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前言
- 摘要：锂金属固态电池因高能量密度和高安全性而备受关注，但固态电解质与锂金属之间的界面问题制约了其发展. 本研究通过光催化的可逆失活自由基聚合(RDRP)，将聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(PEGMA)、甲基丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)和2-溴-3,3,3-三氟丙烯(BTP)共聚，合成了超支化含氟聚合物(HBPs)，进而与Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12 (LLZTO)纳米颗粒复合，制备复合固态电解质(HBPs-LLZTO-SPE). 该电解质在电池循环过程中，能在锂金属表面形成有机-无机杂化的固体电解质界面膜(SEI). 该SEI呈现有机层覆盖顶层，无机相富集底层且被有机相包覆的梯度结构，以实现对锂金属优异的界面稳定性. 将该电解质应用于锂金属电池中，电池在60 ℃下表现出优异的倍率性能和稳定的长期循环性能.关键词：超支化含氟聚合物;复合电解质;固体电解质界面膜;锂金属固态电池1760|1158|0<图文摘要> <HTML><网络PDF> <Enhanced-PDF>更新时间：2026-05-08
- 摘要：全无机钙钛矿/有机叠层太阳能电池(TSCs)有望突破单结Shockley-Queisser极限. 然而，宽带隙钙钛矿前电池的滤光效应会引起光生电流失配及有机后电池载流子动力学改变，造成严重的能量损失，限制了叠层器件性能的提升. 本研究提出一种组分光学调控策略：通过提高有机体异质结(BHJ)中的受体组分含量，增强了薄膜在滤光条件下的近红外光子捕获能力，使前后电池光电流更加平衡，有效地降低了TSCs的光学损失. 此外，该策略还可提供额外的电子传输路径，平衡了空穴与电子迁移率，进而抑制双分子复合、促进激子解离. 最终实现叠层太阳能电池23.65%的光电转化效率、2.17 V的开路电压和79.58%的填充因子. 此外，该器件展现出良好的工作稳定性，在1000 h持续运行后仍保持初始效率的88%，并且紫外光稳定性良好.关键词：叠层太阳能电池;全无机钙钛矿;有机光伏;体异质结;载流子动力学;能量损失1745|1566|0<图文摘要> <HTML><网络PDF> <Enhanced-PDF>更新时间：2026-05-08
- 摘要：单一网络的丝素蛋白水凝胶缺少力学强度及其他生物活性. 本工作通过光聚合制备甲基丙烯酰化改性的丝素蛋白(SFMA)水凝胶，再与硫辛酸(LA)、精氨酸(Arg)共混一步浸泡法热聚合制备双网络复合水凝胶(SFLA). 首先通过扫描电子显微镜、流变学等方法对不同浓度SFMA的微观结构和力学性能进行表征，随后通过成胶筛选出LA和Arg的适宜浓度，从而制备出SFLA水凝胶并通过紫外测定水凝胶的药物释放情况，最后对水凝胶的生物安全性、抗氧化性和抗菌能力进行测定. 结果表明在丝素蛋白单网络水凝胶中引入LA交联的次级网络可以增强水凝胶的力学强度和黏附性能，同时通过LA和Arg的协同作用赋予了水凝胶优异的抗氧化及抗菌能力.关键词：丝素蛋白;硫辛酸;精氨酸;抗菌1613|2017|1<图文摘要> <HTML><网络PDF> <Enhanced-PDF>更新时间：2026-05-08
- 摘要：膜蒸馏技术是废水脱盐的有效手段之一，但在面对高盐含油时传统疏水微孔膜面临膜润湿和污染的风险. 本研究报道了一种用于膜蒸馏的Janus型有机-无机薄层复合膜的制备策略. 该膜由有机-无机复合亲水致密薄层和疏水多孔支撑层构成，其中支撑层为聚丙烯微滤膜，亲水薄层通过多巴胺和聚乙烯亚胺的气-液界面反应形成，并进一步诱导其表面二氧化硅矿化. 亲水薄层具有优异的亲水性和水下疏油性能，水下油接触角达(163.10±2.10)°，油黏附力仅为4.3 μN. 复合薄层的存在不仅不会降低其通量，且其在处理高盐含油乳液废水时能有效抵抗油污染与乳化剂浸润. 在40 ℃温差下，其通量可达(27.59±3.05) L/(m2·h)，NaCl截留率99.9%以上，连续稳定运行7 h以上. 这一研究为面向复杂废水体系的膜蒸馏用膜的设计提供了新思路.关键词：聚多巴胺;聚乙烯亚胺;膜蒸馏;有机-无机复合膜;Janus膜2160|1099|0<图文摘要> <HTML><网络PDF> <Enhanced-PDF>更新时间：2026-05-08
- 摘要：基于有效介质理论的传统导热模型建立在单一颗粒的假设之上，难以刻画填料粒子因距离靠近产生的相互作用及其引起的热流方向变化，因此无法有效表达导热逾渗行为，在高填充条件下预测偏差显著. 为此，我们前期提出了基于最小热阻路径理论的导热模型，通过约束热流沿体系中总热阻最小的路径传递，实现了对高填充聚合物/类球形填料复合体系热导率的准确预测. 在此基础上，本研究进一步将最小热阻路径的思想拓展至片状填料复合体系. 通过将高度无序、空间关联复杂的片状填料分布等效为可解析的简化热阻网络结构，并引入最小热阻路径理论的方向性选择机制，刻画热流的矢量属性，从而能够有效捕捉由片状填料彼此靠近、搭接及网络贯通所引起的逾渗及各向异性导热行为. 通过跨材料体系的实验数据验证，该模型在超过200组片状填料复合材料数据上的拟合度达到0.98，平均相对误差仅为11.54%，预测范围覆盖至50 vol%，基本涵盖当前可加工的片状填料复合材料体系. 该模型为聚合物/片状填料复合材料体系导热性能的预测提供了一种高效可靠的工具，也为理解聚合物复合材料的导热逾渗行为提供了一定的理论依据.关键词：片状填料;聚合物复合材料;理论模型;导热系数;导热逾渗1163|889|0<图文摘要> <HTML><网络PDF> <Enhanced-PDF>更新时间：2026-05-08
- 摘要：设计并合成了2种新型苯并三氮唑类非富勒烯受体材料YTz-C11和YTz-PhC6，系统研究了噻吩并噻吩单元β位侧链由线性官能团(正十一烷基)替换为二维官能团(3-己基苯基)对其分子结构、物理化学性质、薄膜形貌及光伏性能的影响. 理论计算表明，YTz-PhC6中苯环的引入导致2-(5-溴-3-氧代-2,3-二氢-1H-茚-1-基)丙二腈(IC)端基与分子主链间二面角显著增大(约7.8°~8.3°)，从而优化了分子堆积行为. 光谱与电化学测试显示，YTz-PhC6具有更窄的光学带隙(1.37 eV)和更低的LUMO能级(-3.82 eV). 基于PBDB-T:YTz-PhC6的有机太阳能电池实现了15.87%的光电转换效率(PCE)，显著高于基于YTz-C11的器件(10.67%)，其优异的性能主要归因于更快速的电荷传输、更平衡的载流子迁移率(μh/μe ≈ 1.05)以及优化的纳米级相分离形貌. 此外，瞬态光电测试表明YTz-PhC6器件具有更短的电荷提取时间(0.42 μs)和更长的载流子寿命(0.95 ms). 研究结果表明，通过在非富勒烯受体β位引入二维侧链可有效调控其分子堆积与光电特性，为高性能有机太阳能电池的材料设计提供了新思路.关键词：有机太阳能电池;非富勒烯受体;苯并三氮唑;侧链调控1312|891|0<图文摘要> <HTML><网络PDF> <Enhanced-PDF>更新时间：2026-05-08
- 摘要：随着绿色制造与可持续材料技术的快速发展，结构工程与高端装备领域对兼具高力学性能与环境友好的结构材料提出了更高要求. 细菌纤维素(BC)因其高纯度纳米纤维网络结构、可再生及可生物降解性，在高性能材料领域展现出重要应用潜力. 然而，原生BC膜中存在的结构疏松与杂质残留问题，导致其力学性能和尺寸稳定性受限，限制了其在高强度结构材料中的进一步应用. 本工作通过优化碱处理过程，制备了高强韧的细菌纤维素薄膜，拉伸强度达到(645.50±14.70) MPa，断裂韧性达到(40.10±1.90) MJ/m3. 此外，细菌纤维素薄膜通过层压工艺可以制备成块体材料，所制备的块体材料抗弯强度可达(206.10±5.50) MPa. 这一高效的细菌纤维素制备策略为生产坚固、可生物降解的高性能生物基结构材料提供了新途径.关键词：细菌纤维素;碱处理;力学性能;块体材料1102|7073|0<图文摘要> <HTML><网络PDF> <Enhanced-PDF>更新时间：2026-05-08
研 究 论 文
- 摘要：光解调控聚合以光为外场调控手段，无需外加引发剂与催化剂，凭借其可精确控制反应发生时间与空间位置的特点，以及高聚合活性，已发展为一种重要的合成工具. 然而，该技术仍面临聚合速率与可控度之间矛盾、高能量光源依赖、对氧气敏感、以及引发转移终止剂种类有限等挑战. 我们近年来结合理论计算与实验验证，发展了一系列新型引发转移终止剂，对光解调控聚合机理有了较为深入的理解，建立了快速、可控、耐氧的三重态增强的光解调控聚合(TEPP)新方法. 本文系统总结了基于二硫代氨基甲酸酯类引发转移终止剂的多类新型光控聚合体系，在实现超高分子量可控聚合、长波长驱动、高效耐氧等方面表现出显著优势，并对设计理念与聚合性能进行了深入阐述，以期为光控自由基聚合技术的进一步发展提供参考.关键词：光解调控聚合;自由基聚合;RAFT聚合;可见光;氧气耐受性1510|1037|0<图文摘要> <HTML><网络PDF> <Enhanced-PDF>更新时间：2026-05-08
专论
- 摘要：天然橡胶(NR)是我国关键的战略资源，然而其性能波动问题给特种轮胎等高端产品的稳定制备带来挑战，因此寻找可以反映NR综合性能的关键参数进而实现对高性能NR的快速评价在NR的高端应用有着重要意义. 本研究探究了不同产地及牌号NR的分子量及其分布以及微观结构组成，并通过力学性能测试、耐老化测试以及耐磨性与耐疲劳性测试来评价不同NR的综合性能，最后通过相关性分析揭示了表征NR综合性能的关键参数. 结果表明，断裂韧性与硫化NR的多项关键性能呈正相关关系，鉴于橡胶服役失效的本质源于内部裂纹的失稳扩展，而断裂韧性本身表征材料抑制裂纹失稳扩展的能力，因此将断裂韧性作为表征NR综合性能的关键敏感性参数. 本研究阐明了NR性能差异的内在机制，为高端领域用NR的快速评价、科学选材及工艺优化提供了理论依据，对提升国产NR的质量稳定性与竞争力具有指导意义.关键词：天然橡胶;微观组成;综合性能;关键参数1415|1553|0<图文摘要> <HTML><网络PDF> <Enhanced-PDF>更新时间：2026-05-08
- 摘要：二元乙丙橡胶(EPM)因其主链完全饱和，导致化学改性和交联方式有限，极大限制了其在高值化和绿色交联方面的应用. 本工作基于碳氢键活化和动态交联，设计了一种“先胺化—后交联”的策略，实现了商品化EPM的胺基官能化及绿色交联. 结果表明，小分子模型角鲨烷在氢原子转移催化剂N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)的作用下，能够在温和条件下选择性活化三级碳氢键. 核磁共振与红外光谱等手段证实了胺基官能团在EPM上的成功引入，并构建了含腙键的动态交联网络(Hyd-EPM). 所得Hyd-EPM材料可通过简单的热压实现物理回收或在特定的酸性条件下实现化学降解. 本工作为商品化EPM的直接官能化与绿色交联提供了新的策略，在聚烯烃类弹性体的高价值利用、可持续发展方面具有重要的意义.关键词：乙丙橡胶;官能化;动态交联;可回收再加工1284|1323|0<图文摘要> <HTML><网络PDF> <Enhanced-PDF>更新时间：2026-05-08
- 摘要：基于聚氧化乙烯(PEO)的全固态聚合物电解质与液态电解质相比具有更优异的安全性，成为当前的研究热点. 然而，其较低的离子电导率以及机械强度不足等问题，严重制约了该类材料的实际应用. 针对这一技术瓶颈，本研究采用静电纺丝技术，成功制备了一种新型PEO基含三维复合纤维网络的固态电解质，通过引入超交联聚合物修饰的纳米颗粒，有效构建了稳定、高机械强度的骨架结构，为锂离子传输提供了连续且高效的通道. 实验结果表明，复合电解质PVDF-PEO-SiO2@HCPs-10%展现出卓越的综合性能：具有5.5 V (versus Li/Li⁺)的宽电化学窗口；在40 ℃条件下实现了1.41×10-4 S·cm-1的高离子电导率；机械强度提升至4.01 MPa. 同时基于该电解质组装的LiFePO4//Li电池也表现出优异的电化学性能：LiFePO4/PPH-10%/Li电池在2 C的高倍率充放电条件下，仍能保持147.5 mAh·g-1的高比容量，且具备出色的循环稳定性. 本工作突出了超交联纳米颗粒增强纤维电解质在解决基于PEO体系长期存在问题中的有效性. 其设计策略为开发具有更高安全性、更优离子电导率和更强机械性能的新一代固态电解质提供了一条新的路径.关键词：超交联聚合物;静电纺丝;纤维网络;固态聚合物电解质;锂离子电池1464|1478|0<图文摘要> <HTML><网络PDF> <Enhanced-PDF>更新时间：2026-05-08
- 摘要：长期以来，芳香族液晶共聚酯(LCPES)的研究主要聚焦于对产物性能的分析和表征，而对聚合反应的动态变化，尤其是副反应产物随温度的动态变化研究较少，这制约了对聚合机制的深入理解和聚合工艺的优化. 本工作采用气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术，对基于对羟基苯甲酸(HBA)和6-羟基-2-萘甲酸(HNA)的芳香族液晶共聚酯在熔融聚合过程中产生的副反应产物进行了动态监测，明确了包括苯酚、乙酸苯酯、邻羟基苯乙酮等7种特征副反应产物的生成及其随反应温度的演变趋势与规律. 在此基础上，提出了三段升温的熔融聚合策略：低温段(≤250 ℃)重点抑制4-乙酰氧基苯甲酸(ABA)升华以减缓投料配比的变化；延长中温段(250~300 ℃)以减少脱羧、脱乙烯酮、Fries重排等副反应；缩短高温段(>300 ℃)的酚解反应过程，并避免长时间高温导致的分子链断裂或交联等问题. 结果表明，这种三段升温策略较单段升温法具有显著优势，所得产物的热分解温度提高约11 ℃，液晶特性和力学性能得到显著改善. 由于LCPES聚合过程非常复杂且难以直接表征，本工作通过对反应过程中副反应产物的动态监测，从侧面反映聚合体系副反应及其演变规律，为反应过程工艺控制指明方向，从而有利于获得性能更优的LCPES聚合产物.关键词：液晶共聚酯;气相色谱-质谱联用技术;副反应;聚合工艺2042|1097|0<图文摘要> <HTML><网络PDF> <Enhanced-PDF>更新时间：2026-05-08
- 摘要：表面黏附是生产生活中的常见现象，对设施设备的可靠运行产生诸多不利影响. 以润滑剂为溶剂的有机凝胶凭借其独特的三维网络结构和表面自润滑特性，在抗黏附领域展现出显著优势. 本工作通过将低玻璃化转变温度(Tg)的疏硅油聚甲基丙烯酸月桂酯(PLMA)链段与高Tg亲硅油的聚甲基丙烯酸叔丁酯(PTBMA)共聚，制备了一种高强韧低回滞的自润滑有机凝胶. 疏硅油PLMA链段可诱导有机凝胶形成连续相分离结构，并与网络本征的高柔性协同赋予凝胶优异的机械性能与自恢复能力. 甲基丙烯酸叔丁酯/甲基丙烯酸月桂酯(TBMA/LMA)摩尔比为1/3的PT1L3自润滑有机凝胶展现出最佳性能，其拉伸强度、断裂伸长率和杨氏模量分别高达0.35 MPa、798%和0.32 MPa. 在静息3 min的加载—卸载循环测试中，该有机凝胶的自恢复率可达94.6%. 自润滑有机凝胶表面的液滴滑动角低于7°，冰黏附强度低于20 kPa，对牛血清白蛋白(BSA)和大肠杆菌(E. coli)的黏附量分别降低了76.6%和90%，在自清洁与抗黏附领域展现出广阔的应用前景.关键词：有机凝胶;自润滑;自恢复能力;抗黏附;相分离1286|1313|0<图文摘要> <HTML><网络PDF> <Enhanced-PDF>更新时间：2026-05-08
- 摘要：二氧化硅气凝胶因其极低的热导率而被公认为最具潜力的超级绝热材料之一，但其在纺织领域的应用长期受限于由脆性“项链式”结构和高孔隙率骨架导致的力学性能差、难以加工等问题. 同时，现有增韧策略往往以牺牲隔热性能为代价，力学与隔热性能难以兼顾. 为此，本研究提出并采用同轴湿法纺丝技术，成功制备出核壳结构气凝胶纤维. 该纤维以纳米多孔的聚甲基倍半硅氧烷气凝胶为核，赋予其优异的隔热性能；致密的弹性聚氨酯作为壳层，提供卓越的柔韧性和可拉伸性. 所得纤维断裂应变高达(670±23)%，断裂强度为(2.10±0.02) MPa，同时具备优异的隔热性能，室温热导率仅为(31.2±0.1) mW·m-1·K-1. 相同厚度下，气凝胶纤维织物的隔热性能优于羊绒织物，且面密度更低，展示出显著的轻量化隔热优势. 本研究提出的核壳结构设计，为协同提升气凝胶力学与隔热性能提供了新思路，对开发高性能隔热纺织品具有重要意义.关键词：气凝胶纤维;核壳结构;隔热性能;力学性能1530|1818|0<图文摘要> <HTML><网络PDF> <Enhanced-PDF>更新时间：2026-05-08
- 摘要：针对自修复材料在实际应用中面临的环境适应性有限与强度和韧性难以兼顾的问题，设计合成了一种基于异质结纳米晶与多层级动态键协同作用的高强高韧自修复聚氨酯. 通过将TiO2/CuS异质结纳米晶引入基于肟氨酯键的聚氨酯中，成功构建了一种具有多重响应自修复能力的弹性体材料. 得益于“多重动态网络”与“异质结的宽光谱响应”的耦合，该材料不仅表现出优异的力学性能，还可在热、紫外光、近红外光及模拟太阳光激发下实现损伤高效自修复. 同时，户外实际环境实验表明，材料表面的损伤在自然阳光下40 min内即可实现自修复(修复效率高达96.1%)，在同一部位经过3次损伤与光照循环后，修复效率仍高达92.2%以上. 因此，本工作开发的材料可灵活应对晴天、阴天、雨雪等不同天气和环境，具有“全天候”环境适应性，为开发适合实际应用的高性能自修复材料提供了可行的理论依据和实践路径.关键词：聚氨酯;自修复;动态键;异质结;全天候1275|2065|0<图文摘要> <HTML><网络PDF> <Enhanced-PDF>更新时间：2026-05-08
- 摘要：在国家双碳与轻量化战略推动下，聚苯乙烯/聚苯醚(PS/PPO)共混体系因其轻质和高性能特性成为发泡材料研究热点，但由于PS/PPO分子链刚性强，在发泡过程中熔体黏度大、流动性差，导致发泡剂在PS/PPO熔体中难以均匀分散，影响发泡效果. 本工作通过熔融共混法在PS/PPO中引入聚丙烯(PP)，研究了不同PP含量下，PP在PS/PPO共混材料中的分布情况及共混体系流变性能，并结合超临界CO2釜式发泡技术，对PS/PPO/PP共混材料进行发泡. 通过扫描电镜观察了发泡颗粒内部的泡孔结构、泡孔密度及发泡倍率. 流变测试结果表明，PP加入基体后，改变了基体低频时的储能模量和复数黏度. 同时不同含量的PP在基体中的分散结构显著影响了PS/PPO共混材料中PP的结晶状态及发泡效果. 当PP用量为15%时，泡孔孔径最小为38 μm，泡孔密度最高为3.6×107个/cm3，发泡倍率达7.6倍. 本工作构建的柔性-刚性两相复合结构提升了材料的发泡稳定性，为高性能工程塑料发泡提供了新途径.关键词：聚苯乙烯;聚苯醚;聚丙烯;形态调控;发泡性能1444|593|0<图文摘要> <HTML><网络PDF> <Enhanced-PDF>更新时间：2026-05-08
- 摘要：设计合成了1,3-丙烷双马来酰亚胺(PBMI)和4,4'-(二氨基二苯砜)双马来酰亚胺(DBMI) 2种交联剂，系统研究了5~50 kGy辐照剂量范围内两种合成交联剂和传统交联剂三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)对聚己内酯(PCL)交联性能的影响. 结果表明，合成的双马来酰亚胺型交联剂耐热性优异，DBMI热分解起始温度达到480 ℃，远高于TAIC和PBMI. 在辐照下3种交联剂都能使PCL有效交联，其中DBMI的每摩尔双键交联效率是TAIC的2.4倍，所形成的交联网络在高强度电子束辐照下不易被破坏. 交联后PCL的结晶度略有下降，但屈服强度随凝胶含量增加而增加，其中DBMI形成的交联网络刚性最强，屈服强度高于TAIC和PBMI交联的样品. 辐照后，交联的PCL出现形状记忆功能，形状回复率主要受交联点间分子量影响，当凝胶含量超55%时形状回复率达93%以上.关键词：电子束辐照;聚己内酯;三烯丙基异氰脲酸酯;双马来酰亚胺交联剂1100|775|0<图文摘要> <HTML><网络PDF> <Enhanced-PDF>更新时间：2026-05-08
- 摘要：天然橡胶(NR)作为一种绿色可再生高分子材料，凭借其高弹性、应变诱导结晶性等综合的优异性能，已在交通运输、密封减震、海洋工程、航天航空等众多领域获得了广泛应用，具有不可替代的作用. 紫外线辐射是导致NR在许多特殊环境下老化失效的重要原因. NR分子主链中的C＝C双键极易受高能紫外线攻击发生断链或交联的分子重构，使其性能降低甚至失效，且传统硫磺硫化的NR难以回收再加工利用. 因而，基于逆硫化反应，设计合成了具有动态硫键和含氟聚合物结构的三元含氟共聚硫化合物(SBAF)，将其作为功能性交联剂替代传统硫磺对NR进行交联，构筑新型NR分子交联网络，同时赋予NR硫化胶强耐紫外老化性与动态分子网络特性. 结果表明，与传统硫磺相比，SBAF交联的NR (NR-SBAF)不仅具备更优异的力学性能，其耐紫外老化性能也显著提升，在120 h紫外辐照后，SBAF交联硫化胶的拉伸强度和其保持率分别比传统硫磺交联硫化胶分别提高82.8%和77.3%. 此外，NR-SBAF还具备良好的热修复和可再加工性能，重复加工后的NR-SBAF拉伸强度保持率最高可达92.99%. 通过SBAF交联NR为绿色高性能天然橡胶材料制备提供了一种新型有效的策略.关键词：逆硫化;天然橡胶;耐紫外老化;含氟共聚硫;可再加工性1318|753|0<图文摘要> <HTML><网络PDF> <Enhanced-PDF>更新时间：2026-05-08
研究论文
