新材料

金属在受到极端变形过程中，其构成的微小晶粒会如何变化？麻省理工学院的研究人员探究了背后的秘密，这可能导致生产更轻、更硬、更强的金属版本，如钢、铝、钛和合金的方法。

一种超薄硅纳米线——可以实现更小、更快的微电子器件，其传热效率超过当前技术。科学家们展示了一种新材料，硅纳米线比普通硅的导热性能好150%，有可能导致计算机芯片的温度大幅降低。

激光粉末床融合是一种3D打印技术，在制造业中具有潜力，特别是在制造具有复杂几何形状的镍钛形状记忆合金时。尽管这种制造技术对生物医学和航空航天领域的应用很有吸引力，但它很少展示使用镍钛形状记忆合金的特定应用所需的超弹性。在3D打印过程中产生的缺陷和施加在材料上的变化使3D打印的镍钛合金中很少出现超弹性。

俄罗斯国立研究型技术大学（NUST MISIS）的研究人员合成了一种由聚合的富勒烯分子组成、内部含有钪和碳原子的新型超硬材料（Sc2C2@C82）。

美国杜兰大学（Tulane University）科学与工程学院的研究人员开发出一系列新的二维材料，被称为过渡金属碳硫属化物（transition metal carbo-chalcogenides，TMCC）。

美国得克萨斯A&M大学（Texas A&M University，TAMU）的研究人员使用人工智能材料选择框架（AIMS）发现了一种新的形状记忆合金。

受贝壳启发，美国桑迪亚国家实验室的科学家们设计了一种多功能的新材料，这种材料非常便宜、坚固、轻便且耐热。该材料可用于屏蔽航天器或聚变设施。

来自北卡罗来纳州立大学、挪威 SINTEF 和挪威科技大学的一组研究人员开发了一种聚合物膜技术，该技术可以从混合气体中去除二氧化碳，具有高渗透性和高选择性。相关研究工作发表在《科学》杂志上。

俄罗斯国立研究型技术大学MISIS（NUST MISIS）、超硬和新型碳材料研究所和俄罗斯科学院西伯利亚分院物理研究所的科学家团队首次合成一种基于含钪的碳纳米结构的超硬材料。

天津大学封伟教授团队受自然界向日葵向光特性启发，成功开发了一种能“追光”的智能新材料——基于MXene增强液晶弹性体的仿生向日葵管状液晶驱动器。相关成果已发表于国际期刊《先进功能材料》。

中国科学技术大学俞书宏院士团队首次提出了非连续布利冈（Bouligand）结构的设想，并发展了一种程序化组装纳米纤维的方法，成功地创制出一种新型的轻质高强仿生非连续布利冈结构纳米复合材料，实现了非连续纤维桥连和布利冈构造诱导裂纹偏转的协同增韧。该成果为研制高性能结构材料提供了新的组装方法。相关论文日前发表在国际期刊《物质》上。

麻省理工学院的研究人员利用石油精炼过程中留下的沉重、黏稠的废料制造轻质碳纤维。目前汽车用碳纤维成本至少为每磅10~12美元，而这种新型碳纤维达到每磅3美元左右。

北卡罗来纳州立大学和布法罗大学的研究人员开发并展示了一个“自动驾驶实验室”，该实验室使用人工智能 (AI) 和流体系统来促进我们对金属卤化物钙钛矿 (MHP) 纳米晶体的理解。这个自动驾驶实验室还可用于研究广泛的其他半导体和金属纳米材料。

二维 (2D) 材料具有非凡的特性。它们通常由只有几纳米厚的原子层组成，例如特别擅长导热和导电。令许多科学家惊讶的是，最近人们知道二维材料也可以基于某些金属氧化物而存在。这些氧化物在纳米电子应用等领域引起了极大的兴趣。由 Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) 领导的德裔美国人研究小组现在已经成功地通过使用数据驱动的方法预测了这类新材料的 28 个代表。相关研究发表在Nano Letters上。

近日，中科院合肥研究院核能安全所黄群英研究员课题组在含钐环氧树脂中子屏蔽材料研制方面取得新进展。由于目前现有轻型屏蔽材料存在耐热性差的问题，研究人员利用APTES对Sm2O3颗粒进行化学改性并与耐高温基体AFG-90H环氧树脂物理共混的方式，制备出具有高热稳定性的复合中子屏蔽材料Sm2O3-APTES/AFG-90H的方法。

弯曲碳螺线管只在理论预测中出现，文献中从未报道该类材料的精确合成与性质探究；中国科学技术大学杜平武教授课题组实现了首个具有黎曼曲面的弯曲碳纳米螺线管材料，该工作填补了分子基弯曲碳螺旋材料领域的空白。

相比于传统的无机铁电材料，有机铁电材料拥有高柔韧性、抗崩损性和溶液可加工性的优点，因而是国内外一个重要的研究领域。在目前已开发的有机铁电材料中，无金属钙钛矿铁电材料已达到与传统无机铁电材料相当的铁电极化率，但它们存在一个严重缺陷：其矫顽力普遍仅为～10kV/cm。这导致在器件设计中，这些有机铁电材料的厚度要达到约1μm才能保证电压转变区间为1～2V，因而阻碍了器件的微型化。一般而言，理想的矫顽力需在～100kV/cm量级，但目前仍缺乏有效手段来实现该目标。

对于致力于突破防弹材料极限的科研人员来说，重量通常是需要考虑的一个关键因素，先进的防弹衣需既能保证穿戴者的安全，又能提高他们的机动性和灵活性。美国威斯康星大学麦迪逊分校的工程师已经打造出了一种新型的超轻装甲材料，被称为“纳米纤维衬垫”，这种材料具有独特的化学成分，使其性能优于凯夫拉和钢。

约翰霍普金斯大学的一组研究人员创造了一种减震材料，更轻、更强、可重复使用。这种新的泡沫状材料可能会改变头盔、防弹衣以及汽车和航空航天部件的游戏规则。

来自米兰理工大学和罗斯托克大学（德国）的一组研究人员在实验室中发现并观察到一种由激光制成的奇异准晶体中的新型相变。这一发现最近发表在著名的《自然》杂志上，可以为全面了解复杂或工程材料的内部工作原理及其在先进的相控材料应用中的应用铺平道路。

中国科学院合肥物质科学研究院固体所内耗与固体缺陷研究部同中国核动力研究设计院合作，研制出一种高性能钼合金，或可在先进核能系统和航空航天等领域应用。相关研究成果日前发表在金属材料期刊《Acta材料》上。