeffrey F. Rhoads & Bryan W. Boudouris
选择性地感测微量氢气在泄漏检测应用中是非常理想的，而且由于氢气在当前能源转型中的巨大潜力，这一点最近更加突出。在开放环境中进行室温下的氢气感测的一个困难是来自多种其他分析物的潜在干扰，包括水蒸气，特别是在高湿度环境中。为了开发一种高响应性、选择性的氢气传感器，我们使用水热法合成了超薄的钯纳米片（PdNS）。然后，将PdNS用作重力共振气体传感器中的化学识别层，用于实时检测室温下的氢气。PdNS的纳米级结构为材料提供了大量的功能表面积；反过来，这允许了显著的表面-分析物相互作用和高性能的感测。重要的是，PdNS活性层可以在多种干扰气体（例如，丙酮，醇和水蒸气）存在的情况下，选择性地感测氮气和空气环境中1-5%浓度范围的氢气。因此，这种传感器系统可能对未来关于安全处理氢气的工业应用具有潜在的兴趣。图形摘要
超疏水日间辐射冷却涂层，内含相变微胶囊，用于建筑热调节 (this opens in a new tab)
Superhydrophobic daytime radiative cooling coating incorporated with phase change microcapsules for building thermal regulation
Haibin Long, Sheng Lei, Fajun Wang, Shasha Yang, Huiquan Ju & Junfei Ou
被动日间辐射冷却（PDRC）是一种非消耗性且无污染的冷却技术。除了反射阳光，它还可以通过向空间散发热量来冷却表面。通过使用聚二甲基硅氧烷（PDMS）作为粘合剂和相变微胶囊（PCMs）作为填充物，制备了具有相变能量存储（PCES）功能和自清洁性能的日间辐射冷却涂层。PCMs-SiO2/PDMS涂层的太阳反射率大于90%，红外发射率大于94%。该涂层在夏季和秋季的PDRC温度分别为13.07℃和5.54℃。此外，由于其独特的PCES功能，PCMs-SiO2/PDMS涂层表现出显著的温度滞后，从而减少了温度波动。此外，PCMs-SiO2/PDMS涂层的自清洁性能保护了表面免受污染，使涂层能够在长期户外使用中保持其RC效果。此外，该涂层在化学腐蚀、紫外线老化和机械摩擦后仍保持出色的光学性能，为实际应用提供了有希望的前景。图形摘要
由牙科抛光程序引发的氧化钇部分稳定氧化锆的相变 (this opens in a new tab)
Phase transformations in yttria-partly stabilized zirconia induced by dental polishing regimes
Markus Wertz, Christoph Berthold, Annette Flicker, Stephan A. H. Sander, Lisa Brinkmann, Florian Fuchs & Andreas Koenig
该研究检查了三种抛光方法，使用NTI CeraGlaze（NTI）、Komet Dental（Komet）和EVE Diacera（EVE）的设备，并采用湿磨或干磨，对Y-PSZ牙冠的纹理（粗糙度）和相组成的影响。使用标准的CAD/CAM过程制作的VITA的3Y-/4Y-/5Y-部分稳定氧化锆（Y-PSZ; YZ-HT/ST/XT）牙冠，经过湿磨或干磨和抛光。使用X射线衍射（XRD）和Rietveld精修，研究了不同抛光处理对Y-PSZ表面相含量的影响，野外发射扫描电子显微镜（FE-SEM）测量了晶粒大小，共焦扫描激光显微镜（CLSM）用于确定表面粗糙度的算术平均高度（Sa）。为了分析不同的作用方式，使用XRD分析了抛光器的组件，同时使用微X射线计算机断层扫描（µXCT）、FE-SEM和CLSM进行微结构检查。Komet和NTI的抛光程序显著地比EVE程序更好地减少了3Y和所有湿样品的粗糙度，但引起了菱形相分数。这个结果的可能解释是EVE粗抛光器的整体结构更细（磨料粒度和含量，纹理密度），这可能导致对Y-PSZ表面的力较小。因此，不会达到菱形相界限。由于菱形相的体积膨胀和剪切比单斜相大，它可能导致增强的变形韧化或有害的低温降解效应。图形摘要
调整周期性金纳米盘阵列的等离子体响应以进行尿素检测 (this opens in a new tab)
Tuning the plasmonic response of periodic gold nanodisk arrays for urea sensing
Gaurav Pal Singh, Bodo Fuhrmann, Frank Syrowatka, Joerg Schilling & Neha Sardana
激光干涉光刻（LIL）被用于在玻璃上制造金纳米盘阵列，这被研究为表面增强拉曼光谱（SERS）基底。使用化学物质罗丹明6G比较了不同阵列周期（250 nm、300 nm、344 nm、395 nm和446 nm）的拉曼响应。在测试的LIL基底中，300 nm周期显示出最高的SERS增强。进行了实验传输测量和有限元方法（FEM）模拟，以理解LIL基底的光学响应。300 nm周期的LIL基底被用于检测尿素，以确认其作为SERS基底的实际用途。300 nm周期基底的增强因子是2.3×106。此外，对于优化的基底，尿素的检测限制是0.05 mM。图形摘要
声速和组织模拟回声材料的稳定性用于超声训练模型 (this opens in a new tab)
Acoustic velocity and stability of tissue-mimicking echogenic materials for ultrasound training phantoms
Marta Mencarelli, Luca Puggelli, Antonio Virga, Rocco Furferi & Yary Volpe
目的.高保真模型越来越多地用于训练医务人员进行许多医疗程序。最近，关于建造超声响应模型的回声材料的新挑战已经出现。这个挑战是找到一种具有适当的超声速度和触感一致性的材料组合。方法.进行了文献研究，以确定具有有前景的硬度、形状保持和超声速度组合的材料。制作了尽可能标准化的样品，并使用A模式超声机对其进行测试，以评估超声波通过它们的速度。研究中包括了四种不同掺杂的硅酮、五种基于明胶的材料、五种合成明胶和一种3D打印树脂。测试后，对材料进行了12天的监测，以评估其耐用性和形状保持性，并再次进行测试，以评估超声速度的稳定性。在论文中，介绍了材料的表征和跟踪结果。结果.结果显示，明胶是在超声速度和触感一致性方面模拟软组织的优秀材料，但在超时稳定性方面表现不佳，因此只适合一次性短期模型。掺杂硅酮的超声速度低于文献中发现的1540米/秒的参考值，但超时稳定性和形状保持性能优秀。Elastic 50A和聚氯乙烯塑胶也给出了接近生物的值。结论.本文对已经使用和非常规材料的保真度进行了定量概述，重点关注超声波通过它们的速度值以及它们在宏观观察到的脱水、形状保持和细菌发生方面的长期性。
研究表面镍镀层对WC-8Co/Inconel 718钎焊接头微观结构和机械性能的影响 (this opens in a new tab)
Study on the influence of surface nickel plating on the microstructure and mechanical properties of WC-8Co/Inconel 718 brazed joints
Ruilin Qiao, Jian Qin, Guanxing Zhang, Weimin Long, Pan Liu & Sujuan Zhong
钻取和取样技术是月球土壤样本收集的首选方法。针对AgCuNiMn钎焊合金在Inconel 718超合金表面的较差润湿性，该合金被用于月球土壤钻取工具，采用了镍镀层工艺对超合金表面进行改性。在890°C和10分钟的条件下，研究了镍镀层和不同镀层厚度对钎焊合金的润湿性和填充能力，以及接头的微观结构和机械特性的影响。对钎焊接头的微观结构发展过程和强化机制进行了分析。研究结果表明，超合金表面的镍镀层显著增加了钎焊合金对基材的润湿性和填充能力。基材之间的间隙被关闭，钎焊合金和超合金表面之间的接触角从20度降低到4度。随着镀层厚度的增加，接头的剪切强度先增加后减小。当镀层厚度为28μm时，剪切强度比未镀镍的钎焊接头增加了43.5%（从168增加到241MPa）。
双相钴在板材冲击下的机械响应、变形和损伤机制 (this opens in a new tab)
Mechanical response, deformation and damage mechanisms in dual-phase cobalt upon plate impact
Y. T. Chen, Y. Cai, L. Z. Chen, S. P. Zhao, J. Xu, X. H. Liu, N. B. Zhang, L. Lu & S. N. Luo
通过板材冲击实验和自由表面速度测量，研究了双相多晶钴材料的冲击压缩和剥离损伤。使用X射线衍射测量和电子背散射衍射对接收和死后样本进行了表征。确定了自由表面速度历史、Hugoniot状态方程和不同峰值冲击应力下的剥离强度。发现了多种变形机制。除了在两个相中都有位错滑移，{101¯2}和{112¯1}在六方密堆积（HCP）相中的变形孪晶，以及面心立方（FCC）到HCP相的转变也被观察到。在冲击表面，{101¯2}孪晶密度随冲击应力的增加而增加，但小于同一射击下剥离面的孪晶密度。韧性断裂是主要的损伤模式，由于应变局部化，空洞优先在HCP相中形成。Johnson-Cook本构模型可以描述双相Co的动态响应。使用这个模型，有限元建模与实验观察的冲击压缩部分相符。
通过Cu涂层的帮助，改善了非反应性Mg/钢系统的激光诱导动态湿润行为和扩散机制 (this opens in a new tab)
Improved laser-induced dynamic wetting behavior and spreading mechanism of non-reactive Mg/steel systems with the assistance of Cu coating
Tianyu Dou, Ruijun Wang, Wenhu Xu, Jin Yang, Haoyue Li, Min Zheng, Qing Jiang, Jiawei Jiang, Yulong Li & Caiwang Tan
通过电镀在钢表面引入Cu涂层，并研究了在激光加工过程中Mg合金在Cu涂层钢基板上的湿润和扩散行为。进行了湿润行为、微观结构、扩散动力学和热力学计算，以理解Cu涂层在湿润过程中的作用。随着Cu涂层厚度的增加，接触角首先减小，然后增加。通过Mg原子与Fe原子的结合，增强了界面反应，将主要的湿润机制从反应控制转变为吸附/解吸过程。引入Cu元素促进了在Mg和钢之间的固液界面处形成松散结构的Mg + Mg2Cu相。它显著增加了Mg滴在钢表面的湿润。结果表明，这种材料系统中的湿润行为是由反应、表面能和热力学驱动力共同控制的。这些发现为在非等温处理条件下增强不同Mg/钢材料的连接提供了基础理解。
纯铜激光熔覆的重叠率对微观结构和腐蚀行为的影响 (this opens in a new tab)
Effect of overlap rate on the microstructure and corrosion behavior of pure copper laser cladding
Baoxian Nie, Yanpeng Xue & Benli Luan
与冷喷涂和电镀相比，激光熔覆也是一种有效且可靠的表面改性技术，用于制备纯铜涂层，但具有独特性，如与基材形成冶金键合和高沉积率的结合。因此，成功在Q245R基材上制备了具有不同重叠率的纯铜涂层。通过表面轮廓仪、扫描电子显微镜、能量色散光谱仪、X射线衍射、电子背散射衍射和电化学分析，研究了表面质量、缺陷数量、相组成、晶粒取向和腐蚀行为。随着重叠率的增加，表面粗糙度先减小后增大，孔洞和未熔合的缺陷先消失后重新出现。晶粒形成从柱状晶体变为等轴晶体，然后变为柱状晶体，晶粒的取向从100变为101方向。进一步分析发现，具有70%重叠率的纯铜涂层具有更少的孔洞、未熔合的缺陷和无界面裂纹，因此具有最佳的紧密性。此外，在3 mol/L NaCl溶液中，具有70%重叠率的纯铜涂层表现出最佳的腐蚀阻力。图形摘要
SO42−在好氧/厌氧环境中的影响及其与HCO3−的相互作用对碳钢腐蚀行为的影响 (this opens in a new tab)
Effect of SO42− in aerobic/anaerobic environment and its interaction with HCO3− on corrosion behavior of carbon steel
Mingyang Gao, Haitao Wang & En-Hou Han
本研究的目的是使用动态极化、X射线衍射、白光干涉仪、电化学阻抗谱和扫描电子显微镜方法，研究SO42−在好氧/厌氧环境中及其与HCO3−的相互作用对Q345碳钢腐蚀行为的影响。研究发现，由于SO42−和溶解氧的协同效应，Q345碳钢在好氧环境中的腐蚀速率比在无氧环境中快。在含有SO42−和HCO3−的厌氧环境中，HCO3−/SO42−的高比例导致Q345碳钢样品由于HCO3−在较小半径的基底表面的竞争吸附而被钝化。随着HCO3−/SO42−比例的降低，SO42−的存在可以增强Fe基体的溶解，从而导致试样的腐蚀。HCO3−的高浓度也因形成密集的腐蚀产物而抑制腐蚀。
对慢冷和快冷过程中过冷Cu60Fe40不混溶合金的大区分异演化动力学的比较研究 (this opens in a new tab)
A comparative study of macrosegregation evolution kinetics for undercooled Cu60Fe40 immiscible alloy during slow cooling and rapid cooling processes
Yuhao Wu, Jingwen Su, Huiling Du, Yuqiang Gao, Zhiming Gao & Mingchen Du
通过激光加热和玻璃助熔技术，研究了慢冷和快冷过程中过冷Cu60Fe40不混溶合金的大区分异演化动力学。决定了形成亚稳相分离（MPS）的临界过冷度为41 K。随着过冷度的升高，即使过冷度升至最大值482 K（0.28TL），且初生相的成核温度首次低于包晶温度，MPS始终会发生。同时，在两种条件下，富Fe区的相分离时间和体积分数都逐渐增加。然而，激光加热条件下的相分离时间和富Fe区的体积分数比玻璃助熔状态下的要小得多。在轻微过冷的情况下，MPS优先在激光加热样品和玻璃助熔样品的底部区域发生，而其他区域的微观结构表现为在（Cu）基体相中的明确定义的αFe树枝晶。在高度过冷的状态下，由浮动的富Fe区和沉降的富Cu区组成的大区分异形态被保留。玻璃助熔样品的大区分异形成的临界过冷度相对较大。此外，富Fe区完全浮到玻璃助熔样品的顶部，而位于激光加热样品中部区域。整体过冷度越高，（Cu）相的晶格常数越低，αFe相的晶格常数越大。温度场和流体动力学的计算和分析表明，激光加热样品和玻璃助熔样品之间的热传递机制的差异是两个实验中大区分异演化动力学差异的原因。图形摘要
脱水方法对Medusomyces gisevii在不同基质上产生的细菌纤维素的微观和纳米形态特性的影响 (this opens in a new tab)
Effect of dehydration method on the micro- and nanomorphological properties of bacterial cellulose produced by Medusomyces gisevii on different substrates
Natalia Pogorelova, Evgeniy Rogachev, Nuraly Akimbekov & Ilya Digel
细菌纤维素（BC）的许多重要性质，如吸湿性、弹性和抗拉强度，大部分取决于其结构。本文研究了干燥方法对Medusomyces gisevii产生的BC膜的影响，使用了两种不同的程序：室温干燥（RT，（24 ± 2 °C，湿度65 ± 1%，干燥至恒重）和冷冻干燥（FD，在− 75 °C下处理48 小时）。BC是使用两种不同的碳源之一合成的——葡萄糖或蔗糖。使用原子力显微镜（AFM）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射评估了所得BC膜的结构差异。从宏观上看，RT样品呈半透明且平滑，而FD组呈现出不透明的白色和海绵状结构。SEM检查显示FD样品中的纤维素更密集，而RT样品显示出较小的平均纤维直径、较低的表面粗糙度和较少的孔隙度。AFM证实了SEM的观察结果，并显示FD材料呈现出更多的分支结构和更高的表面粗糙度。在含葡萄糖的营养介质中培养的样品，通常显示出与蔗糖衍生的BC相比，纤维素的形状更直且有序，后者的结构更粗糙和波浪状。在不同条件下干燥的BC膜显示出明显不同的结晶度，而培养基中的碳源对BC结晶度的影响相对较小。图形摘要
喷雾雾化辅助脉冲-CVD表面涂层用于阻燃聚氨酯泡沫 (this opens in a new tab)
Spray atomization-assisted pulsed-CVD surface coating for flame-retardant polyurethane foam
Dawei Zheng, Yingming Zhu, Kejing Wu, Shengqiang Liu, Pengcheng Fu, Houfang Lu & Bin Liang
聚合物热绝缘材料，特别是聚氨酯泡沫（PUF），广泛用于建筑物中以减少能源损失，但极易燃烧。为了在不牺牲固有性能的情况下降低聚氨酯泡沫的易燃性和烟雾释放，我们报告了一种有效策略，该策略涉及脉冲化学气相沉积（Pulsed-CVD）和喷雾雾化，以在多巴胺修饰的刚性聚氨酯泡沫上生成厚度低于200纳米的磷/二氧化硅纳米层。由于独特的多层结构，所得复合物显示出额外的热导率为31.9毫瓦米-1K-1和增强的压缩强度为42%。值得注意的是，经过表面处理的PUF在垂直测试中难以点燃，并且有一个非常高的有限氧指数（LOI）值为34.3%。锥形量热仪（CC）结果显示，总热释放（THR）和总烟雾释放（TSR）分别减少了32.9%和64.3%。并且在CC测试后完美地保留了闭孔炭结构。机理研究表明，硅和磷促进了炭形成，限制了燃烧过程中的热释放和热降解。这些结果表明，这种具有温和过程的策略在聚合物绝缘材料中具有优越的防火安全性和结构稳定性，具有工业化的潜力。图形摘要通过脉冲-CVD和喷雾雾化策略处理了多巴胺（PDA）涂覆的商用聚氨酯泡沫，表面装饰有阻燃层，火焰和烟雾通过即时形成炭和密集的表面碳屏障有效地被抑制，而不牺牲其固有性能。