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 638 篇文章)

科学家在微小磁旋涡中发现奇特新现象

作者: aeks | 发布时间: 2026-03-28 00:04

学科: 材料科学与工程 物理学 电子科学与技术 集成电路科学与工程

科学家在微小磁旋涡中发现奇特新现象

科学家发现,纳米级磁性圆盘中的磁涡旋在微弱微波激励下,能自发产生‘频率梳’——一连串等间距的振荡信号。这种新现象无需强激光,仅用极低功耗(远低于手机待机功率)即可实现,有望成为连接传统电子、自旋电子与量子器件的‘通用适配器’。

标签: 低功耗自旋电子学 弗洛凯态 磁振子 磁涡旋 频率梳

电液纤维肌肉

作者: aeks | 发布时间: 2026-03-27 22:01

学科: 控制科学与工程 机械工程 材料科学与工程 生物医学工程

科学家研发出新型‘电-流体纤维肌肉’,这是一种柔软、轻便的人造肌肉,性能媲美人体骨骼肌:功率密度达50瓦/千克,收缩幅度20%,响应快至0.3秒。它无需外接液体罐,靠电力驱动、无噪音、可独立工作,有望大幅提升机器人的灵活性与灵巧性。

标签: 人工肌肉 偏置压力 电-流体肌肉 纤维执行器 软体机器人

1.7电子伏特带隙硫系太阳能电池:通过优化材料整体与界面结构,创效率新高

作者: aeks | 发布时间: 2026-03-27 21:04

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

1.7电子伏特带隙硫系太阳能电池:通过优化材料整体与界面结构,创效率新高

本文报道了一种新型1.7电子伏宽禁带硫系太阳能电池,通过在铜镓硒(CuGaSe₂)吸光层中掺入微量铝(Al)和铷(Rb),并优化材料内部与界面结构,首次实现开路电压近1伏、光电转换效率达12.28%的突破性性能,为高效叠层太阳能电池和光解水制氢提供了更优的顶部电池候选材料。

标签: 光致衰减 宽禁带太阳能电池 界面工程 背场效应 铜镓硒

柔性金属有机框架:利用吸附质与吸附剂的协同适应实现碳氢化合物的智能分离

作者: aeks | 发布时间: 2026-03-27 18:02

学科: 化学 化学工程与技术 材料科学与工程

本文发现一种新型柔性金属有机框架材料Flex-Cd-MOF-3,能通过吸附质(丙烷/丙烯)与吸附剂的‘协同适应’机制,实现压力驱动的智能分离:低压时优先吸附丙烯,高压时自动切换为优先吸附丙烷。该机制不依赖传统筛分或热力学差异,而源于分子与材料共同形变产生的独特能量变化,为化工中高能耗的相似分子分离提供了新思路。

标签: 丙烯/丙烷分离 协同适应 可切换选择性 吸附机制 柔性金属有机框架

打造具有光学方向差异性的特殊结构彩色晶体

作者: aeks | 发布时间: 2026-03-27 16:01

学科: 光学工程 化学工程与技术 材料科学与工程 纳米科学与工程

本文开发了一种用DNA程序化组装金纳米棒和金纳米五角双锥体的方法,成功制备出三种低对称性胶体晶体。这些晶体具有不同晶格对称性和光学轴取向(垂直、平行、斜交),展现出强光学各向异性,如显著的偏振依赖透射与散射特性,为新型偏振光学器件提供了新可能。

标签: DNA程序化组装 二向色性与双折射 低对称性胶体晶体 光学各向异性 金纳米结构

空位调控的银铜硫硒碲材料:纳米尺度的“化学波动”让柔性热电性能大幅提升

作者: aeks | 发布时间: 2026-03-27 12:02

学科: 冶金工程 材料科学与工程 物理学 电子科学与技术

本文发现一种新型柔性热电材料——银铜硫硒碲合金,其内部存在纳米尺度的化学成分波动。这种波动与大量位错、孪晶界协同作用,大幅降低热传导,同时通过调控空位浓度优化电输运性能,最终在360开尔文(约87℃)下实现0.98的热电优值zT,创下银基柔性半导体纪录,为可穿戴电子设备供能提供新可能。

标签: 柔性热电材料 银铜硫硒碲合金 阳离子空位

可电控调节的“像素化”智能热辐射调控表面

作者: aeks | 发布时间: 2026-03-27 10:01

学科: 光学工程 控制科学与工程 材料科学与工程 电子科学与技术

本文研发出一种可电控编程的‘像素化’超构表面,利用锗碲(GeTe)相变材料实现对中红外热辐射的智能调控。它能在微秒级时间内,对每个微小像素独立开关,动态生成任意红外光谱图案,为智能热管理、高灵敏分子检测和自适应隐身等应用提供新硬件平台。

标签: 中红外光子学 可编程超构表面 热辐射调控 电控像素化 锗碲相变材料

MXene材料中水分子的形态与运动速度发生了哪些变化?

作者: aeks | 发布时间: 2026-03-27 08:01

学科: 化学工程与技术 材料科学与工程 物理学 纳米科学与工程

水在二维材料MXene层间被‘挤压’时,形态和流动速度会发生显著变化。本研究结合机器学习模拟与X射线、中子散射实验发现:MXene表面的-F、-O、-OH等基团就像‘开关’,能调控层间水分子的排列方式、极性方向和氢键寿命,从而大幅改变水的扩散快慢——最高可提升10倍以上。该成果为设计高性能超级电容器、海水淡化膜等提供新思路。

标签: MXene 氢键寿命 水扩散 界面静电势

固态电解质中枝晶生长会引发电化学腐蚀

作者: aeks | 发布时间: 2026-03-27 06:02

学科: 冶金工程 化学工程与技术 材料科学与工程 电子科学与技术

固态电解质中枝晶生长会引发电化学腐蚀

固态电池中金属锂负极容易长出枝晶,导致短路、起火等安全问题。传统认为枝晶刺穿电解质需要很高的机械应力,但本研究发现:枝晶在远低于断裂应力的条件下就能生长,且电流越大、生长越快,所需应力反而越小;高电流下电解质还会发生化学分解并收缩,加剧材料脆化。该发现为设计更安全的固态电池提供了新思路。

标签: 原位双折射显微镜 电致脆化 石榴石型电解质 锂枝晶

新型捕光装置大幅提升超薄半导体性能

作者: aeks | 发布时间: 2026-03-26 20:01

学科: 光学工程 材料科学与工程 物理学 电子科学与技术

科学家发现,不用改变超薄材料本身,只需在它下方‘挖’出纳米级空气小洞(嵌在高折射率晶体中的‘米氏空腔’),就能大幅提升其发光和非线性光学信号。这种新方法让光被高效‘锁’在空气洞里,正好作用于表面的单层材料,通俗说就是‘把空地方变成聚光灯’。

标签: 二维材料光学增强 原子级薄光子学 局域光学模式 米氏空腔 非线性光学