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  • 新材料与新技术
    缪顺福, 谭晶, 赵儒硕, 杨卫民, 程礼盛, 魏鹤琳
    化工新型材料. 2024, 52(6): 89-93. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.06.026
    以聚丙烯腈(PAN)和二甲基亚砜(DMSO)为原料,采用新型微纳层叠挤出技术制备了微纳层叠带状聚丙烯腈(PAN)基初生纤维,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电子万能试验机对初生纤维的性能进行了研究。分析了纤维凝固成形过程中空气层高度、凝固浴温度、凝固浴浓度对微纳层叠带状PAN初生纤维性能的影响。结果表明:层叠带状PAN初生纤维相比于传统圆形截面纤维,在纺丝过程中能保持良好的带状截面不变形;并且在空气层高度为30mm,凝固浴温度为45℃,凝固浴浓度为40%工艺条件下制备的层叠带状PAN初生纤维综合性能较好,获得了结晶度为31.3%,晶粒尺寸为4.53nm,拉伸强度为14.60MPa的层叠带状PAN初生纤维。
  • 综述与专论
    张明铝, 吴华城, 吴佳霓, 白哲, 李军
    化工新型材料. 2024, 52(5): 1-4. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.07.045
    尖晶石型镍锰酸锂具有高工作电压、高安全性以及低成本等优点成为近年来锂离子电池正极材料研究的热点之一,但其自身存在Mn溶解导致结构破坏和循环性能衰减较快的缺点。重点阐述了通过晶型结构控制、离子掺杂和表面包覆等改性方法提高镍锰酸锂材料结构稳定性和循环性能的研究进展。最后,展望了镍锰酸锂材料未来研究的重点和发展趋势。
  • 综述与专论
    钟存贵, 谢留雨, 华亚楠, 蔡冰寒, 吴兴哲, 陈玉坤
    化工新型材料. 2024, 52(12): 1-7. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.020
    超级电容器因其体积比传统电容器更小、更快的充放电过程以及更长的循环使用寿命而受到了储能行业的普遍重视。超级电容器是一种高级的能量储能装置,它利用电极和电解质之间的双层电荷分布来储存能量,具有无污染、可持续发展等的优势。其中最熟悉的石墨烯材料应用最广泛,并发挥重要作用。概述了石墨烯的历史、制造技术,并对最近几年石墨烯与其他材料在超级电容器中的应用进行了回顾和展望。
  • 综述与专论
    张为鹏, 郭惠丽, 付改侠, 刘刚伟, 任新联, 胡宏伟
    化工新型材料. 2024, 52(11): 1-6. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.11.039
    系统综述了铝/聚四氟乙烯(Al/PTFE)复合材料的研究进展。就复合材料的动态力学性能而言,应变率越大,强度越高;复合材料中Al含量增加,弹性模量和屈服强度随之增加;温度升高,复合材料韧性增加,但动态压缩强度降低;铁粉、镍粉、钨粉、氧化铜、氢化钛、氢化锆等可以提高Al/PTFE复合材料的抗压强度。就复合材料的热性能而言,Al/n-PTFE的放热量远高于其他铝热剂,且纳米级铝粉与PTFE的反应性优于微米级铝粉。就复合材料的点火和燃烧性能而言,复合材料中PTFE的质量含量约35%时,燃烧压力最高,燃烧时间最短,中心火焰温度也最高;限域空心结构的复合材料样品燃烧优于实心、空心、核壳结构的样品;氢化钛、高氯酸铵、碳纳米管具有一定的助燃作用。就复合材料的冲击反应性能而言,加载应变率越高,材料反应延迟时间越小,反应越剧烈,且纳米级铝粉反应性和反应程度优于微米级铝粉;添加氧化物(三氧化铋、氧化铜、三氧化钼和三氧化铁)可以调节材料的能量释放特性。就复合材料的反应完全性而言,其作为弹丸发射速率越高,反应越完全;铝粉含量对反应完全性有非常显著的影响;氧化铜可以提高反应的完全性。就复合材料的应用场景而言,其对靶板的毁伤效果、纵火能力、提高推进剂力学性能和燃烧效率、作为防护材料的防护效果,比传统材料都有显著提高。此研究结果预计会对火炸药行业和战斗部行业从业者有重要的参考价值。
  • 综述与专论
    肖力光, 杨薇冰
    化工新型材料. 2024, 52(6): 1-6. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.06.038
    相变材料(PCM)是一种可逆的储能材料,在实际使用中可以周期性的以相变潜热的形式储存能量以达到节能的效果。针对相变温度为中低温的有机基相变材料(OPCM)进行了探讨,其具有长期的化学稳定性,无污染且节能、高效、无毒无腐蚀性。归纳综述了国内外有机基相变材料的制备以及OPCM包封技术的最新研究成果,根据材料的特点介绍了降低可燃性的方法以及在各个领域的最新应用。
  • 综述与专论
    郭智锋, 陈进, 周雯雯, 谢加强
    化工新型材料. 2024, 52(10): 1-6. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.10.002
    随着以锂离子电池为代表的新能源行业的兴起,锂需求量大幅增加,因此盐湖卤水提锂技术受到广泛关注。以锂离子筛作为吸附剂的盐湖卤水提锂技术具有环保、高效以及可持续发展的特点。介绍了盐湖卤水提锂技术的类型,综述了钛基锂离子筛的合成方法及钛基锂离子筛纳米材料的研究进展,并对比了不同钛基锂离子筛合成方法的优缺点,最后对钛基锂离子筛的研究方向进行了展望。
  • 综述与专论
    罗舒娟, 邓玉媛, 徐新宇, 司薇薇
    化工新型材料. 2024, 52(7): 1-6. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.07.050
    随着科技的发展与进步,多功能型环氧树脂复合材料的需求日益增加。六方氮化硼因其独特结构和各种优异性能,作为填料加入环氧树脂基体中,可显著提高复合材料的导热性、阻燃性、防腐性等,是具有广泛应用前景的多功能型填料之一。为了提高六方氮化硼的分散性及其与环氧树脂的相容性,往往要对六方氮化硼进行改性。综述了改性六方氮化硼/环氧树脂复合材料在导热性、阻燃性、防腐性等方面的研究进展,并展望了改性六方氮化硼/环氧树脂复合材料的发展趋势。
  • 综述与专论
    曾邱, 方洁, 夏冬冬, 谢谦, 游胜勇
    化工新型材料. 2025, 53(3): 1-7. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.03.039
    有机硅材料因其优良的柔韧性、耐化学性、绝缘性、低黏度和耐温度性的特点广泛应用于电子领域,但其较低的导热系数阻碍了自身的应用与发展,因此高导热有机硅材料的开发是一个挑战。介绍了有机硅复合材料导热机理、导热填料种类,着重综述了目前国内外各种提高导热复合材料导热性能的方法与手段,对高导热有机硅材料的困境、研究重点方向进行了总结与展望,对高导热有机硅材料研究工作具有一定的参考和借鉴意义。
  • 综述与专论
    袁永祥, 康江龙, 席儒恒, 王婍, 后小毅
    化工新型材料. 2024, 52(7): 20-24. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.07.017
    随着人们对清洁能源和可再生能源需求的不断增加,研究和开发新的储能材料迫在眉睫。钠离子电池凭借钠资源丰富、成本低等特点有望在大规模储能领域成为继锂离子电池之后最具前景的储能元器件。由于钠离子电池正极材料的制备方法对材料的电化学性能有重要的影响,简单介绍了近年来钠离子电池正极材料常见的几种合成方法,主要包括高温固相法、水热法、共沉淀法、溶胶凝胶法等,综述了常见钠离子电池正极材料不同合成方法的优缺点,并对钠离子电池正极材料未来的合成方法做出分析和展望。
  • 综述与专论
    李莹, 乔庆东, 李琪, 许德涟, 肖伟
    化工新型材料. 2024, 52(7): 25-29. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.07.025
    研究锂离子电池隔膜材料、制备技术及性能等,以更好地了解锂离子电池隔膜的工作原理。首先简要介绍了锂离子电池的发展现状及其隔膜的研究;其次,详细介绍了锂离子电池隔膜材料的研究现状,包括高分子电解质膜、陶瓷电解质膜和金属电解质膜等;然后,介绍了隔膜的制备技术,包括涂覆法、溶胶-凝胶法、原位生长等;最后,陈述了锂离子电池隔膜的电化学性能,包括电导率、耐压强度、热稳定性等方面的研究。
  • 综述与专论
    李琳, 王宇, 张凯
    化工新型材料. 2024, 52(6): 7-11. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.06.017
    潜热蓄热技术被视为缓解能源供需矛盾的有效措施,其利用相变材料在相变过程中吸热/放热来实现能量的存储和释放,在建筑节能、温室控温、调温服装等领域具有极大的应用潜力。归纳了定形相变材料的种类和特点,对多孔基相变材料、微胶囊相变材料和聚合物基相变材料等制备技术及储热性能的研究进展进行了综述,分析了定形相变材料制备过程中存在的问题,介绍了定形相变材料的强化传热方法,最后讨论了今后研究工作的重点并展望了定形相变材料的发展前景。
  • 综述与专论
    李晓玥, 张庆波, 姜大伟
    化工新型材料. 2024, 52(10): 7-11. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.10.031
    可陶瓷化酚醛树脂复合材料是一种由酚醛树脂基体、成瓷填料、助熔剂等填料组成的新型耐热材料,这种材料可在高温中形成陶瓷层,起到隔绝氧气和热量的作用,提高材料的耐热性能。从可陶瓷化酚醛树脂复合材料的主要填料和酚醛树脂耐热改性两方面进行综述,并对可陶瓷化酚醛树脂复合材料的未来进行了展望。
  • 综述与专论
    高嘉祺, 高银红, 姜敏, 孙兵, 张琴
    化工新型材料. 2024, 52(5): 10-15. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.05.019
    硅具有极高的理论容量、较低的电压平台和丰富的自然资源,是最有潜力的下一代高能量密度锂离子电池负极材料之一。但其电导率低,循环过程中体积变化大,难以直接作为负极材料。硅碳复合材料结合了硅的高比容量和碳的高电导率,同时确保电极的结构完整性。从维度结构、复合材料、应用性能等方面综述了近年硅基负极材料的研究进展,并对硅基材料面临的问题进行了简要总结,对其作为锂离子电池负极的研究前景进行展望。
  • 综述与专论
    赵国珂, 张杨, 刘轶群
    化工新型材料. 2024, 52(6): 12-18. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.06.043
    金属有机框架(MOFs)材料在膜技术领域受到的关注日益增长,其规则且高度可调的亚纳米尺寸孔道结构、高孔隙率以及官能化修饰的灵活性,使MOFs膜在精细化离子筛分方面表现出良好的应用潜力。近年来,离子在MOFs多晶膜、MOFs混合基质膜和MOFs通道膜体系内的选择性传输行为相继被报道,基于MOFs材料的结构-性能关系,通过可控设计以优化膜的选择性和稳定性取得了诸多进展。系统地梳理了上述MOFs膜的制备、离子选择性分离机理和优化思路,对比分析了其各自的特点和实际应用面临的挑战,基于此,提出MOFs膜在离子分离领域的潜在发展方向。
  • 综述与专论
    魏宇博, 贺辛亥, 程攀, 李彦璋, 梁军浩, 刘菲, 王强
    化工新型材料. 2024, 52(7): 14-19. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.07.053
    预制体作为复合材料的“增强骨架”,对复合材料的性能具有重要影响。而针刺工艺因其简单、快捷、低成本等优点逐渐成为制备预制体的主流技术。为了深入了解有关针刺技术、针刺预制体以及针刺复合材料的研究情况,介绍了针刺技术概况,论述了针刺工艺参数、针刺预制体类型以及针刺复合材料的实验研究和理论建模方面的研究进展,并基于此分析了针刺技术未来的发展方向。
  • 综述与专论
    罗茜, 吴佳霓, 李军
    化工新型材料. 2024, 52(6): 63-66. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.06.028
    无机固态电解质具有安全性高及电化学窗口高等优点,在固态锂离子电池中具有很大的应用潜力。介绍了无机氧化物固体电解质的特点和性能,综述了无机氧化物固态电解质的制备和改性研究进展,并重点阐述了无机氧化物固态电解质的掺杂改性、包覆改性及复合改性方法,最后对其进行了总结与展望。
  • 综述与专论
    李燕子, 孙金月, 张园婷, 张瑞涛, 陆昶, 高喜平
    化工新型材料. 2024, 52(11): 14-19. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.11.043
    淡水资源短缺已成为人类面临的一个突出问题,但传统水处理技术存在高成本、高能耗、低效率的问题。由于太阳能具有绿色、可持续的特点,应用气凝胶材料组成的界面太阳能蒸发器来进行海水淡化、污水与废水的处理已引起人们的高度关注。在界面太阳能光热蒸发处理水的过程中,其水处理效率与太阳能的吸收及利用、水传输通道及热量管理等密切相关,尤其是太阳能的吸收及利用。简要综述了有机气凝胶材料在界面太阳能光热蒸发技术方面的应用及研究进展,包括有机气凝胶材料所用光热材料的类型、光热转换材料转换机制的介绍以及重点对负载不同光热材料的有机气凝胶材料在界面太阳能光热蒸发水处理方面的研究与应用进行了综述,并对有机气凝胶材料在界面太阳光热蒸发进行水处理的发展趋势进行了展望。
  • 开发与应用
    聂济世, 邓巧云, 黄慧, 陈楚楚, 王海莹, 李大纲
    化工新型材料. 2024, 52(12): 287-291. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.029
    通过高效提取、处理及使用天然生物质材料制备复合材料,是目前材料研发领域的重点研究内容之一。油茶果壳是油茶果的附属产物,每年会随着油茶果的收获有着大量的产出,其具有作为生物质复合材料原料的潜在价值。对油茶果壳材料进行了介绍,详细阐述了油茶果壳提取纤维素、直接制备木塑复合材料、制备生物质碳复合材料的相关研究及应用现状,以期为丰富油茶果壳材料高值化利用提供一定的指导。
  • 综述与专论
    于游, 张丁尹, 范文杰
    化工新型材料. 2024, 52(7): 58-62. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.07.058
    反硫化是以单质硫为反应原料,以小分子不饱和烯烃为交联剂合成高含硫聚合物的一种有效方法。反硫化聚合物作为一种有机无机杂化高分子材料具有很多碳基材料没有的特性。具体介绍了反硫化聚合物的特点、实验合成和材料在锂硫电池、重金属吸附剂、光学、自我修复材料、抗菌剂、溢油吸附材料等方向的应用,并对反硫化聚合物材料的未来发展前景进行了展望。
  • 综述与专论
    化工新型材料. 2025, 53(1): 1-8. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.01.051
    化工新材料是指在化学化工研发、制备和应用过程中,有新结构、新方法、新性能指标、新应用的化工材料,是国民经济基础性产业。近些年,我国化工新材料科技和产业发展速度较快,特别表现在储能材料、光电转换材料、光催化材料、电子材料、先进复合材料用树脂及高性能纤维材料、功能性涂料和粘合剂等方面,已在风电光电、新能源汽车、航空航天、半导体封测等多个领域发挥重要作用,形成新质生产力。中国化工学会化工新材料专委会将每年组织学会专家学者编写当年的化工新材料的科技产业进展情况,发表在《化工新型材料》杂志上与广大读者见面。
  • 综述与专论
    杜厚义, 赫玉欣, 黄烈然, 高子昂, 张瑞麟, 刘虎, 刘春太
    化工新型材料. 2025, 53(1): 9-14. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.01.025
    纤维增强聚合物基复合材料以其优异的力学性能在许多行业中得到了广泛的应用。但由于纤维增强聚合物基复合材料本身的结构特点,以及所处环境和荷载情况的复杂性,对其整体性和耐久性进行分析比较困难。采用结构健康监测(SHM)技术对复合材料的结构状况进行监测,提高了复合材料结构的安全性和可靠性,在许多行业得到了广泛的应用。综述了基于电阻传感的纤维增强聚合物基复合材料的SHM方式及其应用,并对纤维增强聚合物基复合材料SHM的发展进行了展望。
  • 综述与专论
    周家玮, 裴香, 王剑, 何子涵, 张鑫
    化工新型材料. 2024, 52(6): 38-43. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.06.024
    细菌是引起慢性传染病和感染的主要原因。用抗生素杀灭细菌、消除感染是当今普遍使用的有效医疗手段,但是抗生素的滥用和误用导致越来越多的细菌出现耐药性。此外,现有给药方式常导致大量药物难以到达作用位点,造成药效浪费。在应对抗菌困境的各类策略中,抗菌纳米材料已成为一种被广泛认可的新兴方法。沸石咪唑酯骨架-8(ZIF-8)是一种在连接节点可生长药物的金属-有机骨架材料,因具有生物相容性好、结构稳定、pH响应特性及其靶向给药且减少细菌耐药性产生的能力等特点,成为目前研究较为广泛的抗菌方式之一。同时,大量研究表明,ZIF-8有利于保持药物活性,具有潜在的临床抗菌应用可能。综述了ZIF-8的抗菌机理、在抗菌方面的应用及研究进展,并对该领域未来发展中面临的挑战和前景进行了总结与展望。
  • 开发与应用
    王天娇, 汪东, 李丽英, 戴雪岩, 许晓洲, 李娜, 柯红军, 王国勇
    化工新型材料. 2024, 52(5): 229-233. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.05.021
    选用聚己内酯为预聚物,炭黑(CB)纳米颗粒作为光响应功能性填料,通过溶液聚合制备了一种光热双响应形状记忆聚氨酯(SMPU)/CB纳米复合材料。利用IR、SEM、DSC和DMA对其结构、形貌、热学性能和形状记忆性能进行表征。研究结果表明,SMPU/CB纳米复合材料展示出优异的形状记忆性能,其形状固定率和形状回复率均在97%以上。此外,由于CB的光热效应,SMPU/CB纳米复合材料在红外光的照射下具有快的响应速度及大的弯曲变形角度,在航空航天、智能驱动等领域具有潜在的应用前景。
  • 综述与专论
    刘昱彤, 王甲钧, 王汉坤, 钟土华
    化工新型材料. 2024, 52(11): 7-13. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.11.029
    纳米纤维素作为一种新型的生物基天然功能纳米材料,其在复合材料、包装、医药材料、涂料、化妆品和电子产品等领域具有广阔的应用前景。但是,目前纳米纤维素在制备过程中仍然存在着高能耗和高水耗等问题,导致其生产成本高。另外,传统纳米纤维素制备方法通常在较低纤维素浆料浓度条件下进行(浓度小于5%),这导致单位体积的生产效率低以及终产物含水率高,给运输、储存和应用都带来极大的困难和挑战,制约着其素进一步市场推广和实际应用。因此,纳米纤维素高浓制备技术受到越来越多的关注。开发纳米纤维素高浓制备技术可解决其生产过程中能耗高、水耗高和终产物含水率高等问题,有望进一步降低其生产成本和应用成本。
  • 综述与专论
    张宏宇, 付蕊娟, 王娟娟, 陈延军, 李星枰, 孙寒雪
    化工新型材料. 2024, 52(6): 19-24. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.06.046
    有机多孔聚合物(POPs)膜材料具有本征的多孔结构和可调节的孔隙环境和官能团,广泛用于分子筛分领域。然而,其高效、可控的制备方法仍是一大挑战。围绕界面聚合法对近年来不同POPs基膜材料的设计、构筑进行了梳理,并对其在海水淡化、染料分离、气体分离、光电等领域的应用进行系统总结,最后对未来基于界面聚合制备POPs膜的发展进行了分析与展望。
  • 综述与专论
    郭昊, 任瑞鹏, 吕永康
    化工新型材料. 2024, 52(5): 5-9. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.05.016
    阳极材料是提高锂/钠离子电池电化学性能的关键因素之一。FeS2因高理论容量890mAh/g、低成本等优点而受到广泛关注,但在充放电循环过程中体积膨胀率高、导电性差阻碍了其作为阳极材料的利用。复合化与纳米化是解决上述问题的有效途径。综述了近年来用于锂/钠离子电池阳极材料的FeS2基复合材料的研究进展,并对FeS2基阳极材料的发展趋势进行了展望。
  • 综述与专论
    卫冰妍, 李伟
    化工新型材料. 2024, 52(12): 8-11. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.039
    近十几年来,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)基柔性应变传感器因其优异的力学性能以及良好的传感性能走入大众视野。介绍了应变传感器的信号传感机理,综述了以SBS为基体的柔性应变传感器制备工艺以及不同碳纳米材料的传感机理,并对以SBS为基体与不同碳纳米材料组成的复合材料的应用进行了展望。
  • 开发与应用
    尹佳伦, 马小鹏, 姚丽菲, 刘悦, 马小丰, 齐胜利, 李洪娟
    化工新型材料. 2024, 52(10): 243-247. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.10.036
    尼龙66工业丝作为一种重要工业纤维其性能在生产过程中受多种因素影响。首先概述了尼龙66纤维的特点及应用范围,然后介绍了尼龙66的分子结构特征、凝聚态结构特征与性能,接着详细阐述了尼龙66工业丝的生产工艺和生产装置,包括连续缩聚直接纺丝和间歇缩聚固相缩聚纺丝这两种工艺。重点探讨了影响尼龙66工业丝生产的关键因素及作用规律,包括尼龙66聚合物的分子量、切片含水量及可提取物含量、纺丝箱温度、纺丝组件滤材和滤网、侧吹风冷却工艺、给湿、上油工艺、纺丝速度、卷绕工艺、拉伸工艺、网络度、纺丝环境条件等,并给出了最佳的工艺参数范围。最后总结了尼龙66纤维在中国的发展前景和市场潜力。
  • 综述与专论
    黄烈然, 赫玉欣, 高子昂, 杜厚义, 张瑞麟, 刘虎, 刘春太
    化工新型材料. 2024, 52(10): 17-22. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.10.012
    随着无线通讯的广泛普及和5G技术的飞速发展,电子产品给人类生产生活带来极大便利的同时,也带来了严重的电磁污染。因此,开发具有高效电磁干扰屏蔽性能的材料成为研究热点。纤维增强环氧基电磁干扰屏蔽复合材料是指将具有高电导率和高磁导率的纤维材料或功能填料分散在环氧树脂基体中制备的具有良好电磁屏蔽性能的复合材料,该材料具有强度高、密度小、可加工性好等优点,在通信、轨道交通和航空航天等领域具有广阔的应用前景。综述了具有优良电磁干扰屏蔽性能的纤维增强环氧基复合材料的研究及应用现状,并对其未来的发展前景进行了展望。
  • 综述与专论
    牛丽丽, 王培, 高志华, 吴丽丽, 赵梦坤
    化工新型材料. 2024, 52(12): 12-17. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.018
    在自然界中,许多生物展现出很强的抗冻能力,能够在极冷的环境中生存。受这些生物抗冻性的启发,研究人员开发了许多先进的抗冻水凝胶材料,并探索其在柔性电子、柔性能源和生物科学等不同领域的潜在应用。基于耐寒生物抗冻性的基本机制,总结了抑制冰核形成和抑制冰晶生长的两类合成抗冻水凝胶的策略:可以引入有机溶剂、酸、两性离子、盐等方法抑制冰核形成;可以引入防冻蛋白(AFPs)、构建核壳纳米结构和聚合物互穿网络结构(IPNs)等方法抑制冰晶生长。简要介绍了每种策略的优缺点,讨论了不同合成策略与所得到的水凝胶性能。最后,提出了抗冻水凝胶未来的发展方向。
  • 开发与应用
    董梦真, 王鹏粼, 管洁, 居瑞军, 陶月, 康举
    化工新型材料. 2024, 52(6): 228-233. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.06.045
    以聚乙烯醇和壳聚糖为原料,利用冻融循环法,通过调节聚乙烯醇和壳聚糖的配比、冻融循环次数以及搅拌时间,采用正交试验制备出多组复合水凝胶,进行综合性能评价。结果表明:采用15%聚乙烯醇+1.5%壳聚糖混合搅拌4h,冻融循环5次制备的复合水凝胶具有较强的抗拉强度,适宜的含水率和溶胀率以及良好的血液相容性,对细胞无毒性且适合细胞生长,是一种具有应用前景的软骨修复组织工程材料。
  • 综述与专论
    王雨, 付红燕, 任小敏, 胡丹, 冯旭东
    化工新型材料. 2024, 52(8): 22-28. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.08.011
    随着分离体系复杂程度的增加及对膜分离性能要求的提高,荷正电膜分离技术发挥着越来越重要的作用。介绍了荷正电膜的制备方法,综述了荷正电膜在纺织印染废水、镁/锂分离、去除重金属和生物医药等方面的应用进展,探讨了荷正电膜存在的主要问题,展望了未来荷正电膜分离技术的发展方向。随着研究的深入及市场需求的增加,荷正电膜将迎来更大的发展空间,在解决水资源短缺、水环境污染方面发挥更加重要的作用。
  • 新材料与新技术
    吴洋, 俞娟, 黄培
    化工新型材料. 2024, 52(5): 83-87. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.05.005
    采用八氨基苯基聚倍半硅氧烷(OA-POSS)对Al2O3微球表面进行修饰,再将改性Al2O3均匀分散在以氢化均苯四甲酸二酐(HPMDA)、4,4′-(六氟异丙烯)二酞酸酐(6FDA)、4,4′-二氨基二苯醚(ODA)为单体制备的无色透明聚酰亚胺(CPI)薄膜中。通过傅里叶变换红外光谱仪、紫外-可见分光光度计、导热系数测试仪、热重分析仪等对透明复合薄膜进行表征。结果表明:透明复合薄膜在保持良好机械性能的同时(拉伸强度在92MPa以上),在可见光区仍拥有较高的透光率(透光率超过82%),而且在低Al2O3负载量下,透明复合薄膜的热稳定性、导热性能得到明显改善;制备的透明复合薄膜可作为柔性显示器件的衬底材料以及电子封装材料。
  • 新材料与新技术
    杨甜甜, 刘娴, 陈明珠, 王志远, 李惠军
    化工新型材料. 2024, 52(12): 100-105. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.014
    采用连续静电纺丝法制备“层层递进式”Janus-PAN(聚丙烯腈)纳米纤维膜。Janus-PAN纳米纤维膜以亲水性PAN纳米纤维膜为底层、聚丙烯腈/聚氨酯(PAN/PU)共混纳米纤维膜为中间层,喷涂疏水改性的SiO2粒子作为顶层。通过场发射扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、接触角测量仪、电子单纤维强力仪对Janus-PAN纳米纤维膜的表面形貌、化学组成、表面润湿性能、力学性能进行分析和测试并研究了其油水分离性能和循环使用性能。结果表明Janus-PAN纳米纤维膜具有不对称的润湿性,能够有效切换分离水包油和油包水乳液,经过8次循环分离后仍具有较高的分离效率。其中,水包石油醚和水包机油乳液的分离效率超过99.2%和99.0%,花生油包水和石蜡油包水乳液的分离效率可达97.3%和98.6%以上。
  • 综述与专论
    赵宝财, 付建冶, 仇萌
    化工新型材料. 2024, 52(5): 77-82. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.05.001
    基于壳聚糖纳米复合抗菌材料在食品包装中的应用潜力,介绍了壳聚糖薄膜材料的制备方法,综述了壳聚糖与银纳米粒子、氧化镁、氧化锌、二氧化钛、二氧化硅、碳酸钙等纳米材料复合制备复合抗菌材料的研究进展,指出壳聚糖是性能优异的食品包装材料,但是壳聚糖复合薄膜还存在机械强度低、阻隔性能差、抗氧化性弱和水溶性差等缺点。溶液流延法是简单方便且使用广泛的制备壳聚糖复合薄膜的方法;层层挤出法制备的壳聚糖复合薄膜具有良好的机械性能和热稳定性;与纯壳聚糖薄膜相比,壳聚糖与纳米材料复合制备的复合薄膜具有更好的抗菌性能。未来应加强对壳聚糖纳米复合食品包装抗菌材料安全性以及制备方法的研究,推动壳聚糖纳米复合材料的规模化生产和在食品包装中的应用。
  • 综述与专论
    裘承, 薛银, 张文展, 刘定荣, 邱小林, 陈秋香
    化工新型材料. 2024, 52(5): 16-20. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.05.031
    石墨烯具有独特的二维片状结构,呈现出出色的化学惰性和抗渗透性。石墨烯薄膜及石墨烯有机聚合物均能表现出优异的防腐蚀能力,可作为一种海洋金属装备的新型防腐材料。综述了石墨烯薄膜和石墨烯/聚合物防腐机理,重点阐述了石墨烯薄膜及石墨烯/聚合物的制备方法和在金属表面防腐涂料中应用的研究进展,并对石墨烯在防腐涂料中的应用前景进行了展望。
  • 综述与专论
    毛宗卿, 赵丹, 董延茂
    化工新型材料. 2024, 52(6): 25-32. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.06.029
    过硫酸盐高级氧化体系(SR-AOPs)可有效去除微污染物(MPs),但对催化剂的要求较高。碳质材料(CMs)具有独特理化性质,可作为SR-AOPs体系的新型催化剂。综述了生物炭(BC)、石墨烯基材料(GBMs)、碳纳米管(CNTs)的制备方法及其协效SR-AOPs体系催化氧化的反应机理及其去除MPs的研究。杂原子掺杂、含氧官能团的引入是提高GBMs及CNTs催化性能的主要手段,在纳米尺度上精确控制杂化材料的结构可实现性能优化。在CMs/SR-AOP中引入膜技术、电化学技术和光催化技术等将有望推动净水技术的发展。
  • 综述与专论
    吴昊天, 李金贵, 郭晨曦, 牛凤延, 何齐升, 彭卫康, 雷伟岩, 沈毅
    化工新型材料. 2024, 52(5): 65-70. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.07.037
    近年来,Mxene由于其优秀的导电性、较高的离子迁移率,合适的带隙等等诸多优势,已被广泛应用于诸多领域。在光催化领域,Mxene可作为一种优秀的助催化剂大幅提高光催化剂的性能。介绍了Mxene的主要合成方法及产氢机理,着重介绍了其在光催化产氢领域的发展,并对Mxene材料在光催化领域的发展进行了展望。
  • 综述与专论
    帅威辰, 夏洪应, 李春雨, 梁辰
    化工新型材料. 2024, 52(10): 27-31. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.10.017
    随着民用和军用领域通信技术的飞速发展,电磁波产生的废弃电磁辐射污染问题变得尤为突出。为解决电磁污染对人类生存环境带来的负面影响,亟待寻找一种轻质、高吸收性能、宽吸收频带的新型吸波材料。传统单一吸波材料吸收频带窄、吸收性能弱。但将磁损耗型材料与介电损耗型材料复合,可实现良好的阻抗匹配。阐述了电磁吸收的基本原理,并对目前国内外最常见的几种新型复合吸波材料的研究进展及发展前景进行了介绍。通过对导电聚合物复合吸波材料、生物质衍生碳基复合吸波材料、磁性金属复合吸波材料等新型材料的合成方法、结构、优缺点、吸波性能的总结。为研发吸收性能强、吸收频带宽、厚度薄、质轻的高效宽频吸波材料提供参考。
  • 综述与专论
    杨伟平, 王润, 周丽娟, 梁敬业
    化工新型材料. 2025, 53(3): 8-12. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.03.009
    传统的刚性传感器由于难以集成到柔性电子器件中且不能适应复杂变形环境等问题,应用受到严重限制,制备基于人类自然感知能力的柔性压力传感器是解决上述问题的有效途径之一。概述了压阻式、电容式、压电式柔性压力传感器的工作机理,从传感层所使用的离子活性材料和微结构设计的角度重点介绍了离子型柔性压力传感器的研究现状,综述了离子型柔性压力传感器在电子皮肤、医疗健康、运动检测等方面的应用。