简讯

中国材料大会2022—2023在深圳成功召开

2023 年7 月7～10 日，由中国材料研究学会主办的中国材料大会2022—2023 在中国深圳隆重举行。1.9 万余名材料科技工作者、1500 余位杰青和长江学者、50 余位两院院士出席了本次大会。本届大会是中国材料界深入学习贯彻党的二十大会议精神，全面推进高水平科技自立自强的大背景下举办的一次跨学科、跨领域、跨行业的学术交流大会，是中国新材料界学术水平最高、涉及领域最广、前沿动态最新的超万人国家级品牌大会。

本届大会在重大基础研究、应用基础研究、前沿热点，尤其是关键“卡脖子”材料领域，设立了77个分论坛，涵盖能源材料、环境材料、先进结构材料、功能材料、材料设计制备与评价5 大类主题及相关交叉学科；同时开设了特色论坛和展览，包括6 个前沿热点青年论坛、3 个大湾区特色新材料论坛、1 个材料教育论坛、1 个材料期刊论坛、1 个2023 年广东省新材料创新发展论坛、1个国际新材料科研仪器及设备展、1 个全国新材料人才招聘会等活动。

大会开幕式由中国材料研究学会理事长魏炳波主持，理事长李元元，国家自然科学基金委员会党组成员高瑞平教授，深圳市委副书记、市人民政府市长覃伟中，广东省委常委、副省长王曦院士分别致辞。

李元元在致辞中指出，当前，世界之变、时代之变、历史之变的新特征正在科技领域突出显现，新一轮科技革命和产业变革加速推进，前沿技术不断取得重大进展，以中美科技博弈加剧为标志，科技竞争与国家安全出现了史无前例的高度融合，美国率领盟友在关键材料、数字基础、科技人才、技术规则及标准制定等方面系统建立了结构性优势，全球科技创新出现分立化、多元化的新趋势。由于新材料的先导性突破不断引发高新技术和新兴产业的爆发式增长，因此，新材料已成为各国抢占科技制高点的重点关注与发展的热点领域。中国的材料界要抓住当前发展的重大历史机遇，认真贯彻执行高水平科技自立自强战略，系统化整体国家优势力量，抢占科技制高点，坚决打赢关键材料领域的科技攻坚战，确保中国在这场科技竞争中立于不败之地。

魏炳波在大会上专门介绍了中欧材料研究学会开展全面性合作的最新进展，欧洲材料研究学会由28 个成员国构成，加强与欧洲材料学会的合作是中国材料研究学会对外合作与交流的主要任务，双方在人员往来、学术交流、科技合作、人才培养和学术会议方面将通过签署合作协议的方式全面推进。

中国材料研究学会常务副理事长兼法人谢建新院士主持了中国材料研究学会二级分会授牌仪式，向43 个材料前沿和“卡脖子”的二级分会进行了授牌。中国材料研究学会副理事长周科朝主持了“中国材料研究学会科学技术奖”颁奖仪式，共颁发2022 年科技奖23 项、2023年科技奖38 项，2023 年“博士生创新奖”9 名。

本次大会邀请中国科学院上海硅酸盐研究所董绍明院士、欧洲材料研究学会主席Joan Ramon Morante 教授、香港中文大学唐本忠院士等50 余位院士、1500 余位杰青和长江学者做了精彩的学术报告。（本刊记者 良辰）

清华大学课题组利用针织技术增材制造液晶弹性体驱动器

目前关于液晶弹性体（LCE）的增材制造方法通常引入化学交联来固定LCE 网络，一旦成型难以二次加工和回收利用。如何制备具有特定三维形变能力且可完全回收的LCE驱动器仍具挑战。为此，清华大学化学系杨忠强副教授课题组首次提出了基于针织技术增材制造LCE驱动器的策略。

课题组首先利用熔融纺丝技术连续制备了沿纤维长轴取向的LCE 纤维，随后通过商用针织机加工成含有不同针织组织的LCE 织物。由于针织结构由单根连续纤维通过物理缠结组成，LCE 驱动器可以被拆解，并重新针织成其他结构，实现反复加工和回收利用。

在形成针织环后，LCE 纤维发生三维形变，使针织环结构中存在内部扭矩。这两种针织环可以进一步组合为具有不同结构的针织组织，并调控织物结构中的扭矩。将不同针织组织沿着预设路径进行组合，则可赋予LCE 驱动器丰富的几何结构和形变能力。通过其他针织技法及织物加工技术，还可对针织结构LCE 驱动器的结构与功能进行进一步的调控。相较于其他LCE取向成型技术，针织技术有着成熟的工业应用历史。因此，如能进一步匹配工业针织技术的相关参数和需求，有望批量制备具有特定几何形状和可控形变能力的LCE 驱动器。

近日，相关成果以Additivemanufacturing ofliquidcrystalelastomer actuatorsbasedonknitting technology为题发表于AdvancedMaterials。下图为针织结构LCE 驱动器的制备、拆解和再针织过程。（本刊记者 良辰）

西工大团队提出低维量子结构设计新机制

2023 年7 月13 日，西北工业大学物理科学与技术学院安钦伟副教授课题组在NatureMaterials上在线发表题为Direct growthofsingle-chiralangletungstendisulfide nanotubesusinggold nanoparticlecatalysts的研究论文。此项研究在国际上首次提出了一种基于金纳米颗粒催化的过渡金属硫族化合物纳米管生长新机制，实现了单手性角WS2和WSe2纳米管的一步生长，并成功揭示了纳米管手性特性与其结构弛豫、光学和电学性质的关系，为过渡金属硫族化合物纳米管的结构调控和物性研究提供了新的思路。

金纳米颗粒的引入是实现一步生长的关键。金纳米颗粒作为一维半导体纳米线和碳纳米管制备中的常用催化剂，被大量应用和推广。但是金纳米颗粒对WS2和WSe2等过渡金属硫族化合物纳米管的生长是否有效，从未被提及。安钦伟团队首次尝试将金纳米颗粒引入过渡金属硫族化合物的化学气相沉积反应中，通过反应参数不断调试和探索，实现了WS2和WSe2纳米管一步生长。进一步生长机制和动力学研究揭示了金纳米颗粒在过渡金属硫族化合物纳米管早期成核和生长过程中的独特作用。

上图为以金纳米颗粒催化辅助的硫化钨纳米管生长示意图。

（本刊记者 良辰）

北理工先进材料力学团队在单层压电材料研究中取得重要进展

近日，北京理工大学宇航学院洪家旺教授、王学云副教授团队报道了单原子层厚度的二维范德瓦尔斯CuInP2S6铁电材料面外强压电性效应及增强的电流自整流特性，相关成果以Strongpiezoelectricityandimprovedrectifier propertiesinmono-and multilayeredCuInP2S6为题，发表于Advanced FunctionalMaterials。

二维压电材料在柔性自供能电子开关、电子皮肤等领域具有广阔的应用前景。尤其是近年来在h-BN、C3N4和过渡金属二硫族化合物（2H-MX2，M=W，Mo；X=S，Se，Te）等二维单层材料中发现了压电效应，在领域内引起了广泛关注。然而，大部分单层压电材料中的压电效应仅限于面内方向，面外方向压电效应非常微弱且电流整流比较差，限制了二维薄层材料在垂直结构器件中的实际应用。因此，探索在面外方向上具有强压电效应和整流性质的单层和薄层二维材料是该领域当前的研究前沿。

本研究在范德瓦尔斯铁电体CuInP2S6体系前期研究基础上，进一步报道了首次成功剥离制备出单原子层厚度的CuInP2S6铁电材料，并发现其在面外方向上的强压电性远高于现有单层压电材料。在此基础上，通过纳米探针施加应变的同时，合理引入应变梯度产生挠曲电场调控单层和多层二维材料的隧穿势垒高度和隧穿厚度，有效提升单层和多层CuInP2S6材料的电流整流性质。这些研究表明，单层和多层CuInP2S6材料在垂直阵列器件结构的传感、类脑计算等方面具有潜在的应用价值。

左图为使用1 V 的驱动电压和2.8 N/m 刚度的悬臂测量得到的形貌和PFM 振幅图像。

（本刊记者 良辰）

沈阳自动化所在复杂工业数据预测建模方面获进展

针对冶金等复杂工业建模过程中存在数据不足和算法冷启动的问题，中国科学院沈阳自动化研究所数字工厂研究室提出了一种基于动态迁移学习的、在有限数据量下的工业过程时间序列预测方法。该方法以提高多步时序预测精度、降低计算成本为目标，建立了复杂工业场景下的预测模型，提高了工业时序数据预测的准确性、高效性。相关研究成果发表在IEEE TransactionsonIndustrial Informatics上。

工业时间序列作为一种响应生产过程信息的数据，可以对其进行分析和预测，从而对工业生产过程进行有效监控。由于工作条件复杂、数据采集环境变化和设备运行时间短，现有数据驱动的工业时间序列预测算法的精度受到较大限制。

为应对上述挑战，该团队提出了基于动态迁移学习的工业过程时间序列预测方法。该方法通过有效地利用类似设备或工况的历史数据，建立预测模型。科研人员将历史数据分成多批，并根据每批历史数据与当前时刻有限目标数据的分布距离，建立具有动态最大平均差损失的多源迁移学习框架。该框架结合多任务学习方法，建立了工业过程在线学习的多步预测模型。科研人员在太阳能发电预测和加热炉温度预测两个数据集上的试验验证了该方法的有效性。下图为工业时间序列预测框架。

（本刊记者 良辰）

西安交大连续纤维复合材料4D 打印取得新进展

近日，西安交通大学科研团队利用液晶弹性体的可逆热致伸缩变形能力，结合连续纤维材料的优异力学性能，提出一种基于连续纤维增强液晶弹性体的直写4D 打印方法。液晶弹性体复合材料内部嵌入的连续纤维起到了显著增强力学性能及实现弯曲变形效果的作用。该打印方法能够通过调控纤维在复合材料丝材内部的偏置位置实现打印结构可控的承载特性及变形形态。打印的液晶复合材料可以承受高达其自身重量2805倍的载荷，并在150 ℃条件下实现0.33 mm-1的弯曲曲率。利用这一工艺制备了具有承载能力及变形能力的复合材料桁架结构，解决了传统4D 打印结构力学承载性能差的难题。

相关研究成果以Programmablespatial deformationbycontrollableoff-centerfreestanding4D printingofcontinuousfiber reinforcedliquidcrystal elastomercomposites为题发表在Nature Communications上。

下图为连续纤维增强液晶弹性体复合材料4D打印。（本刊记者 逸飞）

合肥物质院高结晶石墨烯宏观体研究获进展

近期，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所研究员王振洋团队在高结晶石墨烯宏观体的共价生长及其电学行为调制方面取得系列进展。

石墨烯是具有优异力学、电学、热学和光学性能的二维碳材料。石墨烯的高效制备与宏观组装对其规模应用具有重要意义。目前，石墨烯宏观体的常规制备方法如液相自组装、3D 打印和催化模板法等，仅能实现石墨烯片层间的非共价弱相互作用连接，导致石墨烯晶体结构的不连续，成为限制石墨烯宏观体电学性质的主要因素。

鉴于此，研究开发了激光辅助的layer-by-layer共价生长方法来制备高结晶石墨烯宏观体。分子动力学模拟从理论上揭示了它的共价生长机制。共价生长法使得材料具有连续的晶体结构，且与非共价组装相比，其跨层电导率实现了100 倍的提升。该材料有助于解决石墨烯规模化应用面临的层状堆垛、晶体质量调控、离子输运通道、体积效应等问题，为石墨烯的储能电极应用奠定了基础。相关研究成果发表在Advanced FunctionalMaterials上。

此外，为了解决石墨烯电极中低自由电子浓度导致的电导率不理想的问题，研究将富含自由电子的铜纳米粒子引入到材料体系，在Cu 与石墨烯界面形成了稳定的Cu—C 键，从而通过电子注入实现了复合材料超高的导电性能，电导率达到与纯金属接近的0.37×107S/m，是纯石墨烯的3000 倍。研究进一步利用X 射线吸收精细结构（XAFS）光谱，结合密度函数理论（DFT）模拟揭示了界面结构对电导率的影响，这对石墨烯的电导率调制以满足不同应用具有重要意义。相关研究成果发表在Chemical EngineeringJournal上。

（本刊记者 良辰）