摘要:本研究论文探讨了先进材料加工的未来,重点关注未来的创新和挑战。研究首先探讨了先进材料加工的现状和该领域的最新趋势,包括使用增材制造等先进制造技术来制造复杂的几何形状和新型材料。然后,本文探讨了该领域面临的挑战,包括需要开发新的加工技术,以处理更广泛的材料并生产具有特定属性的材料。该研究还分析了人工智能和机器学习等新兴技术对材料加工未来的潜在影响。最后,本文讨论了可能塑造材料加工未来的关键创新和趋势,包括可持续材料的使用、新纳米材料的开发以及将先进的传感器和数据分析集成到制造过程中。总体而言,本研究论文对先进材料加工的未来进行了全面分析,并强调了创新在未来几年塑造该领域方面将发挥的关键作用。
2024 年 ENFL 中期职业奖的获得者是来自德克萨斯 A&M 大学金斯维尔分校 (TAMUK) 化学系的 Jingbo Louise Liu 教授,她也是德克萨斯 A&M 能源研究所的附属教员。她当选为文理学院续任、终身教职和晋升委员会主席以及 TAMUK 教职参议员秘书。刘教授领导的研究小组专注于设计和评估用于储能的新型材料。这包括用于燃料电池、二氧化碳捕获和转化、锂电池、超级电容器和环境应用的材料,与现有设计相比,这些材料具有更高的存储或捕获能力。她将工作拓展到了其他方向,通过与美国空军萨姆休斯顿堡、赖特帕特森空军基地和空军学院的合作,她引入了新的医疗、消毒应用和法医科学手段。刘博士撰写/合著了 160 多本多书和书籍章节,以及同行评审的期刊文章。她在专业会议、大学和其他场所发表了 180 多场演讲。
摘要:增材制造技术(AM)能够制造出满足个性化需求的复杂结构,为生物医学领域的骨组织工程提供了前所未有的机遇。然而,传统的金属植入物由于与宿主组织的结合性差而产生许多不良影响,因此,具有多孔结构的新型材料植入物正在逐渐被开发出来,以适用于临床医疗应用。本文从增材制造技术和材料的角度,探讨生物骨组织工程理想材料的适宜制造工艺。首先回顾了现有的增材制造技术的方法和适用材料及其在生物医学中的应用,介绍了各种AM技术的优缺点。详细讨论并总结了包括金属和聚合物在内的材料特性、常用的AM技术、最新进展及其在骨组织工程中的应用。此外,还介绍了不同金属和聚合物材料面临的主要挑战,例如生物降解性、各向异性、促进成骨能力的生长因子和增强力学性能。最后,展望了AM技术和生物材料在骨组织工程中的发展前景。
摘要:随着人工智能技术的快速发展和增加的材料数据,机器学习和人工智能辅助设计高性能钢材的设计正成为材料科学的主流范式。基于计算机科学,统计学和材料科学之间的跨学科学科的机器学习方法擅长发现许多数据点之间的相关性。与材料科学中传统的物理建模方法相比,机器学习的主要优点是它克服了材料本身的复杂物理机制,并为新型材料的研究和开发提供了新的视角。本综述始于数据预处理和引入不同的机器学习模型,包括算法主张和模型评估。然后,根据优化组成,结构,处理和性能的主题,对在钢铁研究领域中应用机器学习方法的一些成功案例进行了审查。还审查了机器学习方法在材料组成的面向性能的逆设计和钢缺陷检测中的应用。最后,总结了材料领域中机器学习的适用性和局限性,并讨论了未来的方向和前景。
2023 年的展会将作为一项混合活动举办,包含 4 个部分:能源材料(改进的金属离子电池材料:基于金属离子的电池的先进材料、电化学方法和新的表征方法;固体氧化物燃料电池的材料、合成、烧结和表征方法;用于能量收集的新型压电和热电材料;用于热能存储的新型材料);关键原材料(用于极端条件下可持续替代关键原材料的新材料和工艺;用于能源和生物医学应用的新型金属、陶瓷、复合材料和混合材料的增材制造;先进材料的循环性、其再利用和重新设计的新工艺)和环境保护新材料(用于工业废水净化的材料;用于 CO 2 吸附的材料;用于传感器和先进检测的新材料)。材料建模与仿真(用于储能的材料的原子建模;用于生物医学应用的材料的原子建模;过程建模)。我们继续鼓励年轻研究人员的参与。他们的许多有趣贡献都包含在青年科学家奖竞赛中。
病理疤痕(PS),包括肥厚疤痕(HTS)和乳突,是伤口愈合不良的常见并发症,对患者的生活质量显着影响。目前,PS有几种治疗选择,包括手术,药物治疗,放射治疗和生物疗法。但是,这些治疗方法仍然面临着主要的挑战,例如低效率,高副作用和高度复发风险。因此,尤其紧急寻找更安全,更有效的治疗方法。新材料通常具有较少的免疫排斥反应,良好的组织相容性,并且可以减少治疗过程中的次要损害。新技术还可以降低传统治疗的副作用和治疗后的复发率。此外,新材料和生物材料的衍生产品可以改善新技术对PS的治疗作用。因此,新技术和创新材料被认为是增强PS的更好选择。本综述集中于使用两种新兴技术,微针(MN)和光动力疗法(PDT),以及两种新型材料,即光敏剂和外泌体(EXOS),用于PS的治疗。
摘要在这封信中,我们提出了用于区域优化的自旋轨道磁性随机访问存储器(SOT-MRAM)的新结构。基于对SOT-MRAM布局的观察,即可以在水平方向添加金属线而不增加细胞区域,建议的设计优化了金属线路由方向以及偏向读取和写入操作的条件。与常规的SOT-MRAM(STT-MRAM)相比,该设计的设计使用45 nm CMOS技术实施,可实现42%(23%)的细胞区域减少。通过利用高自旋电流注入效率,提出的设计比STT-MRAM达到6.26倍的写入功率。此外,由于读取和编写当前路径,提出的设计可以独立优化每个路径,从而使读取功率较低7.69倍,而较高的读取磁性距离距离与stt-MRAM相比,该路径具有读写和写入操作的常见路径。关键字:MRAM,旋转轨道扭矩,区域优化分类:电子设备,电路和模块(硅,Com-pound半导体,有机和新型材料)
“我们现在可以研究许多材料在相同极端压力下的反应,”SNAP 的发起人、桑迪亚国家实验室科学家艾丹·汤普森 (Aidan Thompson) 表示。“应用包括行星科学问题——例如,什么样的撞击应力会导致月球的形成?它也为在极端条件下设计和制造新型材料打开了大门。”极端压力和温度对材料的影响对于设计巨行星的内部模型也很重要。桑迪亚国家实验室的 Z 脉冲功率设施和劳伦斯利弗莫尔国家实验室的国家点火设施等强大的 DOE 设施可以在实验中重现这些星球的近乎相同的条件,这些实验可以近距离检查径向压缩材料。但即使是这些独一无二的强大机器也无法精确定位这些极端条件下关键的微观变化机制,因为在原子层面的诊断存在局限性。“只有计算机模拟才能做到这一点,”艾丹说。戈登贝尔奖入围作品是关于“一块微米大小的压缩钻石”
本卷记录了 1998 年 4 月 13 日至 15 日在旧金山举行的 MRS 春季会议上举行的“结构应用的多孔和蜂窝材料”研讨会。来自世界各地的专家齐聚一堂,介绍和讨论了多孔和蜂窝材料领域的最新发展,包括聚合物、陶瓷和金属基材料。研讨会的重点是正在开发的多孔材料,至少部分是用于结构应用。讨论了多孔和蜂窝材料的机械行为的理论方面,以及各种固体泡沫材料的具体机械性能。介绍了在结构中使用固体泡沫的设计原理,并展示了多孔和蜂窝材料的许多有前景的应用。介绍了有关固体泡沫制造和含有固体泡沫的零件生产的论文。研讨会的很大一部分内容是讨论不能归类为泡沫的新型多孔材料,例如空心球、热等静压和膨胀 (HICE) 材料和 QASAR 材料。关于这些新型材料的论文涵盖了它们的制造、特性和未来用途。研讨会表明,多孔和蜂窝状材料的开发和理解在过去十年中取得了长足进步,特别是在多孔金属材料领域。
摘要:传统的制备金属—陶瓷复合结构的方法,由于金属与陶瓷材料之间的热膨胀系数等性能差异,容易产生分层、开裂等缺陷。激光定向能量沉积(LDED)技术具有在成形过程中可以改变材料成分的独特优势,该技术可以克服成形复合结构时存在的问题。本研究利用LDED技术制备了多层复合结构,不同的材料采用各自合适的工艺参数进行沉积。先沉积一层Al 2 O 3 陶瓷,再沉积三层NbMoTa多主元合金(MPEA)作为单一复合结构单元。在φ20 mm×60 mm圆柱体上表面成形了由多个复合结构单元组成的NbMoTa–Al 2 O 3 多层复合结构试件,耐磨性较NbMoTa提高了55%。平行成形方向电阻率为1.55×10 − 5 Ω×m,垂直成形方向电阻率为1.29×10 − 7 Ω×m,成功获得了一种电各向异性的新型材料,本研究为智能材料及新型传感器的制备提供了实验方法和数据。