学科: 材料科学与工程

材料科学与工程是研究材料的结构、性能、制备、加工及应用的综合性学科,涵盖金属、陶瓷、高分子、复合材料等。通过调控材料成分与微观结构,优化其力学、电学、热学等性能,满足航空航天、电子信息、生物医疗等领域需求。结合物理、化学、工程等理论,推动新材料研发与技术创新,促进可持续发展。该学科注重基础研究与工程实践结合,是高新技术发展的核心支撑。(该学科下共有 371 篇文章)

金属支架让细菌变身“活体电线”

作者: aeks | 发布时间: 2025-11-11 09:02

学科: 化学工程与技术 微生物学 材料科学与工程 环境科学与工程

金属支架让细菌变身“活体电线”

泥中的电缆细菌通过构建镍-有机化合物薄片并编织成导电纤维来“进食”生长,这是首个发现的生物合成金属有机框架,其导电性优于人工有机导线,为开发柔性、生物相容性电子器件提供了模板。

标签: 导电纤维 生物相容性电子器件 电缆细菌 纳米带 金属有机框架

效率达33.6%的柔性钙钛矿-硅叠层太阳能电池

作者: aeks | 发布时间: 2025-11-11 06:02

学科: 光学工程 动力工程及工程热物理 材料科学与工程 电子科学与技术

效率达33.6%的柔性钙钛矿-硅叠层太阳能电池

柔性太阳能电池在特定应用中具有变革潜力,但同时实现高功率转换效率、优异机械韧性和运行稳定性面临挑战。本文展示了经认证效率达33.6%的柔性钙钛矿/晶体硅叠层太阳能电池,开路电压2.015 V,可媲美刚性电池。其在17.6 mm弯曲半径下5000次循环后仍保持91%效率,连续光照T80寿命超2000小时,1000小时湿热测试后保持90%效率,这得益于新型复合层和电极提升性能。

标签: 功率转换效率 机械韧性 柔性太阳能电池 运行稳定性 钙钛矿/晶体硅叠层太阳能电池

一种带双缓冲层的柔性钙钛矿/硅叠层太阳能电池

作者: aeks | 发布时间: 2025-11-11 03:06

学科: 光学工程 材料科学与工程 电子科学与技术 能源动力

钙钛矿/硅叠层太阳能电池是下一代光伏技术的有力候选。本研究通过双缓冲层策略,使柔性电池实现33.4%(小面积)和29.8%(晶圆级)的高功率转换效率,且弯曲和热循环后仍保持97%以上效率,提升了耐用性。

标签: 功率转换效率 双缓冲层 柔性太阳能电池 耐久性 钙钛矿/硅叠层太阳能电池

在一种层状磁性材料中用电激发特殊的光与物质混合态

作者: aeks | 发布时间: 2025-11-11 00:04

学科: 光学工程 凝聚态物理 材料科学与工程 电子科学与技术

光与物质激发的耦合是实现光子相互作用的关键,对高效光电子器件至关重要。本研究在范德华反铁磁体CrSBr中实现了自杂化极化激元的电激发,通过石墨烯隧道结中隧穿电子向邻近CrSBr层强束缚激子的能量转移,可激发双层至250纳米厚度的晶体。电致发光的强线偏振证实激子起源,为电生成极化激元和未来自旋电子器件提供新途径。

标签: 电激发 自杂化激子极化激元 范德华反铁磁体 铬硫溴化物 隧穿电子

用智能聚焦激光技术轻松打造三维生物电子器件

作者: aeks | 发布时间: 2025-11-11 00:04

学科: 光学工程 材料科学与工程 生物医学工程 电子科学与技术

用智能聚焦激光技术轻松打造三维生物电子器件

下一代生物电子界面需要柔软、微型化且能与生物组织无缝集成的器件。传统制造方法存在局限,而动态自动聚焦3D脉冲激光微加工技术(d-3DPLM)利用纳秒脉冲近红外激光,可快速、低成本加工多种材料,制造复杂3D结构的生物电子器件,如触觉贴片、诊断阵列和红光治疗隐形眼镜,助力提升其性能与生物整合度。

标签: 3D生物电子学 动态自动聚焦激光微加工 生物电子界面 脉冲激光加工

可拉伸的柔性电子设备:基于弹性双类型晶体管的新技术

作者: aeks | 发布时间: 2025-11-10 15:04

学科: 信息与通信工程 材料科学与工程 生物医学工程 电子科学与技术

可拉伸的柔性电子设备:基于弹性双类型晶体管的新技术

弹性互补集成电路对可穿戴健康监测器、柔性机器人等新兴应用至关重要,但因p型和n型弹性晶体管性能失衡而发展滞后。本研究报道全拉伸互补集成电子器件,结合金属碳纳米管掺杂聚合物的n型晶体管与半导体碳纳米管网络的p型晶体管,分层结构使其在50%应变下性能稳定,可制成逻辑门,并实现拉伸触觉传感皮肤,有望用于动态生物系统集成。

标签: 可拉伸互补集成电子器件 弹性晶体管 碳纳米管 触觉传感皮肤 逻辑门

一种能实时自动设计新型超材料的智能系统

作者: aeks | 发布时间: 2025-11-09 20:50

学科: 信息与通信工程 光学工程 材料科学与工程 计算机科学与技术

一种能实时自动设计新型超材料的智能系统

当前纳米光子学创新依赖专家,设计周期耗时长、计算量大且常非最优。我们推出MetaChat,这一多智能体框架能将语义描述的光子设计目标自动、近实时转化为高性能自由形态器件布局。其Agentic Iterative Monologue范式实现多步推理,特征线性调制麦克斯韦替代求解器加速设计。在自由形态介质超表面上验证,设计速度较传统方法快多个数量级,为多物理创新提供科学计算蓝图。

标签: Agentic Iterative Monologue范式 FiLM WaveY-Net替代求解器 MetaChat框架 多智能体设计 自由形态超表面

弯曲石墨前驱体制备出超硬又耐裂的新型钻石材料

作者: aeks | 发布时间: 2025-11-09 20:50

学科: 化学 机械工程 材料科学与工程 物理学

弯曲石墨前驱体制备出超硬又耐裂的新型钻石材料

钻石材料的硬度与韧性难以兼顾,限制了其在极端环境中的应用。本研究受含羞草启发,设计微尺度弯曲石墨前驱体,在高温高压下形成立方-六方金刚石异质结构,硬度(169吉帕)和韧性(15.7兆帕·米¹/²)分别比单相纳米多晶金刚石提升36%和104%,为超硬材料性能优化提供新方法。

标签: 仿生微观结构工程 弯曲石墨前驱体 硬度-韧性协同 立方-六方金刚石异质结构 高温高压合成

斯坦福发现神奇晶体,或将改变量子技术

作者: aeks | 发布时间: 2025-11-09 17:33

学科: 光学工程 材料科学与工程 物理学 电子科学与技术

斯坦福发现神奇晶体,或将改变量子技术

斯坦福工程师发现钛酸锶(STO)在极低温下性能更优,光学和机械特性不仅不减弱反而增强,远超同类材料,有望加速量子计算、激光系统和太空探索等领域的发展。

标签: 低温器件 极低温性能 量子计算 钛酸锶 非线性光学材料

DNA的隐藏力量将改变我们制造药物的方式

作者: aeks | 发布时间: 2025-11-09 17:24

学科: 化学 材料科学与工程 生物学 药学

许多药物是手性分子,存在两种镜像形式,在体内效果不同,生产所需形式是药物研发难题。新DNA引导方法利用DNA磷酸基团吸引带正电分子,通过离子配对引导反应,可使其更清洁、简单且环保可持续,研究发表于《自然·催化》,助力下一代药物开发。

标签: DNA引导方法 手性药物 磷酸基团 离子配对 绿色化学