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解决一维材料黏附行为的实验方法综述 Review
James L. Mead, Shiliang Wang, Sören Zimmermann, Sergej Fatikow, Han Huang
《工程（英文）》 2023年 第24卷 第5期 页码 39-72 doi: 10.1016/j.eng.2023.02.012
一维(1D)材料(如纳米管和纳米线)的黏附行为在集成一维组件的新型器件以及基于一维阵列的仿生黏合剂的有效制造、功能和可靠性中起着决定性作用本文汇编并批判性地评估了最近的实验技术，旨在表征由一维材料形成的界面的粘附行为（包括当这些材料与衬底或邻近的一维材料接触时）。讨论了一维材料与表面的构象以及与之相关的多粗糙度接触的发生，并探讨了界面附着和剥离过程中黏附和摩擦的耦合。考虑了一维材料作为增强剂在纳米复合材料中的应用以及相关的界面表征技术。研究了样品制备和黏附测试过程中存在的环境条件对一维界面相互作用的潜在影响，并最终改变了一维材料的粘附行为。最后，简要介绍了当前的挑战和未来的方向，包括测试环境的系统调查和通过表面改性改变附着力。
数据中心设计——一种微结构材料体系设计新方法 Article
Wei Chen, Akshay Iyer, Ramin Bostanabad
《工程（英文）》 2022年 第10卷 第3期 页码 89-98 doi: 10.1016/j.eng.2021.05.022
在高通量计算材料科学时代，材料基因组计划的核心是为计算材料设计建立数据处理、材料结构和材料属性（PSP）之间的关系。近年来，在数据获取和存储，微结构表征和重建（MCR），机器学习（ML），材料建模和仿真，数据处理、材料制造和实验方面取得的技术进步，显著提升了研究人员在PSP关系的建立和逆向材料设计方面的能力。特别介绍了一种数据中心设计方法，并从本质上将该方法分为三个方面：设计表征、设计评估和设计合成。每个方面的发展都由领域知识指导并从中受益。因此，针对每个方面，提出了一种应用广泛的计算方法，这些方法的集成实现了以数据为中心的材料发现和设计。
科学中的第五范式——以智能驱动的材料设计为例 Article
冷灿, 唐卓, 周一歌, 田泽安, 黄维清, 刘杰, 李克勤, 李肯立
《工程（英文）》 2023年 第24卷 第5期 页码 126-137 doi: 10.1016/j.eng.2022.06.027
材料科学研究正在进入“机器学习+大数据”为标志的数据驱动范式阶段，预示着以机器学习为代表的智能系统融入传统的材料科学计算在此，本研究通过在天河一号超级计算机系统上构建的为催化材料专门设计的典型平台案例，生动地阐明了第五范式的本质，旨在促进第五范式在其他领域的发展。与分解一起进行的是对迭代中实现的体系结构的性能评估。通过讨论，第五范式的智能驱动平台可以极大地简化和改进研究中极其繁琐和具有挑战性的工作，并通过补偿机器学习中样本的不足，以及替代一些计算资源不足导致的数值计算，实现数值计算与机器学习的相互反馈，加快探索过程跨学科专家的协同作用和对实时数据需求的急剧增长仍然是一个挑战。我们相信，对第五范式平台的关注可以为其在其他领域的应用铺平道路。
关键词： 催化材料 第五范式 智能驱动 机器学习 跨学科专家的协同效应
赵敏
《中国工程科学》 2018年 第20卷 第4期 页码 90-96 doi: 10.15302/J-SSCAE-2018.04.015
为了深入认识中国工程院“基于新一代人工智能的‘中国智能制造发展战略研究报告’”的重要意义，笔者采取了解构和重构的方法，对德国工业4.0参考架构模型（RAMI 4.0）进行了剖析，并与中国工程院报告中提出的智能制造总体架构做了对比，发现了彼此的相同和差异之处，认为中国版智能制造总体架构在智能程度上更胜一筹
曹维宇,杨学萍,张藕生
《中国工程科学》 2020年 第22卷 第5期 页码 112-120 doi: 10.15302/J-SSCAE-2020.05.010
高性能高分子复合材料因其优异的综合性能，成为国防与国民经济建设不可或缺的战略性关键材料，已在航空、航天、风力发电、轨道交通、汽车等领域进行应用本文分析了我国发展高性能高分子复合材料的宏观需求，综述了高性能高分子复合材料中碳纤维、芳纶、高性能玻璃纤维等纤维增强体以及复合材料用高分子树脂基体如环氧树脂、酚醛树脂、特种树脂的发展现状及特点，研判了高性能高分子复合材料发展存在的问题以及今后发展的目标与任务研究发现，碳纤维领域初步形成了从关键技术研发到工程化生产的产业化体系，材料向高性能和低成本双向发展；对位芳纶产业化初步成功；玻璃纤维则保持低速扩张；高性能高分子复合材料树脂基体产业则面临严峻的发展形势。基于发展需求，从注重自主创新、坚持需求牵引、重视产业链建设、加强人才培养与支持产业创新建设等方面提出了发展建议，以期为我国高性能高分子复合材料的发展提供参考借鉴。
李天昕,王书道,卢一平,曹志强 ,王同敏,李廷举
《中国工程科学》 2023年 第25卷 第3期 页码 170-181 doi: 10.15302/J-SSCAE-2023.03.016
随着世界科技水平的快速发展以及国民经济建设对高性能合金材料的迫切需求，传统单一主元合金逐渐不能满足人们与日俱增的使役需求。高熵合金因其独特的物理、化学以及力学性能，极大地拓展了金属材料成分设计范围，有望在国防、航空、航天、海洋、核能、医疗、新能源等重大工程领域发挥重要作用。本文结合各领域对先进高熵合金材料的具体需求，梳理了高熵合金材料的特征和内涵，分析了高熵合金材料发展的整体形势与前景，厘清了国内外高熵合金的发展现状。在此基础上，指出了我国高熵合金领域存在的差距和不足，我国高熵合金部分基础原材料依赖进口，严重威胁产业链安全；高熵合金产学研用体系尚未健全，工业化应用方面的研发投入有待提高。针对上述问题，研究建议，加强高熵合金材料研发的顶层设计，完善产业政策；加强企业和科研机构的对接和沟通；完善高熵合金材料标准、测试、表征、评价体系；推进人才队伍建设；降低材料成本，打造高附加值产品，促进我国先进高熵合金材料产业朝着体系化
钟光复,王志亮,李永池
《中国工程科学》 2006年 第8卷 第5期 页码 58-62
组织工程和给药技术中的三维光制造 Review
Rúben F. Pereira, Paulo J. Bártolo
《工程（英文）》 2015年 第1卷 第1期 页码 90-112 doi: 10.15302/J-ENG-2015015
组织工程中最有前景的方法就是将生物材料、细胞和生物活性分子结合加入人工的模拟环境，用以准确地模拟人体组织修复环境，并刺激组织修复和再生。光制造技术通过多层工艺，如对光敏预聚物的选区光交联反应，构建包含精确结构和多相材料组合的环境。细胞和治疗分子可以包含在初始水凝胶前体的溶液中，并加工成三维（3D）结构。
欧育湘,吴俊浩,王建荣
《中国工程科学》 2001年 第3卷 第2期 页码 86-90
文章综述了一类新型潜在阻燃高分子材料--聚合物/无机物纳米复合材料。简述了这类材料的特征及制备方法，详述了PPgMA（顺丁烯二酸酐接枝聚丙烯）/LS（层状硅酸盐）及PS/LS两种纳米复合材料的阻燃性能，并讨论了材料结构与阻燃性的关系。
构建二维层状结构的稠环含能材料——高能量与高稳定性的平衡 Article
冯永安, 邓沐聪, 宋思维, 陈思同, 张庆华, Jean’ne M. Shreeve
《工程（英文）》 2020年 第6卷 第9期 页码 1006-1012 doi: 10.1016/j.eng.2020.01.013
制造具有良好机械感度的高性能含能材料在过去几十年里一直是一项重大挑战，因为这类蕴含巨大能量的材料存在内在的不稳定性。本文研究了一种极具潜力的稠环含能材料：4-硝基-7-叠氮基-吡唑-[3,4-d]-1,2,3-三嗪-2-氧（NAPTO）。据我们所知，NAPTO是首个具有二维层状结构的稠环含能材料。与此同时，运用分子模拟分析了其在外界机械刺激下的稳定机制，结果表明，该含能材料超平的二维层状结构比其他结构更能有效地缓冲外界机械刺激，从而将作用在材料上的机械能转化为晶体的层间滑动与压缩。本研究从实验和理论两个方面揭示了稠环二维层状结构在制造先进含能材料方面的巨大潜力。
基于一维纳米结构阵列的质子交换膜燃料电池电极设计的研究进展 Review
杜尚峰
《工程（英文）》 2021年 第7卷 第1期 页码 33-49 doi: 10.1016/j.eng.2020.09.014
一维（1D）铂基电催化剂对氧还原反应（ORR）展现出了良好的催化活性和稳定性。基于一维铂基纳米结构阵列的三维（3D）有序电极的研究进展表明，它们在解决现有铂/碳（Pt/C）纳米颗粒电极在高性能质子交换膜燃料电池（PEMFC）的传质特性和持久性挑战方面具有巨大的潜力。本文综述了该领域的最新进展，重点介绍了基于独立的铂纳米线阵列的三维有序结构电极，讨论了纳米结构薄膜（NSTF）催化剂以及沉积在聚合物纳米线、碳和二氧化钛纳米管阵列上的铂基纳米颗粒电极，并回顾了铂基纳米管阵列电极的研究进展本文指出了一维催化剂纳米结构的尺寸、表面性质和分配控制的重要性。最后，讨论了一维纳米结构阵列电极在增大电化学比表面积（ECSA）和氧传质阻力定量研究方面面临的挑战和未来的发展机遇。
关键词： 质子交换膜燃料电池（PEMFC） 电极 一维（1D） 氧还原反应（ORR） 催化剂 有序化
一种作为主动控制宽带吸波器的热可调超材料 Article
邢校菖, 曹阳, 田小永, 吴玲玲
《工程（英文）》 2023年 第20卷 第1期 页码 143-152 doi: 10.1016/j.eng.2022.04.028
近年来，超材料因其操纵电磁波的强大能力而受到越来越多的关注。然而，大多数先前报道的超材料无法动态调控超宽波段电磁波。在本文中，我们提出了一种使用具有不同相变温度的石蜡基复合材料（PDCs）来实现热可调谐宽带吸波的超材料结构体（T-TBM）。该器件在电磁吸收、智能超材料、多功能结构器件等领域具有广阔的应用前景。
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