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AM内封面文章:分子层“折纸术”
热度 2 胡伟 2017-4-14 00:36
最近,南京大学胡伟副教授、陆延青教授团队与苏州大学迟力峰教授团队合作在操控近晶相液晶分子层焦锥畴超结构方面取得重要进展。该研究成果于 2017 年 4 月 13 日发表在最新一期《先进材料》上( “Smecticlayer origami via preprogrammed photoalignment” Adv. Mater. 2017, 29 , 1606671. )。 结构连结了微观与宏观世界,在材料体系中扮演着重要的角色。自然界众多奇妙的现象,例如 孔雀羽毛和蝶翼闪耀着的斑斓虹彩, 荷叶 “ 出淤泥而不染 ” 的自洁能力,水黾的轻功水上漂 , 大多源自于生命体复杂而 精致 的多层级 介观 超结构。正是这种微纳尺度下有序结构的嵌套,在宏观上给出了如此美丽而神奇的性质,并非常艺术范儿的为我们进行材料设计提供了源源不断的灵感。 液晶分子的组装行为可通过外场调谐控制,因此是一种性能优良的组装单元。其中,近晶相液晶因其有序分子层的结构特点而备受关注。其 棒状分子分层排列,每一层内分子长轴相互平行且垂直或倾斜于层面。 近晶相液晶 涂敷薄膜因上下两侧表面能的不对称,分子层会发生有序空间弯曲成为杜宾四次环面,进而形成规整的环面焦锥畴阵列( Toric focal conic domains, TFCDs ,图 1a )。近晶相液晶分子的组装行为受液晶弹性和界面锚定特性的共同影响。人们通过膜厚调节,交叉摩擦和布置不同取向材料来控制 TFCD 的尺寸和排列;进一步在基板上引入微柱或微槽阵列,可以增强这种控制能力。然而,这种操控仅限于尺寸和排列两类要素,所生成的畴也都是具有旋转对称性的 TFCD 。如果能够像折纸术( Origami ,一种通过弯曲和折叠二维纸张创造各种三维物件的艺术)一样对近晶相液晶分子层的空间弯曲进行任意控制,那必将大大丰富 近晶相液晶 多层级 介观 超结构的设计与制备。 图 1 :通过预设二维表面配向控制 SmA 分子层空间弯曲 实现 Fragmented-TFCDs 多层级超结构的全结构要素控制。 该团队创造性地将动态掩模光取向技术引入近晶相液晶超结构控制,将“自上而下”的图案化取向与 “ 自下而上 ” 的液晶分子组装相结合,证实了上述分子层“折纸术”的设想。首先,引入两个相邻 ±45° 取向的区域,在各自区域内,缺陷线倒向取向方向,形成扇形的 square FCDs ( SFCDs );但在边界区域,相邻的分子层连接形成半圆形畴(图 1b )。这是由于在两侧取向的方向上,液晶分子受取向剂表面锚泊力的影响,沿该方向排列,而另外一半由于与表面取向发生冲突而受到抑制,最终只生成半个 TFCD (图 1c )。这打破了传统 TFCD 的旋转对称性,进而引入了形状和方向两个全新的几何维度。当引入周期交替的 ±45° 取向时,可诱导出朝向完全相反的半环面焦锥畴阵列,由于要满足与取向层方向吻合,两种情形会错开半个周期(图 1d )。当相邻取向方向变为 0° 和 90° 时,半环面焦锥畴阵列的朝向变为 ±45° ,由于此时取向对两种情况均不违背,两者出现在同一列中,由 3/4 TFCD 或垂面区连接(图 1e )。在 6 μm 到 16 μm 的周期范围内,畴的大小完全由预设的取向周期控制;当超过此范围,同一周期内会产生新的 SFCD ;而小于此范围,液晶层能接受到相邻取向区的影响,造成缺陷线偏向平均取向方向,也形成类似 SFCD 的畴。当进一步引入二维棋盘格形状的二元取向,并使相邻区域的取向角度从 ±15° 变化到 ±45°, 研究人员获得了内角从 100° 到 180° 的不同 Fragmented TFCDs (图 1f-h )。这说明近晶相液晶焦锥畴的任何几何要素(大小、形状、方向、倾角)都可以通过合理的预设取向方向和图形来进行合理的控制;另外,由于每个畴的缺陷点精确坐落于取向边界的交叉点上,这使得精确操控畴的位置排列成为可能。 该类近晶相液晶焦锥畴打破了环面焦锥畴的旋转对称性,加上液晶材料自身的光学各向异性,呈现出了新颖的偏振依赖的不对称衍射现象。对图 1h 所示样品进行衍射实验,其衍射图样很好的反映了结构的对称特点(图 2a-d )。随着入射偏振旋转,不同衍射级呈现出不同的变化规律(图 2e-h )。这源于该类液晶畴独特的超结构。研究者对图 2a-d 所对应的情形进行了分析:对图 2j 所示情形,水平偏振对应着一组对称的锯齿形相位截面,所以在图 2a 中,所有的衍射斑点是左右对称的;而对于图 2k-l 所示的几种情形,对应的都是非对称的锯齿形相位截面,因而产生了类似闪耀光栅的衍射现象(图 2b-d )。 图 2 : Fragmented-TFCDs 表现出与 Meta-surface 相似的偏振依赖的衍射特性。 该研究拓宽了人们对软物质材料自组装行为的认识,增强了人们设计构筑多层级超结构材料的能力,是软物质材料和纳米技术领域的一项重大突破。近晶相液晶焦锥畴全维度操控的实现,将有助于我们打造更多新颖的先进功能材料和器件:如超疏水智能表面、软刻蚀模板、 粒子 捕获与 疏运材料、 仿生复眼阵列、偏振成像探测器件等。 图 3: 文章被选为该期内封面 该文章被选为该期的内封面。封面 整体造型仿清官员补子,有显著东方文化特色;云锦纹暗含了研究出自南京;居中采用金朝经典双鱼纹,既有阴阳和谐、连年有余的吉祥寓意,又暗含了自组装、仿生之意;下方江崖海水纹,山崖嵌入织构,不同颜色和宽度寓意厚度和周期可控;水纹、浪花、云纹暗合焦锥畴结构,内嵌两个真实织构,寓意角度、位置、构造可控;鱼身上的鳞片意同水纹,两条相反的鱼寓意双向等价;背景纹暗合焦锥畴的三维层状结构;星星排列和明暗分布暗合不对称结构导致的独特衍射现象。 本文第一作者为南大 14 级硕博连读生马玲玲同学, 南大研究生唐明劼、葛士军、陈鹏同学,苏州大学崔泽群博士,厦门大学陈鹭剑副教授,南京工业大学钱皓博士对本文有重要贡献, 胡伟副教授、陆延青教授与苏州大学迟力峰教授为共同通讯作者。该研究由国家自然科学基金项目资助完成,同时受到人工微结构科学与技术协同创新中心支持。
个人分类: 成果报道|7136 次阅读|3 个评论
赏心悦目的纳米艺术
WileyChina 2016-1-29 10:28
人类开始利用纳米微观材料制作工具和艺术品的历史,可以追溯到史前时期的岩画。伴随着人类在纳米和微米尺度操控物质能力的提高以及图像化技术的进步,人们对微观物质表面的操控已是游刃有余,网络上精美的电镜照片也令人目不暇接。一种被称为“纳米艺术”的新的艺术形式被随之发展出来。作为一种非主流的纳米学科分支,这种艺术近年来异军突起,甚至形成了一门独立的科学艺术流派 。它的发展正在成为一种独特的催化剂,激发科技信息的传播以及大众与科学界的沟通交流。 最近发表在 Advanced Materials 上的一篇综述论文 (点击可查阅原文) ,就“纳米艺术”这一主题进行了精彩回顾和展望。 综述摘要: 伴随着人类在微观尺度操控物质能力的提高,纳米或微米尺度的图案化逐渐成为一种新的艺术形式,并成为使大众了解科技进步的有效手段。虽然与其他艺术形式有许多共通之处,这种微观艺术的特点在于可使人们感受到那些原本不可见材料结构形貌。文章总结了人们对纳米/微米材料的使用历史以及图像化技术的进步,讨论了人们在微观尺度制备图案艺术的科学意义,并展示了相关的实例。制备图案所用的材料包括半导体、微流控以及纳米材料,而图案化技术则包括离子束刻蚀、双光子聚合以及由下至上的纳米结构生长等。文章最后,作者对目前在微观尺度上的艺术创作所面临的挑战,以及其未来的发展方向也进行了讨论。伴随着人们在更小尺度上的不断拓展,这一领域研究的推进将会在公众教育、媒体传播以及政策制定等方面产生深远影响。 美图欣赏: 微流控艺术品 由离子束刻蚀制备的艺术图案 a) 由直立碳纳米管制备的Nano-奥巴马, Scale bar = 100 μm. b) 由仿生材料自组装形成 . Scale bar = 25 μm. c) 由纳米神经元及合成帆布(多孔无机材料)组成 (1 to 100 nm) 转自:MaterialsViewsChina/ http://www.materialsviewschina.com/
个人分类: Physical Science|2577 次阅读|0 个评论
傅恒志:定向凝固面临的新挑战
热度 4 sciencepress 2015-12-8 08:39
“ 定向凝固技术在航空涡轮叶片制备上的成功应用及以成分过冷理论为代表的定量凝固科学的出现,使定向凝固工艺的实验研究逐步进入精确定量阶段并与先进的航空航天材料相结合,开辟了金属间化合物、高温合金、单晶合金、难熔合金以及先进陶瓷材料为代表的新型材料的凝固加工。同时,为适应先进航空航天动力系统对高温构件冶金质量和性能的苛刻要求,一批具有创新特点的定向凝固技术,如高梯度超细化定向凝固、电磁约束成形、电磁冷坩埚定向凝固、晶体生长及单晶取向控制等在国家自然科学基金、863、973等项目支持下先后被开发探索,进行了较深入的研究并取得成功。 ——傅恒志 中国工程院 院士 八十年代以前,发动机用材除少量高分子材料外,主要为Fe、Ti、Ni及其合金,飞机机体也主要是树脂基复合材料及钢和Al、Mg合金。这些金属材料从凝固加工角度考察,基本上都是以金属键结合为主,熔化熵值较低,粗糙(弥散)型固/液界面的非小平面型的固溶体加弥散强化相的合金材料,它们在凝固中的液/固相变、晶体生长、形态演化与扩散行为都有比较成熟的理论和经验可循,其变化规律也大多在掌握之中。 根据航空航天材料的发展趋势,当前及近期人们关注的先进材料的键合特性与结构特征却有很大不同,其化学键中共价键与离子键所占比重增加。 据计算,TiAl金属间化合物中非金属键(共价与离子)所占份额已近70%。众所周知,共价键、离子键与金属键的重要区别之一是前两者具有明显的方向性(见表1)。 表1 金属键、离子键和共价键的比较 性质 金属键 离子键 共价键 A 和 B 的电负性 A 电正性 B 电正性 A 电正性 B 电负性 A 电负性 B 电负性 键合特性 电子气 - 无方向性 静电吸引 - 有方向性 共有电子 - 有方向性及局域性 结合力性质 自由电子和金属离子间吸引 A + 和 B - 间静电吸引 成键电子将 A 、 B 结合在一起 结合的几何形式 金属原子密堆积 A-B 间最大地接近; A-A 间、 B-B 间远离 由价电子数控制 键强度性质 6 个价电子最高,大于 6 和小于 6 都逐渐减小 由离子大小和电价决定 由净成键电子数决定 注:表中A和B表示相互成键原子 随经济和科学技术发展促使新型材料不断出现的大背景下,材料键合特性变化的示意如下图所示。与之相应,共价或离子键合过程中伴随的元素间的电子迁移也会造成材料及其组成相结构的复杂化和多种化合物相的出现。 不同材料与键合特性的示意关系 各种材料体现位置粗略地以开始广泛使用前后为序,面积大小不代表其应用广度或重要性,红色加粗表示金属键特性较强,金属箭头表示相关材料至今仍在不断发展。 材料化学键特性与结构变化在凝固加工领域将导致材料熔化熵及反映固/液界面特性的Jackson因子的改变,从而引起材料凝固特性的改变。键合特性变化导致材料熔化熵变化,而材料不同熔化熵会带来有巨大差异的凝固过程和组织结构。 不同材料的熔化熵 1—金属、合金; 2—结构金属间化合物;3—硅、锗半导体;4—化合物半导体;5—金属/非金属间化合物;6—非晶合金;7—金属陶瓷;8—结构陶瓷;9—聚合物;10—氧化物陶瓷;11—高温超导氧化物;12—复杂分子化合物;13—碳、硼及其化合物 表2给出具有低熔化熵值的普通金属与高熔化熵金属化合物各方面凝固和晶体生长的差异。 表2 凝固特性与熔化熵(相变熵) 金属 / 合金(低熔化熵) 凝固特性 非金属 / 化合物(高熔化熵) 弥散型 液固界面 类锐型 非棱面 界机结构 棱面 各向同性 生长特性 各向异性 连续吸附就位(连续生长) 生长动力学 台阶 / 面扩散 / 扭拆(不连续生长) 简单立方 / 六方 晶体结构 复杂结构 平 / 胞 / 枝 结晶组织 平胞 扩散控制 生长机制 BCF 螺旋位错控制 亚稳简单原子团簇(短程序) 熔体结构 亚稳复杂原子团簇 单原子 / 准单原子 液相扩散机制 尚不清楚 规则 共晶生长 不规则 金属键占主导地位的普通金属和合金固溶体在发生液/固相变时,其热效应(潜热)一般较小,在DSC曲线上峰变也较小,而金属间化合物相变时的热效应则明显大于普通合金,反映出它们的高熔化熵特征。这种高熔化熵合金在凝固结晶过程中发生较大的热效应(热焓∆H),呈现较大的无序或有序化。 Al-35at%Ni降温DSC曲线,10℃/min 可看出对应于 Al 3 Ni 2 及 Al 3 Ni 的形成析出,其升温与冷凝曲线均出现较大的吸热与放热效应,它们结晶过冷也明显较大。 晶体生长时的动力学特性因晶格构造和界面结构的不同,可以在非常宽的范围内变化。纯金属及其固溶体的数量级约在1~3m/(s▪K),Ge和Si等半导体类材料在0.1 ~ 0.5m/ (s▪K) ,而具有简单结构的金属间化合物在0.001 ~ 0.01 m/ (s▪K) ,准晶或其它复杂结构的相在0.0001 ~ 0.001 m/ (s▪K) 。相应地,它们的动力学过冷度会成数量级地增大。一般情况下,对于纯金属、半导体单质及其固溶体,由于其固液界面形貌为非小平面,动力学效应基本可以忽略。但是,对于金属间化合物,当固液界面呈现为小平面生长形貌时,生长动力学效应是不能忽略的,并且生长动力学效应在晶体生长过程中起重要作用。 非小平面材料连续生长与小晶面材料侧向生长过程中生长速率随过冷度变化情况 可以看出,在较低生长速度范围所对应的动力学过冷度,小平面材料远高于非小平面,表明具有金属间化合物特性的材料在一般定向生长条件下很难获得正常连续生长的晶体。 还需要提及的是单晶高温合金与金属和非金属化合物等高温材料由于化学键各向异性所造成的晶体结构的各向异性,使得材料晶体的物理和力学性能也呈现出明显的各向异性。另外单晶高温合金在不同温度下各晶向呈现不同的蠕变特性与其变形机制有关。 金属晶体中的滑移通常沿原子排列密度最大的结晶学平面和原子排列最密的方向发生,因为沿这些平面滑移需要的能量最少。镍基单晶合金为面心立方晶体结构,八面体和立方六面体是高密度原子晶面。因此,沿八面体和立方六面体晶面滑移是镍基单晶合金的主要变形机制,但在不同的温度范围,产生变形的滑移系不完全相同。因此确定最优晶体取向也必须要视构件服役的具体条件而定。对高温结构陶瓷及TiAl、NiAl等金属间化合物材料,它们的力学性能的各向异性也非常明显,必须依服役要求确定择优晶体取向。这就提出一个重要问题,即构件在定向凝固条件下如何确保晶体的生长是在严格控制特定取向的条件下进行。 换句话说,材料化学键各向异性导致的晶体结构力学性能的各向异性,促使我们在构件凝固加工过程中要研究使晶体按特定的方向生长的规律以控制晶体生长取向,进一步获得最佳的力学性能。 蠕变性能不仅取决于晶体的位向,而且测试温度、应力、合金成分等均对其产生影响。文献中公布的结果均在特定的条件下完成,因而规律不尽相同,有些甚至完全相反。比如,由于试验温度与载荷差异,材料在试验中的蠕变机制会有所不同,一般会由较低温度较大载荷下的滑移机制变为高温低应力下的扩散机制。而且各晶体的各向异性也可能随试验或服役条件的不同发生变化。 对晶体生长取向的研究发现、材料晶体力学性能的择优晶向与定向凝固中晶体生长的择优取向虽然并非完全一致,但在许多情况下最佳力学性能的晶体方向也是晶体的择优生长取向。比如作为发动机叶片材料的镍基单晶合金,其最佳抗蠕变性能的晶向多数公认为001,因该晶向所对应的晶面具有最小的界面能,最大的界面粗糙度,最小的熔化熵,因而沿该晶向001生长耗费最小的能量,故被称为易生长方向(Easy growth direction),是镍基单晶合金的择优生长方向。而且从抗疲劳性能要求,镍基单晶合金的叶片轴向的最佳性能方向也对应于001晶向。由于涡轮叶片的受载主要是高温蠕变与疲劳以及二者的复合作用,所以对于叶片类的构件,控制晶体001晶向沿定向凝固的轴向生长就成为定向凝固的关键技术。 航空航天高温结构材料定向凝固中遇到的另一类重大挑战是合金在熔化、铸造、凝固中产生各类夹杂的问题。 广泛应用的含高铝钛镍基单晶合金,新型高温γ-TiAl合金、难熔合金以及其他富含活泼元素的高温材料,按传统的Bridgman方法定向凝固,Al、Ti、B、Zr等化学活性元素在高温与陶瓷坩埚和铸型接触,不可避免地会形成和产生各种非金属夹杂,严重损害材质的冶金质量,恶化材料的性能,已经成为严重制约空天产品的关键瓶颈。 为解决合金熔体与构件的纯净度和冶金质量问题,西北工业大学和哈尔滨工业大学先后开展了无坩埚和冷坩埚电磁约束定向凝固的研究与开发工作,以及进一步探索超高温度梯度的定向凝固。 近几十年发展起来的水冷铜坩埚技术(包括真空自耗电极冷坩埚、凝壳冷坩埚等)摒弃了氧化物陶瓷坩埚在钛合金等高活性材料熔炼中的应用,解决了合金的污染问题。但是这类冷坩埚技术只能熔铸坯锭或熔化后将合金液浇注入铸型中凝固成形,不能得到定向凝固的组织。哈尔滨工业大学精密热加工重点实验室开发出 电磁冷坩埚连续成形定向凝固技术 :在分瓣水冷铜坩埚外施加电磁场,利用涡流将母合金熔化过热,优化电磁压力使熔体半悬浮并与坩埚壁保持软接触状态,抽拉坯锭连续冷却获得定向凝固组织。 实现TiAl合金的冷坩埚定向凝固,电磁场起到热源和约束熔体悬浮成形的双重作用,而且热和力(电磁)要相互匹配,相辅相成联手完成一个熔化过热和定向凝固同时进行的过程,包括既要保证固/液界面的平直度,形成基本的单向热流又要造成固液界面足够的温度梯度,同时还要减小界面处冷坩埚的侧向散热,阻止界面前沿侧向形核。 钛基合金试样定向结晶组织的宏观组织照片 在反复改进冷坩埚系统设计以及对冷坩埚电磁场和温度场系统测试和模拟计算的基础上,进行了从圆柱到矩形坯锭的多年试验研究,获得了表面质量较好且具有定向凝固组织的 钛及钛铝合金 样件。其拉伸性能,特别是在适当的定向结晶工艺参数条件下,其定向凝固试样的强度与塑性都比非定向的铸态及锻态试样有比较明显的提高。 近十多年来,许多先进材料 (如:镍基高温合金、TiAl、NiAl及其它高熔点金属间化合物)往往由于它们熔点高、活泼易氧化及难加工等特点,目前的一些成形和加工制备技术,不能满足高活性、无氧化、高洁净、无污染的制备要求。冷坩埚熔化技术虽可满足熔化各种合金的要求,但组织控制较难,电热效率较低,目前仍在研发之中。迄今航空发动机或工业燃气轮机叶片的制备,主要采用告诉凝固法( HRS ),以实现凝固组织的定向排列,改善力学性能,从而成为当今制造高性能航空发动机叶片及工业燃气轮机叶片的重要手段和基本方法。但这种方法由于冷却条件的限制,温度梯度比较低,比如德国ALD公司生产的定向凝固设备,其温度梯度约在100 K/cm左右。研究表明如果将温度梯度提高,使组织细化,高温合金的蠕变强度和寿命会成倍提高。 针对特种金属材料这一特点,西工大提出了 电磁约束成形定向凝固技术: 利用电磁场的加热作用及其对熔体表面的电磁压力对合金进行加热熔化的同时,按设定形状进行约束成形,并通过抽拉进行连续的定向凝固;或利用电磁场的加热作用及其对熔体表面的电磁压力来对合金进行加热熔化的同时,用导热性很好的薄壳材料与电磁力共同对合金熔体进行约束成形,并通过抽拉实现连续的定向凝固。 这样既可以得到一定的外部形状,同时避免(或减弱)了熔体与坩埚、模壳之间的接触,可以实现合金的无(少)污染熔化与成形。并且由于冷却剂对合金表面的直接强冷,可以获得高的温度梯度和高的冷却速率。最终,在一个过程中同时完成部件的成形和凝固组织的控制,实现特种金属短流程、高温度梯度、高冷却速率及组织定向的无污染熔化与凝固成形。 这种全新的材料制备方法的提出,在难成形、高熔点、活泼易氧化的特种合金的成形制备中展示出明显的优势和先进性,但也必然涉及到许多新的技术和工艺问题,同时该新技术的特点是在多物理场作用下,将凝固和成形融为一体。因此,在理论方面,也会存在其特有的新规律、新理论,涉及到电磁场、成形力场、成形力场和加热能力的耦合以及与成形形状关系等的理论模型,以及在这些模型基础上的模拟计算和在实际条件下对多种合金进行的定向凝固成形实验。 电磁约束成形定向凝固技术中关键难点之一是异形(非圆形)截面试样熔化部分表面每点的熔体重力、表面张力与电磁压力的平衡。任何局部的失衡都会导致熔体的溃散。而重力、张力与电磁压力每一项又都是磁感应强度、频率、功率、温度等多参数的函数,而且是动态变化很难精确测定的。因此,研究工作是在试验与模拟结合的方式下进行。 利用电磁场实现对材料的熔化与定向凝固的无接触与冷接触加工,无疑是制备高熔点、高活性或特种材料构件的新型技术,可能具有广阔的发展空间。 但迄今的研究开发还处于初始探索阶段。要想成为成熟的先进工艺,用于高科技产品的制备,还有长远的路程,还需要解决许多问题。千里之行始于足下,这里所介绍的一些研究积累只是最初的尝试。希望随着我国科技的进步发展,这些新的尝试能开出成熟之花。 相关阅读《 看看航空航天材料,才知道什么是先进材料! 》 本文由刘四旦摘编自 傅恒志 等著《 航空航天材料定向凝固 》一书“ 第1章 绪论 ”。有删减,标题为编者所加。 ISBN 978-7-03-045733-2 《 航空航天材料定向凝固 》 涉及定向凝固理论、技术以及典型航空航天材料三部分内容,分为绪论、多元多相合金定向凝固特性、定向凝固晶体生长取向与界面各向异性、电磁约束成形定向凝固、电磁冷坩埚定向凝固、高温合金定向凝固、金属间化合物结构材料定向凝固和陶瓷材料定向凝固共八章。介绍航空航天材料的凝固特点及其制备技术的特点和发展趋势。首次全面系统展示晶体生长取向控制、电磁约束成形和冷坩埚定向的研究成果及其独特优势。分析高温合金、高温金属间化合物和氧化物共晶陶瓷等材料的定向凝固制备技术、组织和力学性能。 用您的手指点亮科学! 欢迎转发分享朋友圈, 您的鼓励是我们前进的动力! 点击文中 书名、作者、封面 可购买本书。
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Wiley学术出版及写作系列研讨会在杭成功举办
WileyChina 2015-12-4 13:37
2015 年 11 月 18 日、 19 日, Wiley 与 杭州师范大学 和 浙江理工大学 分别合作举办了两场专题学术出版及写作研讨会,获得了两校师生的热切响应。 杭州师范大学材料与化学化工学院副院长李世军教授、浙江理工大学材料与纺织学院副院长郑今欢教授分别致欢迎词,并鼓励本校师生积极向国际期刊投稿。在杭州师范大学专场中,杭州师范大学图书馆何立芳副馆长也介绍了本馆与 Wiley 的合作及资源的利用情况。 该系列研讨会由 Advanced Materials 副主编梁多多博士担任主讲嘉宾,围绕“ 如何在 Wiley 材料学期刊上成功发表论文 ”,详细介绍了 Wiley 材料学重点期刊、学术期刊编辑工作、同行评审、出版道德伦理、论文发表后的推广等相关备受关注的话题,同时,梁多多博士也耐心解答了现场师生在自己的投稿经历中遇到的一些问题。 此外, Wiley 也为杭州师范大学材料与化学化工学院的钟国富教授及其研究团队、浙江理工大学理学院的吴小峰教授分别授予了“ Wiley 优秀文章奖”“ Wiley 优秀作者奖” ,因他们在 Wiley 期刊上发表的文章均位居当年被引量前列。 Wiley 在中国一直致力于搭建出版社、大学图书馆、院系和终端用户之间交流的平台,通过这一系列交流活动,更深入了解作者、用户的需求,进一步提升学术资源与服务水平,将更多的中国优秀的研究成果介绍给全世界。 (梁多多博士的专业讲座获得了现场师生的热烈欢迎) (Wiley 中国区副总监严军为杭州师范大学钟国富教授颁发“Wiley 优秀文章奖”)
个人分类: workshop|2336 次阅读|0 个评论
看看航空航天材料,才知道什么是先进材料!
热度 12 sciencepress 2015-11-23 08:17
航空航天高技术产业的发展与军事应用密切相关,但更重要的是人类在这个产业部门所取得的巨大进展,对国民经济的众多部门和社会生活的许多方面都产生了重大而深远的影响,推动并改变着世界的面貌。进入21世纪之后,航空航天高技术产业将为人类认识和驾驭自然注入新的强大动力,航空航天活动的作用将远超科学领域,对政治、经济、军事以至人类社会生活都会产生更加广泛而深远的影响,并不断地创造出崭新的科技成果和巨大的经济效益。 航空航天飞行器在超高温、超低温、高真空、高应力、强腐蚀等极端条件下工作,除了依靠优化的结构设计之外,还有赖于材料所具有的优异特性和功能。由此可见,航空航天材料在航空航天产品发展中的极其重要的地位和作用。 航天航天产品在追求轻质和减重方面可以说是“克克计较”,图1为飞行器每减重1kg所取得的经济效益与飞行速度的关系。如对航天飞机来说,每减重1kg的经济效益将近十万美元。 图1 减轻结构所得经济效益(相对值) 飞行器每减重1kg后所得经济效益与飞行速度的关系 新型材料及改型材料在军机结构减重中的重要性及发展趋势见图2,从中可见,新型材料和改进型材料与主动载荷控制、颤振抑制、自动化设计及先进结构概念等相比,在飞行器结构减重中占有主导地位,也正因为这个原因比强度和比模量这些概念在航空航天领域具有更为重要的意义。 图2 新型材料及改进型材料在军机结构减重中的重要性及发展趋势 高温材料是制约航空航天产品性能的另一类关键材料。飞机和发动机的发展对工作温度的需求见图3。 图3 飞机和发动机发展对服役温度的需求 由图可见目前飞机蒙皮的最高温度达1000℃以上,而发动机的工作温度则高达近2000℃,不同的航空航天材料的耐温性见图4。 图4 航空航天材料的耐温性 可见,为了支撑航空航天产品提高工作温度的要求,许多新型材料如金属间化合物、陶瓷、碳/碳及各种复合材料正在加速发展之中。 高性能航空航天结构材料对于降低结构重量和提高飞行器的结构效率、服役可靠性及延长寿命具有极为重要的作用,是航空航天材料的主要发展趋势。 航空航天结构材料的高性能主要是:轻质、高强、高模、高韧、耐高温、耐低温、抗氧化、耐腐蚀等性能。 近来在航空航天产品设计中引入损伤容限设计的概念,意味着对材料的韧性要求更高了,有时宁可牺牲一点强度,也要确保韧性的要求,这是由于航空航天产品已发展到高可靠性、高耐久性和长寿命的要求。 对于航空航天飞行器的动力装置来说,特别重要的是耐高温、耐低温、抗氧化、耐腐蚀等性能要求,这几乎是结构材料中最高的性能要求。 高性能材料在新一代飞行器动力装置起到了关键性的作用,如航空发动机中的单晶涡轮叶片材料和航天固体发动机中的高能推进剂材料等。 航空发动机相当于飞机的心脏,是确保飞机使用性能、可靠性和经济性的决定因素。第四代战斗机配套的推重比为10的发动机已投入广泛使用,如美国的F119发动机已装备了F22战斗机。民用大推力涡轮风扇发动机如GE90、PW4073/4084、Trent800等为B777、A380等大型宽体客机所选用。提高推力重量比或功率重量比、提高涡轮前进口温度、提高压气机平均级压比和降低油耗是高性能军用发动机的发展方向。与军用发动机相比,民用发动机的推重比虽增加不大,但其涡轮前温度、涵道比和总增压比的增加,已促使耗油率大幅度下降,仅为军用发动机的1/3-1/4。发达国家航空发动机的产值已占整个航空工业产值的25%-30%,其性能水平很大程度上依赖于高温材料的性能水平。如新型高温合金和高温钛合金、金属间化合物及其复合材料、热障涂层材料、金属基复合材料、陶瓷基和碳/碳复合材料等。在一台先进发动机上,高温合金和钛合金的用量分别要占发动机总结构重量的55%-65%和25%-40%。 发动机材料的发展目标和重点见表1。 表1 航空发动机对航空材料发展的需求目标和重点 特点 对材料要求 重点发展的材料 1. 发动机主要特征参数 压气机出口温度: 908 K(635 ℃) 高压涡轮进口温度: 1988 K(1751 ℃) 加力燃烧室温度: 2050 K(1777 ℃) 压气机总增压比: 25 2. 寿命要求 冷端部件: 4000 h 热端部件: 2000 h 3. 采用推力矢量喷管 1. 某些部件必须采用轻质高温材料 2. 大量采用高温 / 轻质 / 高比强 / 高比模材料 3. 需求大量钛合金构件 4. 材料抗氧化能力要求更高 5. 密封、隔热、润滑、轴承要求更高 1. 单晶叶片材料 2. 粉末冶金涡轮盘材料 3. 金属基复合材料 4. 高温高分子材料及其复合材料 5. 高温、高强钛合金 6. 金属间化合物及其复合材料 7. 高温无机材料 8. 高温密封、润滑、隔热材料 9. 超高温结构复合材料 ( 陶瓷、 C/C) 及难熔金属材料 ) 10. 高温材料损伤容限数据测试及方法 11. 材料无损检测技术 液体火箭发动机通常以不锈刚、高温合金、难熔金属及合金加抗氧化涂层或者碳/碳复合材料加涂层材料为主。涡轮泵是液体火箭发动机的关键部件,其中涡轮盘和叶片工作条件最为苛刻,早期曾采用不锈钢,后来发展演化为铁基、镍基、钴基的高温合金以及它们的金属间化合物。 当代高性能固体火箭发动机的主要特征是“高能-轻质-可控”,三者互相关联,而且是以材料和工艺技术为基础集成起来。 先进的材料及新工艺的全面应用是提高固体火箭发动机性能的一项决定性因素。表2列出液体和固体火箭发动机对材料的需求。 表2 液体和固体火箭发动机材料的需求 应用部位 材 料 液氢 / 液氧火箭发动机 1 、电铸材料及电铸工艺技术 2 、新型高温合金材料及成形工艺技术 3 、超低温( -253 ° C )钛合金材料及成形技术 4 、高强钛合金薄壁管材技术 5 、金属间化合物及以其为基的复合材料与成形技术 液氧 / 煤油火箭发动机 1、 新型不锈钢材料技术 2、 新型铸造不锈钢材料及工艺技术 3、 新型高温合金及特种工艺技术 固体火箭发动机 1、 新型芳纶 / 环氧复合材料技术 2、 高强中模碳 / 环氧复合材料技术 3、 四向碳 / 碳喉衬材料和工艺技术 4、 碳 / 碳喷管材料和工艺技术 从前面列举的航空航天材料的发展历程和趋向可以看出,先进航空航天产品构件越来越多地采用高性能的新型材料以满足日益提高的性能要求,特别是在承受高温的构件方面,以金属间化合物、高温合金、单晶合金、难熔合金及先进陶瓷材料等为代表的新型材料扮演了日益重要的角色。 图5 航空航天未来发动机用材的预测(NASA) 图5为美国航空航天局对先进航空发动机用材趋势的预测,可以看出,到2020年Ti基复合材料、TiAl及Ni、Fe基金属间化合物、陶瓷复合材料,难熔合金与Ni基高温及单晶合金等将占发动机用材料的百分之八十五左右,其中相当一部分关键高温构件要采用凝固和塑性加工制备。就以TiAl基合金来说,GE公司宣布,波音787选用的GENX发动机低压涡轮后两级叶片采用TiAl合金可减重200公斤,表3为GE公司TiAl基合金的应用情况与发展计划。 表3 GE公司等TiAl基合金的应用情况与发展计划 构件 合金 合金优势 风险 应用情况 过渡风道支撑 Ti-48Al-2Nb-2Cr 高温强度 低 实际运转正常 密封壳体 Ti-48Al-2Nb-2Cr 阻然性能 低 将用于先进发动机 密封支撑 Ti-48Al-2Nb-2Cr 刚性 低 GE90 发支动机铸件 燃烧室主涡流器 Ti-45Al-2Mn-2Nb-0.8TiB2 高温强度 低 计划中 压气机静子 Ti-45Al-2Mn-2Nb-0.8TiB2 所有 中 计划中 低压涡轮翼片 Ti-45Al-2Mn-2Nb-0.8TiB2 高温强度 中 已完成 MTU 实验台实验 低压涡轮翼片 Ti-48Al-2Nb-2Cr 高温强度 中 转子已转到 GF6-80C2 试验发动机试验 轴承支座 刚性 中 计划中 喷嘴零件 高温强度、刚性 中 计划中 压气机叶片 Ti-45Al-2Mn-2Nb-0.8TiB2 所有 高 零件已准在 PWA/RR/GE 样机试验 燃烧室壳体和结构件 改进的 TiAl 基合金 高温强度、刚性 高 建议中 涡轮机架 改进的 TiAl 基合金 高温强度、刚性 高 建议中 我国在航空航天领域2011-2022年先进材料与热工艺技术发展重点计划中也将高性能TiAl合金及冷坩埚熔铸和定向凝固作为研究开发的重点,如表4。 表4 2011-2020年先进材料与热工艺技术发展重点 材料 工艺 应用 效果 高性能 TiAl 高温合金应用研究 1. 铸造合金 2. 变形合金 3. 耐热 -1100 ° C 推重比 10 ~ 15 航空发动机、高超音速飞机,航天飞机 显著减重 新型 TiAl 基合金定向凝固精密铸造技术及应用 1. 冷坩埚感应熔铸 2. 钛铝合金定向凝固固设备 3. 制造出定向凝固 TiAl 合金叶片 4. 定向凝固构件性能满足设计要求 推重比 10 ~ 15 、功重比 9 ~ 12 发动机压气机叶片等 1. 定向凝固技术改型 TiAl 合金性能,铸造钛铝合金叶片,减轻发动机重量 2. 水冷铜坩埚感应熔铸技术可以获得性能更优良的钛铸件 本文由刘四旦摘编自 傅恒志 等著《 航空航天材料定向凝固 》一书。标题为编者所加,原文标题为“航空航天先进产品与先进材料”。 ISBN 978-7-03-045733-2 《 航空航天材料定向凝固 》 涉及定向凝固理论、技术以及典型航空航天材料三部分内容,分为绪论、多元多相合金定向凝固特性、定向凝固晶体生长取向与界面各向异性、电磁约束成形定向凝固、电磁冷坩埚定向凝固、高温合金定向凝固、金属间化合物结构材料定向凝固和陶瓷材料定向凝固共八章。介绍航空航天材料的凝固特点及其制备技术的特点和发展趋势。首次全面系统展示晶体生长取向控制、电磁约束成形和冷坩埚定向的研究成果及其独特优势。分析高温合金、高温金属间化合物和氧化物共晶陶瓷等材料的定向凝固制备技术、组织和力学性能。 用您的手指点亮科学! 欢迎转发分享朋友圈, 您的鼓励是我们前进的动力! 点击文中 作者、书名、封面 可购买本书。
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[转载]纳米海绵水凝胶治疗抗药性细菌感染
WileyChina 2015-6-4 09:59
摘自:新浪科技 据国内外媒体报道,Wiley顶尖材料学期刊 《先进材料》(Advanced Materials) 出版了加州大学圣地亚哥分校的纳米材料科研人员的一项新的研究成果( Hydrogel Retaining Toxin-Absorbing Nanosponges for Local Treatment of Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus Infection )。此项研究中,科研人员研发出了一种新型凝胶,此凝胶中含有能够吸附细菌毒素的纳米海绵。这种凝胶有望用于治疗抗药性金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus,MRSA;这种细菌产生了对所有青霉素的抗药性,常常被称作“超级细菌”)导致的皮肤和伤口上的感染。在不使用抗生素的情况下,这种“纳米海绵水凝胶”能够把被抗药性金黄色葡萄球菌感染的小鼠皮肤上的损伤减小到最小。 在制造这种纳米海绵水凝胶时,科研人员把纳米海绵和水凝胶混合到一起。在这种纳米海绵水凝胶中,水凝胶能够把纳米海绵控制保留在感染的部位,吸附掉细菌毒素。 “我们把纳米海绵和水凝胶这两种材料的优点结合了起来,生产出了一种能够治疗局部细菌感染的强有力的药物”,张良方(Liangfang Zhang)介绍说,他是加州大学圣地亚哥分校Jacobs工程学学院的纳米工程学教授,这项研究的负责人,“纳米海绵很难单独的在局部组织上使用,因为它们会很快的扩散到身体的其它部位。通过把纳米海绵整合到水凝胶里,我们就能把它们控制保留在感染部位上。” 由于使用纳米海绵水凝胶治疗不需要使用抗生素,因此目前存在的细菌对抗生素的抗药性不太可能会对这种方法的有效性产生影响。而且,由于治疗时不使用抗生素,这种治疗方法也不太可能导致细菌产生新的抗药性。 “治疗这类细菌感染的一种方法是把这些细菌毒素移除掉,这些毒素既是这些细菌攻击生物体的武器,又是这些细菌自我保护的盾牌”张良方介绍说,“根据我们的猜想,移除掉这些毒素之后,这些细菌会变得异常脆弱,并且被彻底的暴露出来,这使机体的免疫系统能够轻易的杀灭掉这些细菌,无需使用药物。” 纳米水凝胶疗法 那么纳米海绵水凝胶疗法的治疗原理是什么呢?每一个纳米海绵都是一个由红细胞的细胞膜包裹的纳米颗粒。这些包裹的细胞膜把这些纳米海绵“化妆”成了红细胞,而红细胞是抗药性金黄色葡萄球菌分泌的有害毒素的靶目标。通过这种“伪装“,纳米海绵能够吸引这些有害的毒素,把它们从血液中去除掉。为了让这些纳米海绵移除掉某个特定位置(比如皮肤上感染的伤口)上的毒素,必须要使这个位置上始终含有大量的纳米海绵。水凝胶的作用就是把纳米海绵控制保留在这个区域。在需要治疗的位置上,每毫升的水凝胶中含有数十亿的纳米海绵颗粒。水凝胶上的孔洞非常小,这使纳米海绵不会从水凝胶中扩散出来,但对于细菌毒素来说,这些孔洞又非常大,使这些毒素能够进入水凝胶与纳米海绵相结合。 这项研究发现使用纳米海绵水凝胶进行治疗,能够减小抗药性金黄色葡萄球菌感染导致的皮肤损伤。在小鼠上的研究发现,与不治疗的小鼠相比,使用纳米海绵水凝胶进行治疗的小鼠皮肤上的损伤要小很多。 “在把纳米海绵水凝胶注射到感染位置之后,我们发现这些凝胶吸附了细菌分泌的毒素,避免了这些位置的血液、肌肉和组织进一步的损伤”,张良方说。 这项研究还发现水凝胶能有效的把纳米海绵控制保留在体内特定的区域。在把纳米海绵水凝胶注射到小鼠皮下两天后,接近80%的纳米海绵仍然保留在注射的位置。当注射的是没有混合水凝胶的纳米海绵时,注射两小时后就只有20%的纳米海绵还保留在注射的位置,多数的纳米海绵都已经扩散到周围的组织去了。 查看研究成果原文:Hydrogel Retaining Toxin-Absorbing Nanosponges for Local Treatment of Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus Infection
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Geoffrey Ozin教授点评全球顶级期刊之发展
WileyChina 2015-2-6 10:40
转自: MaterialsViews Advanced Science ——期刊新贵? GeoffreyOzin 在全球的科学期刊中, Nature 和 Science 是毫无争议的精英学术出版商。根据所出版文献的被引率及由此产生的期刊影响因子,它们拥有绝大部分科学界的顶尖论文。 除了 Nature 、 Science 的其他所有科学出版物,则被 Nature 、 Science 的编辑和审稿人称为无法达到顶尖期刊所要求的科学创新性、影响力、时效性和技术相关的品质因数,所以这些期刊的声望较低。我相信正在阅读本文的各位读者在自己的学术生涯中,无论对错,都曾经收到过来自 Nature 和 Science 这样的回复——“不够新颖”。但不可否认的是,大量非 Natur e 、 Science 出版的惊人科学成果也同样受到了广泛的关注和认可。 自1869 年 Nature 创刊,不久后1883 年 Science 创刊以来,这两本期刊有着辉煌的历史。过去两个世纪中的一些最重要的科学发现都曾出现在这两本旗鼓相当的期刊上。( http://www.nature.com/news/the-top-100-papers-1.16224 http://news.sciencemag.org/scientific-community/2014/10/uprising-less-prestigious-journals-publishing-greater-share-high-impact ) 。无数期刊努力达到像 Nature 、 Science 这样顶尖的地位,但鲜有成效, Nature 、 Science 不需要与这些期刊有太多的竞争就可以持续吸引来自全球的大部分被引率最高的科学论文。 多年来我一直很好奇,对于一本新兴的或现有的期刊来说,要达到 Nature 、 Science 创刊以来所获得的精英地位将是怎样的奇迹。显然,很多期刊已经尝试过了,但是仍未进入 Nature 、 Science 所处的顶尖行列,而且我必须承认,我认为“一本新的草根期刊”达到这个目标的可能性看上去越来越小。 就我个人而言,我很不好意思地承认,以往当我必须决定在哪儿发表我的材料化学研究组所取得的最重要成果时,我倾向于选择 Nature 或者 Science ,而不是 Advanced Materials ,因为只有这样,我的研究成果才能获得更广的读者群、更高的被引率和更大的影响力。这些考虑都有影响,比如说对于我的科研经费、奖金、奖励以及我同事的未来事业发展。 随着 Advanced Science 的出现,以及它立志取得顶尖期刊地位的承诺,我现在对于在何处发表我研究组的最优秀材料论文这个问题有了第三个选择,也许也是更合适的选择。 Advanced Science 这本新创办期刊的目标和 Nature 、 Science 一样,都是出版科学界各个领域的最顶尖论文。这本期刊承诺为质量最高的同行评审研究成果的快速出版提供一个醒目的开放获取平台,我相信世界各地的科学家们都会欣然将这个平台当作一个为他们的佳作所打造的崭新的、令人兴奋的家园,从而使这个开放获取平台促进期刊跻身顶尖行列。 我想补充一点,我非常支持开放获取期刊的出现。因为大多数的研究都是由公共资金资助的,但所有研究成果发表在期刊上,除非你付钱,否则无法看到,这点很不公平。而开放获取期刊使得任何人都能够阅读和获取科学文献,不论他们是否属于一个愿意购买高端期刊访问权限的机构。 最后,我想借此机会衷心地祝贺 Advanced Science 的主编 Kirsten Severing 以及她在VCH-Wiley 优秀的同事们,祝贺他们想出了一个有创意的策略 。 我祝愿他们在寻求实现新期刊顶尖地位的过程中,一切顺利! 编者按: MaterialsViews 由 Wiley-VCH 出版,与 Advanced Science 的出版商相同。但本文由 Ozin 教授独立撰写及投稿,文中任何观点不代表 MaterialsViews 的编辑立场。 关于Geoffrey Ozin Geoffrey A. Ozin 于1965 年在英国伦敦国王学院获得化学学士学位,1967 年在牛津大学获得无机化学博士学位。1967 年至1969 年间是英国南安普顿大学ICI 研究员,随后于1969 年加入加拿大多伦多大学。他于1977 年成为全职教授,2001 年成为大学教授。他还被加拿大政府任命为纳米化学首席科学家。同时他还是英国皇家学会和伦敦国王学院荣誉教授级研究员,德国卡尔斯鲁厄理工学院客座教授。
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Adv. Materials家族添新刊----Advanced Science剑指高端研究!
热度 1 WileyChina 2014-12-1 15:33
Advanced Science ——多学科、高品质开放获取期刊 ​ ​ Wiley于2014年11月正式推出了全新开放获取期刊 Advanced Science。 期刊主页: http://onlinelibrary.wiley.com/journal/10.1002/(ISSN)2198-3844 Advanced Science 是Wiley最新的、高品质的多学科开放获取期刊。 Advanced Science 刊载覆盖材料科学、物理、化学、医学、生命科学、以及工程学等领域的基础研究和应用研究。 Advanced Science 秉承Wiley顶级期刊严谨的办刊原则,一如 Advanced Materials , Angewandte Chemie , The EMBO Journal , 以及 Cancer 等期刊。 Advanced Science 执行严格公正的评审制度,以最高质量作为标准,出版前沿科学论文,并将创造一优质的开放获取期刊。 Advanced Science 执行顾问委员会由来自世界不同学科的知名科学家组成,点击查看 更多信息请点击进入期刊创刊号 创刊号中,您会读到: 加拿大多伦多大学 Geoffrey Ozin 教授 的研究短文: 单组分气相二氧化碳还原催化剂的设计和优化 ; 丹麦 科技大学 Frederik Krebs 教授 的进展报告: ITO-free电极的批量加工 ; 北京大学 侯仰龙 教授 的综述文章:与不同种类锂电池相关的挑战 文章出版费: USD 4,500 在线投稿: http://www.editorialmanager.com/advancedscience/ 潜在读者数量激增,进而带来: 阅读量增加 引用量增加 文章AltMetric得分提高 更广范学科领域的新受众 支持学术机构和资助机构开放获取要求: 授权作者不受媒体或平台的限制,可自行转发最终版的PDF文章 可放在个人网站上 可存贮在机构知识库 可放在任何免费的公共服务器上
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研究团队在柔性透明电极方面取得重要进展
热度 5 Jinwei 2013-10-30 22:01
研究团队在柔性透明电极方面取得重要进展 其成果近期在《 Advanced Materials 》、《 Small 》等期刊发表 近日,研究团队(华南先进光电子研究院先进材料研究 所) 在可拉伸柔性透明导电电极研究方面取得重要研究进展,其成果以《 Uniform Self-Forming Metallic Network as a High-Performance Transparent Conductive Electrode 》( DOI: 10.1002/adma.201302950 )为题,于 10 月 23 日 在《 Advanced Materials 》期刊在线发表。《 Advanced Materials 》是德国 Wiley 公司旗下的国际顶尖期刊,该期刊 2012 年最新 SCI 影响因子为 14.829 。该论文得到审稿人的高度评价( 15 天审稿周期,直接接受),并有望以封面的形式刊出。 透明导电电极是各种电子器件,包括触摸屏、显示器、薄膜太阳能电池等重要组成部分。目前透明导电电极一般采用金属氧化物,例如 ITO 薄膜。由于氧化物电极中的一些关键金属元素例如铟储量有限,同时金属氧化物薄膜需要真空镀膜设备和技术,这些因素导致该电极成本攀升;更关键的是由于金属氧化物的本征脆性等特征,导致其无法应用于现在日益兴起的柔性器件中,例如柔性薄膜太阳能电池、柔性触摸屏显示器、以及电子皮肤等领域。该成果创造性地通过一种便宜简单、且可以大面积制备的方法 - 以自然龟裂薄膜为模板沉积金属银网络 - 获取大面积均匀透明导电电极。该电极不仅具有优异的光电性能(高透光性 ~87% 和导电性 ~0.5Ω sq –1 ),而且具有较好的柔性,是目前 ITO 电极在柔性器件中应用的有利替代者。该电极在实验室已经应用于柔性触摸屏器件,并获得较好的效果。该技术已经申请国家发明专利,具有很好的应用前景。 先进材料团队以新一代纳米材料和微纳米结构太阳能电池及其器件为研究内容,基于超材料和表面等离子共振效应原理,进行了一系列原创性的科学研究。前期关于晶体硅太阳能电池微纳米电极的研究( Transparent Nanowire Network Electrode for Textured Semiconductors )( DOI: 10.1002/smll.201201904 )在《 Small 》(影响因子为 7.8 )期刊曾以 “ 卷首插图 ” 的形式重点刊出。研究团队将继续开展高性能、 低成本、且适合大面积制备的柔性可拉伸透明导电电极的研究,同时基于这些电极制备柔性太阳能电池等其它电子器件。 (从左至右:韩兵、裴颗、高进伟、黄苑林)
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嘲风封面设计作品-Advanced Materials封面
热度 1 scimage 2013-8-5 11:57
http://www.scimage.cn/
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嘲风封面设计作品-Advanced Materials内封面&背封面
scimage 2013-7-2 17:34
http://www.scimage.cn/
个人分类: 发表作品|3299 次阅读|0 个评论
嘲风封面设计作品-Advanced Materials先进材料
热度 1 scimage 2013-4-28 12:11
http://www.scimage.cn/
个人分类: 发表作品|3256 次阅读|2 个评论
嘲风封面设计作品-Advanced Materials(先进材料)封面
scimage 2013-3-26 11:43
个人分类: 发表作品|3250 次阅读|0 个评论
嘲风最新发表封面作品展示(续上集)
scimage 2013-3-15 12:24
嘲风最新发表封面作品展示(续上集)
个人分类: 发表作品|3351 次阅读|0 个评论
ISAM-2013国际先进材料研讨会诚邀中国学者参会
zjohnliu 2013-3-5 21:24
今年9月23-27日在巴基斯坦伊斯兰堡举行第13届国际先进材料研讨会。 真诚邀请中国学者参会! 参会巴基斯坦,领略别一番风情! 被选作特邀报告的中国同行将会得到免注册费、免住宿费和提供往返机票的待遇。 有兴趣的国内同行可以尽快与本博主联系。 ———————————————————————————————————————— 13 th International Symposium on Advanced Materials 23 - 27 September 2013, Islamabad, Pakistan WELCOME TO ISAM 2013 For more than two decades now, the International Symposium on Advanced Materials (ISAM) has become a regular biennial event for the scientific community. Such events help to integrate international research activities enabling to meet the challenges posed by an ever changing future. ISAM strives to offer dynamic researchers an international milieu to share and discuss their achievements in the field of advanced materials, besides providing researchers an interlude from the monotony at their workplaces. All along, the forum also opens new vistas for young scientists and engineers as they interact with their highly experienced counterparts. The increasing number of European and South Asian experts bears testimony to the success of ISAM. As in preceding years, ISAM-2013 is expected to be the focal point of a large number of foreign and local delegates active in the field of materials science . Symposium Topics Nanoscience and Technology Surface Engineering Phase Transformation and Materials Characterization Advances in Materials Processing Materials Modeling and Life Assessment Important Deadlines ISAM-2013 Submission of Abstract March 15, 2013 Notification of Acceptance April 15, 2013 Submission of Manuscript June 15, 2013 Submission of Microstructure June 31, 2013 Registration August 15, 2013
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13th International Symposium on Advanced Materials
zjohnliu 2013-3-5 21:15
WELCOME TO ISAM 2013 For more than two decades now, the International Symposium on Advanced Materials (ISAM) has become a regular biennial event for the scientific community. Such events help to integrate international research activities enabling to meet the challenges posed by an ever changing future. ISAM strives to offer dynamic researchers an international milieu to share and discuss their achievements in the field of advanced materials, besides providing researchers an interlude from the monotony at their workplaces. All along, the forum also opens new vistas for young scientists and engineers as they interact with their highly experienced counterparts. The increasing number of European and South Asian experts bears testimony to the success of ISAM. As in preceding years, ISAM-2013 is expected to be the focal point of a large number of foreign and local delegates active in the field of materials science . Symposium Topics Nanoscience and Technology Surface Engineering Phase Transformation and Materials Characterization Advances in Materials Processing Materials Modeling and Life Assessment Important Deadlines ISAM-2013 Submission of Abstract March 15, 2013 Notification of Acceptance April 15, 2013 Submission of Manuscript June 15, 2013 Submission of Microstructure June 31, 2013 Registration August 15, 2013
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嘲风封面故事系列之一——Advanced Materials
scimage 2012-12-4 10:17
嘲风封面故事系列之一——Advanced Materials
本文作者:仉振江博士 国家纳米科学中心 陈春英课题组 http://www.nanoctr.cn/chenchunying/ketizu/ 封面说明: 介孔二氧化硅纳米粒子和金纳米棒都是生物医学界炙手可热的研究对象,在疾病诊断和治疗中有着巨大的应用潜力。而介孔二氧化硅包裹的金纳米棒有望同时实现两者各自的独特功能,并创生出新的功能。我们将一种典型的化疗药物载入这种纳米粒子中,通过激光照射,实现了癌细胞成像,激光控制的化疗药物传输和热疗等三种功能。这种将不同的纳米材料整合在一起以应对具有复杂需要的疾病治疗的策略是一个颇具希望的纳米生物医学发展方向,有可能打开通向未来个性化医疗的大门。 我的封面我的故事 : 在设计这个封面图之前,我们已经请静远嘲风设计了一幅文章的 TOC 图,该图的主要内容是一束垂直入射的激光通过一个摄入纳米粒子的细胞后分成三束,投射在底面上形成三个相交的光斑,分别代表生物成像,化疗药物传输和热疗等三项功能的实现,光斑的相交表示这三项功能可以组合使用以实现更好的治疗效果。然而,封面图并不能通过简单地放大这张 TOC 图而得到。我们需要一张更加简明,抽象,给人印象深刻的图片。 在封面图的设计中,我们沿用了一束激光通过纳米粒子后分为三束的设计思路。最初,我们打算让三束激光落照在三个独立的立体细胞上,通过细胞内部的刻画表现出三种功能的实现。然而,这种刻画并非易事,我们一直找不到表现三种功能的简单方法;而复杂的刻画可能让读者困扰于细节而忽略整体的印象。另外,如何在没有背景的封面上美妙地呈现出三个内涵丰富的细胞也一直是困扰我们的一个问题。幸运的是,在设计该图的过程中,我们课题组的同事也在设计另一幅封面图,其中一张色彩丰富包含多个癌细胞的显微镜实拍图引起了我们的注意。为何不从这种图片中挑出三个细胞接受激光的照射而实现三种功能呢?这个想法跟设计师一拍即合。经过设计师专业的 PS ,一张色彩绚烂,层次丰富的三维癌细胞图呈现在我们眼前。其中的三个细胞被放大出来,渲染成不同的颜色表现三种功能的实现。其中最大的一个细胞中还描绘了一个带有化疗药物的纳米粒子,突出的表现出最重要的功能:激光控制的化疗药物传输。 我们理工类的科研工作者大多只需要向本领域的同仁呈现自己的成果,艺术的表现往往不是我们关注的重点。封面图设计让我们体会了另一种类型的工作,它显然那更需要表现力和突发的灵感。这种体验令人愉悦,也应该是科研工作的一部分。
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国际著名学术期刊《先进材料》出版“中国科大专刊” 2010-05
pikeliu 2012-3-11 19:31
国际著名学术期刊《先进材料》出版“中国科大专刊” 2010-05-04 来源:中国聚合物网 关键词: 《先进材料》 专刊 中科大 材料科学领域的国际领先学术期刊《先进材料》(Advanced Materials)于5月4日出版“中国科大专刊”,并刊登题为《中国科大:天才工场》(USTC:A powerhouse of Talent)的文章。文章称:“中国科大哺育出众多训练严格的独立学者,这些师出中国科大的学者正在先进材料与纳米技术前沿卓有成效开展研究并开始取得杰出成就。”此前,中国大陆高校中,《先进杂志》仅为北京大学化学学科创立100周年出版了专刊。 该期专刊封面印有一枚金黄色的中国科大校徽,封二是中国科大微尺度物质科学国家实验室的照片。《中国科大:天才工场》一文介绍说,中国科大是中国科学院创立的唯一大学,得到科学院120个研究所的大力支持;她在中国高校中唯一拥有两个国家实验室。过去十年,中国科大的国际学术论文平均引用率为8.23,居中国高校之首。根据2008年英国“泰晤士高教增刊”的大学排名,中国科大位居中国第三,亚洲第24位。21世纪的中国科大,正在人才培养、师资团队、学科建设、社会服务、现代大学体系等方向加速建设世界一流研究型大学。 该文章还称,中国科大最知名之处当属其高质量的学生,该校招生极为挑剔——超过90%的新生在其中学班级居前5%,高考成绩也名列前茅。中国科大学子素以满怀激情、勤学钻研著称,每1000名科大学生中,会有超过700人继续攻读硕士或博士学位,还会至少有1人当选中科院、工程院院士。这两个比例同样居中国高校之首。由此,众多中国科大校友在西方大学得到教职就不难理解了。文中列出一整页在美国大学担任教职和从事先进材料与纳米科学领域教授中的科大校友名单,而这仅是美国大学该领域科大校友的不完全名单。 该期专刊精选了周崇武(8900,南加州大学)、殷亚东 (9112,加州大学河边分校)、杨培东(8814,加州大学伯克利分校)、金荣超(903,卡耐基梅隆大学)、黄昱(9412,加州大学洛杉矶分校)、吴屹影(9312,俄亥俄州立大学)、夏幼南(823,圣路易斯华盛顿大学)、侯建国(782,中国科大)、鄢鸣镝(Portland State)、黄嘉兴(953,西北大学)、钱逸泰(中国科大)、王晓平(中国科大)、王兵(中国科大)、李晓光(中国科大)、谢毅(中国科大)、俞书宏(中国科大)16位科大校友或教授在纳米科技等相关领域的的最新研究成果,从一个侧面展示了中国科大及其校友在国际先进材料领域的强劲实力。 《先进材料》是材料科学领域的国际领先学术杂志之一,其2008年ISI影响因子为8.191。担任《先进材料-中国科大专刊》特邀编辑的圣路易斯华盛顿大学讲座教授夏幼南(中国科大82级校友)和中国科大微尺度国家实验室俞书宏教授称:这期专刊无疑是颁发给中国科大的一枚“金牌”。 (责任编辑:佳)
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ISAM2011-Photos
热度 1 zjohnliu 2011-11-22 17:37
ISAM2011-Photos
九月底应邀参加了在伊斯兰堡举行的第十二届国际先进材料研讨会(ISAM2011),担任分会主席,并做大会特邀报告。 感触颇多,以后专文再述。 近日收到朋友寄给我的会议期间的一些照片,存放于此。
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校友才是最大的财富
cwhm 2010-5-1 15:29
最近中科大的校友在影响因子为8.的《 Adcanced Material 》出了科大专刊,其实这个结果也不意外,毕竟在材料领域有太多 中科大的杰出校友,即使很多非材料专业都熟悉的如杨培东,夏幼南。更不要说科大校友在其他领域的影响力了。 中科大的校友通过《先进材料》这个杂志让世界了解了中科大,就如同中国通过奥运会,通过 世博会,让世界了解了中国一样。 这期杂志会让世界材料学者更加了解到中国有这样一所大学,每年有1000名top5%的学生进入中科 大,700名学生选择了继续读研究生,每年都有1名校友当选院士,这样的学校对美国没有吸引力么? 中科大校友的海外良好声誉也铺就了中科大学生的海外留学之路,一封好的推荐信远比大学四年的GPA更重要,一个好的学校背景远比 GRE托福更重要 ,所以海外只会有越来越多的中科大身影。 中科大的成功在于校友,中科大的海外地位在于校友。 中科大或许是全国高校师 生比例最高的高校,背后又有中科院几十个研究所的科研支持,地处合肥又让学生远离了世欲的诱惑。这或许就是科大能培养出越来越多的杰出校友的原因 吧。 或许这也是中国只有一所科大这样的学校,再难找到第二所这样特质的学校。 《先进材料》这么高的影响力的杂志把目光投到了中国,说明中国的影响力正在增强,国际的目光开始聚焦中国,那些海外的华人学者就成了这第一道窗口。相信会 有越来越多的杂志出这样的专刊,毕竟中国学生的聪明与勤奋成就了中国海外学者的非凡的学术成就。 等《 Nature 》《 Science 》这样的综合期刊出中国学者专刊的时候,相信就是中国学术总体实力瞩目的那一天。 链接: (1)《先进材料》出版中国科大专刊 http://news.sciencenet.cn//htmlnews/2010/5/231637.shtm (2)《先进材料》2010年五月刊 http://www3.interscience.wiley.com/journal/123393835/issue (3):科大纳米材料科学领域北美校友 摘自《先进材料》科大专刊
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