新型材料

新型耐火“宣纸”

中国科学院上海硅酸盐研究所研究员朱英杰带领的科研团队，针对传统宣纸存在的问题，以无机纳米材料——羟基磷灰石超长纳米线为主要构建材料，成功研制出新型耐火“宣纸”，该“宣纸”具有易于书写性，优异的润墨性、抗霉性、耐久性、耐高温性和耐火性等性能，相关成果发表于ACS Sustainable Chemistry & Engineering。新型耐火“宣纸”具有优异的耐高温和耐火性能，长时间在火中灼烧也不会燃烧并保持完好。此外，新型耐火“宣纸”的制备只需3至4天，制备周期短，制备效率高。新型耐火“宣纸”有望作为耐高温、耐火书法绘画纸，应用于保护珍贵的艺术作品和重要文件免于火灾的损毁。

传统宣纸在火中几秒钟即快速燃烧化为灰烬；而新型“耐火宣纸”白度高，具有优异的耐高温、耐火性能，长时间在火中灼烧也不会燃烧（图片来源于中国科学院上海硅酸盐研究所）

新型“耐火宣纸”具有独特的润墨性能（图片来源于中国科学院上海硅酸盐研究所）

电子显微学研究发现固态物质新结构

中国科学院金属研究所陈春林研究员与日本东京大学Yuichi Ikuhara教授、重庆大学尹德强副教授等合作，在陶瓷材料中发现了区别于晶体、准晶体和非晶体的固态物质新结构：一维有序结构（或称为一维有序晶体）。相关论文发表于Nature Materials。固态物质按其微观结构的对称性可分为三大类：晶体、准晶体和非晶体。晶体具有旋转对称性和平移对称性，其原子有规则地在三维空间呈周期性重复排列。准晶体具有旋转对称性，但不具有平移对称性。准晶体的原子排列具有长程有序，但不具有三维平移周期性。非晶体不具有旋转对称性和平移对称性，其原子排列不具有长程有序。新发现的一维有序晶体更新了对固态物质结构的认识。

制备负载有单原子金属位点的三维多孔碳骨架复合材料及其应用

北京大学工学院邹如强课题组报道了关于负载有单原子金属位点的三维多孔碳骨架复合材料的制备，以及其在燃料电池氧还原催化的应用。相关论文发表于Angewandte Chemie。科研人员制备出负载有单原子金属位点的大尺寸的三维MOF衍生材料。当作为催化剂用于燃料电池中氧还原反应时，该材料表现出优于商业Pt/C的高性能。燃料电池作为新能源器件，因其能量密度高、产物零污染而备受关注。金属有机骨架材料（MOFs）是由金属位点及有机配体通过周期性配位而形成的一种新型多孔材料。该材料具有较高的比表面积、规整的孔道结构及可控的成分组成，被广泛应用于气体的吸附及分离、传感、催化等领域。

二维材料的摩擦学行为：从机制到调控策略

清华大学航天航空学院李群仰副教授团队与合作者系统回顾了二维材料摩擦学研究的最新进展，并对二维材料在润滑领域的潜在应用和研究方向进行了展望。研究论文发表于Materials Today。该文章综述了以石墨烯为主的二维材料摩擦和磨损研究的最新进展。分别从层间滑动和表面滑动的角度，对二维材料独特的摩擦行为及其背后的微观物理机制进行了综述；同时还重点介绍了若干种影响和调控二维材料表面摩擦性能的典型方法和策略，以及二维材料的磨损行为及其失效模式。最后，对二维材料摩擦研究进行了小结，并展望了该领域仍待研究的若干方向。

亲疏水复合敷料用于促进伤口愈合

中国科学院理化技术研究所仿生材料与界面科学实验室王树涛研究团队研制了一种由亲水微米纤维网络与疏水纳米纤维阵列复合的伤口敷料，该敷料可以单向地将生物流体从疏水侧泵到亲水侧，有效地泵出伤口周围多余生物流体。相关研究成果发表于Advanced Materials。伤口敷料在伤口周围微环境的生物流体管理中起着至关重要的作用，直接影响伤口愈合。在大鼠皮肤缺损伤口感染模型中，亲疏水复合敷料显示出相比传统敷料更快的伤口愈合速率。这种亲疏水复合敷料为未来伤口敷料设计与应用提供了新思路，有望在现有传统亲水/吸水敷料制备的基础上进行简单的改进与升级，快速推广应用于临床，加快伤口愈合，减轻患者痛苦。

（a）亲疏水复合敷料的设计；（b）亲疏水复合敷料相比；（c）传统敷料有效地泵出伤口周围多余的生物流体（图片来源于中国科学院理化技术研究所）。

（i）银—亲疏水复合敷料和（ii）亲疏水复合敷料比（iii）传统敷料具有促进伤口愈合的效果（中国科学院理化技术研究所）

石墨烯基宏观体构建与制备

哈尔滨工业大学土木学院钟晶课题组与来自国内外科研院所、高校的科研人员合作，在石墨烯基宏观体构建与制备方面取得系列成果。研究成果分别发表于《美国化学学会—纳米》和Nature Communications。针对限制石墨烯高分子防腐涂料性能提升的瓶颈问题，即石墨烯难以分散与空间分布难以控制等问题，提出了基于贝壳仿生结构的防腐策略。针对石墨烯难以大规模有效定向与致密组装问题，提出利用离心浇铸法在旋转过程中产生的离心力与剪切应力实现二维材料的高效大规模的高度定向及致密组装，实现了对石墨烯薄膜以及石墨烯复合材料的高效制备，并展现出极为优越的性能。

相变过程中材料热导率的研究

中国科学院上海硅酸盐研究所史迅研究员、陈立东研究员、曾华荣研究员、仇鹏飞副研究员与美国科罗拉多大学/华中科技大学杨荣贵教授合作，基于对经典热输运方程的校正，清晰阐述了相变过程中吸放热对热流传输的影响，发现相变除了可以影响材料的热容外，还会显著地导致材料热扩散系数降低这一实验假象，相变速度越快，热扩散系数降低的假象越严重。因此，材料相变时的真实热导率需要同时移除额外增加的热容和降低的热扩散系数的贡献。相关研究成果发表于Advance Materials。具有高热导率的材料常在散热方面用途广泛，而具有低热导率的材料则主要应用于隔热领域。

3D打印热固性材料领域研究进展

东华大学纤维材料改性重点国家实验室游正伟教授团队在3D打印热固性材料领域取得进展，系列成果分别发表于Materials Horizons和Advanced Functional Materials。3D打印技术是近年来新兴的先进加工手段，因其可快速高效地制造精细复杂的立体结构，方便个性化定制等特点，在诸多领域均展示出良好的应用前景。研究团队开展了一种3D打印热固性材料的通用策略及其多样化应用的研究，将盐粒和热固性材料预聚物结合为可3D打印的“复合墨水”。开展3D打印一体定制弹性可持续的面向可穿戴电子设备的摩擦纳米发电机的研究，实现摩擦纳米发电机3D打印一体成型。