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World File Search System混合材料
混合材料的微观结构与力学性能...
摘要：在本研究中，我们提出了一种混合制造工艺来生产高质量的 Ti6Al4V 零件，该工艺结合了增材粉末激光定向能量沉积 (L-DED) 用于制造预制件，随后的热锻作为热机械加工 (TMP) 步骤。在 L-DED 之后，材料在两种不同的温度 (930 ◦ C 和 1070 ◦ C) 下热成型，随后进行热处理以消除应力退火。在小子样本上进行拉伸试验，考虑到相对于 L-DED 构建方向的不同样本方向，并产生非常好的拉伸强度和延展性，类似于或优于锻造材料。所得微观结构由非常细粒、部分球化的 α 晶粒组成，平均直径约为 0.8–2.3 µ m，位于 β 相基质内，占样本的 2% 至 9%。在亚β转变温度范围内锻造后，典型的 L-DED 微观结构不再可辨别，并且增材制造 (AM) 中常见的拉伸性能各向异性显著降低。然而，在超β转变温度范围内锻造会导致机械性能的各向异性仍然存在，并且材料的拉伸强度和延展性较差。结果表明，通过将 L-DED 与 Ti6Al4V 亚β转变温度范围内的热机械加工相结合，可以获得适用于许多应用的微观结构和理想的机械性能，同时具有减少材料浪费的优势。
通过喷雾干燥进行多功能混合材料设计
喷雾干燥是工程师们常用的“干燥工具”。这一观点强调，除了这种应用之外，喷雾干燥还是材料化学家设计多功能和混合材料的一种非常有趣且强大的工具。喷雾干燥后，液滴的密闭空间变窄，其成分在“落干”时被迫聚集在一起。正如本文所详述的，这使得以下材料形成策略可以单独或组合实现：可以组装纳米颗粒和/或分子；可以进行沉淀反应以及化学合成；可以设计模板材料。除此之外，还可以处理易碎部分，或制备“前体材料”。喷雾干燥物体的后处理最终使复合材料的设计更上一层楼。使用喷雾干燥设计（颗粒）材料具有许多优势，但也面临许多挑战，所有这些挑战都在此处概述。人们认为，通过喷雾干燥制成的多功能混合材料具有非常独特的特性组合，这些特性在无数应用中特别有前景，其中催化、诊断、净化、存储和信息应用最为突出。
用于储氢的创新混合材料
有机分子晶体，例如对苯二酚笼状物，可能是很有前途的储氢材料。笼状物是由客体分子（这里是 H 2 ）和形成空腔的宿主分子组成的超分子化合物。对苯二酚 (HQ) 与气体（例如 CO 2 1 或 CH 4 2 ）的形成在文献中是众所周知的。但是，对于氢气捕获，一些重要的限制限制了这种材料的发展，例如高压和低笼状物形成动力学。Han 等人 3 通过预先形成无客体结构，然后在 350 bar 下用 H 2 填充它，获得了氢 HQ-笼状物。人们还进行了其他尝试来提高对苯二酚笼状物的存储容量，例如添加 C 60 4，但迄今为止尚未发现最佳系统。本研究开发的策略是将对苯二酚浸渍在多孔材料的微孔内，以利用限制效应来启动限制包合物的形成并改善包合动力学。为此，开发了一种新颖的浸渍方法，并在几种具有不同化学性质（碳、聚合物、二氧化硅）和不同孔径（1 至 15 纳米之间）的材料上进行了测试。使用 TGA-DSC、氩气孔隙率仪和 MAS-NMR 来表征新型复合材料。有机晶体的浸渍率可达到混合材料质量的 35%。用磁悬浮天平测量氢的存储容量。对于浸渍在多孔聚苯乙烯基材料中的 HQ 的情况，通过将温度在 0 到 100°C 之间循环可以达到 HQ 包合物的形成。在 20 bar 氢气压力下，经过 10 个温度循环，样品的存储容量从每克样品 0.1 wt.% 增加到每克 HQ 1.3 wt.%（或每克 HQ 7 wt.%）。此外，该系统在室温下稳定，P = 1 bar 氢气压力下，每克 HQ 的存储容量为 5.7wt.% H 2，并且在 100°C 时可完全释放 H 2。使用 MCM-41+HQ 等其他材料也获得了类似的存储容量。
从精密胶体混合材料到先进功能组件
概要：胶体的概念涵盖了从合成纳米粒子、纳米棒和纳米片到功能性生物单元等各种各向同性和各向异性的粒子，它们具有多种尺寸、形状和功能。材料科学致力于研究它们的各种功能，而它们在生物世界中无处不在，具有多种功能。由于其科学和技术重要性，人们对其进行了研究的各种合成胶体；但它们的特点是尺寸分布有限、形状和相互作用不完善，功能尚未完全工程化。这与尺寸、形状和功能精确的生物胶体形成鲜明对比。材料科学一直在从生物世界中寻找灵感，以通过自组装和层次结构进行结构控制，并在生物灵感中确定功能组合的新途径。在此，我们首先讨论基于生物基序引导组装的技术相关合成胶体的高度定义结构控制的不同方法。首先，我们描述如何在空心蛋白质笼内组装多分散纳米粒子，以实现明确定义的组装和分层堆积。另一种方法依赖于基于 DNA 纳米技术的组装，其中工程 DNA 结构允许程序化组装。然后，我们将讨论具有特别窄的尺寸分散性或甚至原子精确结构的合成胶体，用于新的组装和潜在功能。此类胶体可以具有明确定义的膜填料，从而允许高模量。它们可以使用光响应部分进行切换，并且可以启动不同几何形状的较大组装的堆积。重点是原子定义的纳米团簇，其允许通过超分子相互作用（例如定向氢键）进行明确定义的组装。最后，我们将讨论刺激响应胶体的新功能，甚至是受生命启发的复杂响应功能。其中，受生物学习启发的刺激响应材料可以实现下一代此类材料。经典条件作用是最简单的生物学习概念之一，需要两个刺激和可触发的记忆。其中我们使用热响应水凝胶与等离子体金纳米粒子和螺吡喃光酸作为模型。加热是导致热响应凝胶熔化的非条件刺激，而光（在特定波长下）最初会导致 pH 值降低，而不会因空间凝胶稳定而导致等离子体或结构变化。在热诱导凝胶熔化下，光会导致 pH 值降低和金纳米粒子链状聚集，从而产生新的等离子体响应。因此，同时加热和光照可以对新衍生的刺激进行条件作用，其中的逻辑图类似于巴甫洛夫条件作用。所示的组件展示了当尺寸和分散性受控时使用胶体可实现的不同功能。■ 主要参考文献
基于碳纳米管和纳米纤维的混合材料在环境领域的应用
碳基材料具有多种不同的特性，如今已应用于生活的各个领域，包括工业、冶金、医学、光学和环境保护。然而，工业的快速发展需要更先进的材料，这些材料具有新的特性，可供未来使用。解决方案是创建混合材料，这种材料不仅结合了各个成分的特性，而且还能产生协同效应。简而言之，混合材料 (HM) 是将化学上不同的成分混合并形成相互作用的结果，例如范德华力、氢键、弱静电相互作用或共价键。形成的 HM 具有与其组成材料不同的结构，但继承了它们的一些特性和功能。重要的因素是混合物的内部结构。通过操纵这个方面，我们可以控制混合材料的物理化学性质。碳纳米材料（CNM）与聚合物和无机纳米粒子的组合改善了机械性能（Gomathi et al., 2005；Zhao et al., 2011；Dillon et al., 2015；Wu et al., 2017）、电性能（Whitsitt and Barron, 2003；Hang et al., 2005；Ivnitski et al., 2008；Liang et al., 2012）、热（Cui 等人，2011；Chen L. 等人，2014；Aghabozorg 等人，2016；Hameed 等人，2019）、吸着（Deng 等人，2005；Choi 等人，2010；Czech 等人，2015；Saud 等人， 2015年； Navrotskaya 等人，2019）和催化性质（Wu 等人，2009；Paula 等人，2011；Aazam，2014；Kim 等人，2014）性质（Kumar 等人，2008；Wu 等人，2009；Cui 等人，2011；Dillon 等人，2015）。
具有二进制解码器功能的生物混合材料电路的设计
合成生物学应用了电气工程和信息处理的概念，赋予细胞计算功能。将底层分子成分转移到材料中，并根据受电子电路板启发的拓扑结构进行连接，已经产生了执行选定计算操作的材料系统。然而，现有构建块的有限功能限制了将高级信息处理电路实现到材料中。在这里，设计了一组基于蛋白酶的生物混合模块，其生物活性可以被诱导或抑制。在定量数学模型的指导下，遵循设计-构建-测试-学习 (DBTL) 循环，模块根据受电子信号解码器启发的电路拓扑进行连接，这是信息处理的基本主题。设计了一个 2 输入/4 输出二进制解码器，用于检测材料框架中的两个小分子，这些小分子可以以不同的蛋白酶活性形式执行受调节的输出。这里展示的智能材料系统具有很强的模块化，可用于生物分子信息处理，例如在高级生物传感或药物输送应用中。
基于离子液体/聚合物混合材料的全印刷软执行器
DM 科雷亚 1,2,* , LC 费尔南德斯 1 , N. 佩雷拉 1,3 , JC 巴博萨 1,2 , JP 塞拉 1 , RS 平托 1 ,
湿度稳定的热电混合材料朝向自有权力的三重传感系统
对最常见的物理刺激的高度敏感和抗湿度的检测对于实时监测中的实际应用至关重要。在这里，据报道，一种简单而有效的策略可以达到高度湿度稳定的杂种复合材料，该复合材料能够同时且准确的压力和温度传感在单个传感器中。改善的电子性能是由于POLE（3，-4-甲基二氧二苯乙烯）（PEDOT）的平面性提高以及Pe-dot之间的电荷转移：聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT：PSS）和多壁碳纳米管（CNT）（CNTS）通过强效应强度的相互作用。杂交复合材料中强大的形态引起的首选电子途径是高湿度稳定性的原因。这项研究还表明，该传感器对智能对象识别具有巨大的作用，高度为97.78％。以及摩尔电纳米生成剂（TENG）的位置检测能力，在智能分类方面，在不看到三重传感系统的潜在工业应用方面具有优势。
牙科材料
目标：近年来，越来越多的CAD/CAM（计算机辅助设计/计算机辅助制造）混合材料引入了牙科市场。此外，用于添加剂制造（AM）的CAD/CAM混合材料在数字牙科中变得越来越有吸引力。使用微型层析成像（µCT）与扫描电子显微镜（SEM）相结合的材料微结构的研究仅到目前为止仅在有限的程度上可用。方法：一种CAD/CAM三维（3D-）可打印的混合材料（Varseosmile Crown Plus）和两种CAD/CAM可铣削的混合材料（Vita Enamic; Voco Grandio）以及一种直接的复合材料（Ceram.x Duo）。圆柱样品，并通过同步辐射µ -CT在0.65 µm的体素尺寸下进行研究。通过SEM研究了通过切割和抛光获得的相同材料的不同样品。结果：3D打印的混合材料显示出一些团聚和更不规则的填充物，以及由于印刷过程而导致的可见分层宏结构和一些球形毛孔。CAD/CAM可铣削的杂交材料显示陶瓷颗粒的均匀分布。直接复合材料根据手动处理显示了多种气泡和微结构不规则性。显着性：材料的µ -CT和SEM分析揭示了不同的微观结构，即使它们属于同一类材料。可以证明，µ -CT和SEM成像是材料的微观结构和相关机械性能的有价值的工具。