D01 超材料与多功能复合材料 - 中国材料研究学会

增设新概念材料与材料共性科学学科调整材料学科布局及2020年申请代码2020年基金委工程与材料科学部在现有材料学科设置的基础上增设了“新概念材料与材料共性科学”学科。

该学科致力于构建材料学科交叉融合的新模式，有助于形成积极健康的学科生态体系。

同时，对金属材料学科、无机非金属材料学科和有机高分子材料学科的申请代码进行了优化调整，调整后的申请代码仅含有二级代码、不再设立三级代码（即原来的六位数代码）。

⏹专家信息维护：请相关专家在评审系统中选择填写“新概念材料与材料共性科学”学科的申请代码和研究方向，并及时对相关材料学科的专家信息进行更新维护。

⏹2020年项目申请注意事项：1）申请者在填写申请书时请务必仔细阅读2020年度项目指南中相关说明及资助范围，注意准确选择新的二级申请代码和二级申请代码下设的研究方向。

2）申请人所提供的基本情况，特别是代表作，务必客观和实事求是。

工程与材料学部将按照科研诚信要求对申请项目，特别是答辩项目的代表作署名等基础信息进行严格审查。

3）“新概念材料与材料共性科学”学科2020年度将受理除重点项目以外的各类项目申请。

考虑到该学科的交叉特性，请填写与本研究相关的其他学科申请代码作为第二申请代码“申请代码2”。

材料学科布局及代码调整情况表调整后材料学科代码及名称二级代码变化情况调整特征E01金属材料10个（原14个）基本保持，优化微调E02无机非金属材料11个（原14个）基本保持，优化微调E03有机高分子材料10个（原15个）基本保持，优化微调E13新概念材料与材料共性科学新增7个新增●新概念材料与材料共性科学学科说明（E13）随着科学技术的飞速发展，新理论、新技术不断涌现，对材料性能和功能的要求不断提高，发展新概念材料以及材料的交叉融合已成为发展趋势。

在材料基础研究的范式中，亟待解决新型材料的设计、制备和表征等关键共性科学问题。

高端制造和重大工程中的很多关键瓶颈问题也需要开发新材料或协同多材料体系加以解决。

D01. 超材料与多功能复合材料分会主席：周济、殷小玮、彭华新、李垚、范同祥、官建国、范润华D01-01吸波超材料的宽带化、多功能化和智能化官建国，李维，吴天龙武汉理工大学宽带薄层吸波材料对于军事隐身和众多民用领域有重要应用。

但无论是对于传统的吸波涂层材料还是新兴的超材料，其宽带性能都亟需进一步提升。

此外，复杂的应用环境还对吸波材料提出了多功能化、智能化等要求，将超材料与多样化的构成材料进行复合获得宽带化、多功能化和智能化的超材料是重要趋势。

本报告将介绍我们最近在这些方面取得的进展。

在宽带化方面，将超材料的设计与传统高性能吸波材料相结合，能够获得宽带性能远远超过单纯超材料或传统材料的全新复合吸波超材料。

在微波频段，将超材料的概念引入传统吸波材料的设计中，对吸波涂层材料进行图形化，结果显示其吸收带宽获得了大幅拓宽。

也可以将超材料与传统吸波涂层设计成多层复合结构，经过合理的设计能使得超材料的低频吸收性能与吸波涂层的高频宽带吸波性能同时得到保留甚至相互增强，这为超材料与传统吸波材料的结合提供了良好的借鉴。

类似的复合思路同样也能扩展到其它频段，如光频：将在光频段具有半介质/半金属属性的TiN用于设计宽带的光频吸收超材料，能够将介质吸收、表面等离子共振吸收和超材料的结构吸收相结合，得到宽带、可控的吸收频带，可应用于高效太阳能转换。

在多功能方面，利用超材料构成基材的高透光性质，结合有利于高透光和宽带吸收特性的非平面型超材料的设计获得了具有高可见光透过率的宽带吸波超材料。

可调超材料在某些场合可替代宽带吸波材料的作用，并且具有智能化的前景，但基于电路可调的常规调节方法其频率可调范围十分有限。

从基础材料与超材料概念结合的角度出发，利用铁氧体在外磁场作用下的宽带可调特性，结合超材料的设计，我们获得了从工频到GHz范围超宽带可调的超材料。

总之，跨越超材料与传统材料的界限，能够在宽带化、多功能化和智能化以及更多的方面具有更加光明的前景。

D01超材料与多功能复合材料D01.超材料与多功能复合材料分会主席：周济、殷小玮、彭华新、李垚、范同祥、范润华D01-01吸波超材料的宽带化、多功能化和智能化官建国，李维，吴天龙武汉理工大学宽带薄层吸波材料对于军事隐身和众多民用领域有重要应用。

但无论是对于传统的吸波涂层材料还是新兴的超材料，其宽带性能都亟需进一步提升。

此外，复杂的应用环境还对吸波材料提出了多功能化、智能化等要求，将超材料与多样化的构成材料进行复合获得宽带化、多功能化和智能化的超材料是重要趋势。

本报告将介绍我们最近在这些方面取得的进展。

在宽带化方面，将超材料的设计与传统高性能吸波材料相结合，能够获得宽带性能远远超过单纯超材料或传统材料的全新复合吸波超材料。

在微波频段，将超材料的概念引入传统吸波材料的设计中，对吸波涂层材料进行图形化，结果显示其吸收带宽获得了大幅拓宽。

也可以将超材料与传统吸波涂层设计成多层复合结构，经过合理的设计能使得超材料的低频吸收性能与吸波涂层的高频宽带吸波性能同时得到保留甚至相互增强，这为超材料与传统吸波材料的结合提供了良好的借鉴。

类似的复合思路同样也能扩展到其它频段，如光频：将在光频段具有半介质/半金属属性的TiN用于设计宽带的光频吸收超材料，能够将介质吸收、表面等离子共振吸收和超材料的结构吸收相结合，得到宽带、可控的吸收频带，可应用于高效太阳能转换。

在多功能方面，利用超材料构成基材的高透光性质，结合有利于高透光和宽带吸收特性的非平面型超材料的设计获得了具有高可见光透过率的宽带吸波超材料。

可调超材料在某些场合可替代宽带吸波材料的作用，并且具有智能化的前景，但基于电路可调的常规调节方法其频率可调范围十分有限。

从基础材料与超材料概念结合的角度出发，利用铁氧体在外磁场作用下的宽带可调特性，结合超材料的设计，我们获得了从工频到GHz范围超宽带可调的超材料。

总之，跨越超材料与传统材料的界限，能够在宽带化、多功能化和智能化以及更多的方面具有更加光明的前景。

第48卷 第7期·6·作者简介：明皓(1988-)，男，博士研究生，讲师，主要从事环境功能材料、电化学工业水处理技术方面工作研究。

基金项目：辽宁省教育厅科学研究经费项目（202013 62101）；沈阳科技学院科学研究项目（ZD-2021-06）；沈阳科技学院校级创新团队。

收稿日期：2022-04-27聚苯胺（PANI ）因其诸多特性，在生活和生产的各个领域均得到广泛应用，如二次电池和电极材料、导电材料和防静电材料、防腐材料、防污材料、发光二极管、光学器件及非线性光学器件等[1~2]。

作为防腐涂料，无论从实验室结果还是从实际检测结果来看，聚苯胺都是较为理想的，尤其是其特有的抗点蚀、抗划伤能力更是单纯有机涂层不可比的[3]。

因此，开发聚苯胺防腐蚀涂料已成为导电高分子材料的应用和涂料研究开发领域的一个新的热点[4]。

我国从1985年起开展了聚苯胺的研究，在聚苯胺导电性研究方面取得了重大突破。

我国从事聚苯胺研究开发的单位有中国科学院化学研究所、中国科学院长春应用化学研究所、华南理工大学、南京大学、华中理工大学等。

现在已从对聚苯胺的链结构、掺杂反应、导电机理等基础理论的研究，发展到改进其溶解性和加工性的合成方法的研究上，并取得了突破性的进展[5]。

科研工作者们针对聚苯胺的优异特性进行了广泛深入的探讨，并逐渐深入到了聚苯胺的应用领域。

对聚苯胺的链的结构有过许多的争论MacDarmid 在1987年提出了目前人们普遍接受的结构式，即结构中不但含有苯-醌交替的氧化形式，而且含有苯-苯连续的还原形式。

通过质子酸掺杂可以改变结构的氧化状态，而且又陆续发现了其他种类的掺杂方式[6]。

聚苯胺复合材料的制备及掺杂酸的影响研究明皓1，2，沈佳慧1，范文玉3(1.沈阳科技学院，辽宁 沈阳 110167；2.沈阳工业大学，辽宁 沈阳 110870；3.沈阳化工大学，辽宁 沈阳 110142)摘要：聚苯胺（PANI ）因其诸多特性，在生活和生产的各个领域均得到广泛应用，如二次电池和电极材料、导电材料和防静电材料、防腐材料、防污材料、发光二极管、光学器件及非线性光学器件等。

第 4 期第 34-42 页材料工程Vol.52Apr. 2024Journal of Materials EngineeringNo.4pp.34-42第 52 卷2024 年 4 月ZrO 2增强聚合物先驱体SiCNO 复合陶瓷的制备和力学性能Preparation and mechanical properties of ZrO 2-reinforced polymer -derived SiCNOcomposite ceramics费轩，余煜玺*，严远高，魏永金，赵刚，黄柳英*（厦门大学 材料学院 福建省特种先进材料重点实验室，福建 厦门 361005）FEI Xuan ，YU Yuxi *，YAN Yuangao ，WEI Yongjin ，ZHAO Gang ，HUANG Liuying *（Fujian Key Laboratory of Advanced Materials ，College of Materials ，Xiamen University ，Xiamen 361005，Fujian ，China ）摘要：聚合物先驱体陶瓷（polymer -derived ceramics ，PDCs ）技术具有制造简单、成分可调等优点，为制备新型陶瓷提供了有效途径。

然而，由于热解过程中微小分子的逃逸形成孔洞缺陷，先驱体技术制备的无定形聚合物衍生SiCNO 陶瓷（PDCs -SiCNO 陶瓷）的力学性能较差。

为解决上述问题，通过向陶瓷基体添加第二相（颗粒强化）来实现增强先驱体陶瓷。

对聚乙烯基硅氮烷（PVSZ ）和ZrO 2进行先球磨后热解，制备ZrO 2颗粒增强PDCs -SiCNO 复合陶瓷（PDCs -SiCNO -ZrO 2），研究PDCs -SiCNO -ZrO 2复合陶瓷的结构和力学性能。

结果表明：引入的ZrO 2填料作为增强体嵌入SiCNO 陶瓷基体中，不仅能有效降低线收缩率，还能大幅提高PDCs -SiCNO -ZrO 2复合陶瓷的力学性能。

表面技术第53卷第7期宽温域环境环氧/聚氨酯复合材料摩擦学性能研究雷雪梅1，齐慧敏1,2*，谷建臻1，余家欣1（1.西南科技大学 制造过程检测技术教育部重点实验室，四川 绵阳 621010；2.中国科学院兰州化学物理研究所 固体润滑国家重点实验室，兰州 730000）摘要：目的考察环氧/聚氨酯（EP/PU）互穿网络复合材料在宽温域环境中的摩擦学性能，以及氧化石墨烯（GO）的添加对其摩擦学性能的影响。

方法制备EP、EP/GO、EP/PU、EP/PU/GO等4种材料，其中EP 和PU的质量配比为3︰1，GO的质量分数为1.0%。

分别研究4种材料的热力学性能，并采用高低温摩擦试验机对比研究常温和–100、–50、50、100 ℃下GO对EP/PU互穿网络材料摩擦磨损的影响。

结果热力学性能结果表明，PU的加入降低了起始分解温度，而加入GO，热分解起始温度有所提升，EP的拉伸强度最高约为90 MPa。

室温条件下，200 r/min时，样品的摩擦因数和磨损率要优于400、500 r/min，其中，EP/PU/GO 在200 r/min时的摩擦因数最低，为0.03。

同样地，在–50、50、100 ℃时，相对于EP、EP/GO和EP/PU，EP/PU/GO也表现出优异的润滑性和耐磨性。

SEM及XPS结果表明，摩擦氧化和螯合反应促进了转移膜的生长，形成了均匀结构的转移膜，可避免摩擦副的直接接触，有利于润滑作用。

结论添加GO可以有效改善材料的力学性能，提高EP/PU的摩擦学性能。

关键词：环氧/聚氨酯互穿网络；氧化石墨烯；高低温；摩擦学性能；转移膜中图分类号：TH117 文献标志码：A 文章编号：1001-3660(2024)07-0064-12DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2024.07.007Tribological Performance of Epoxy/Polyurethane Compositesat a Wide Temperature RangeLEI Xuemei1, QI Huimin1,2*, GU Jianzhen1, YU Jiaxin1(1. Key Laboratory of Testing Technology for Manufacturing Process, Ministry of Education, Southwest University of Scienceand Technology, Sichuan Mianyang 621010, China; 2. State Key Laboratory of Solid Lubrication, Lanzhou Institute ofChemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Gansu Lanzhou 730000, China)ABSTRACT: The work aims to investigate the tribological performance of epoxy/polyurethane (EP/PU) interpenetrating network (IPN) composites under various working conditions and study the effects of graphene oxide (GO) on the friction and wear of epoxy/polyurethane IPN composites at different temperature and sliding speed. Firstly, polyurethane prepolymer with terminal isocyanates and terminal hydroxyl groups was prepared by a two-step method. Then, polyurethane pre-polymer was收稿日期：2023-04-27；修订日期：2023-08-11Received：2023-04-27；Revised：2023-08-11基金项目：国家自然科学基金（52105214）；四川省自然科学基金（2022NSFSC1928）Fund：The National Natural Science Foundation of China (52105214); Natural Science Foundation of Sichuan Province (2022NSFSC1928)引文格式：雷雪梅, 齐慧敏, 谷建臻, 等. 宽温域环境环氧/聚氨酯复合材料摩擦学性能研究[J]. 表面技术, 2024, 53(7): 64-75.LEI Xuemei, QI Huimin, GU Jianzhen, et al. Tribological Performance of Epoxy/polyurethane Composites at a Wide Temperature Range[J]. Surface Technology, 2024, 53(7): 64-75.*通信作者（Corresponding author）第53卷第7期雷雪梅，等：宽温域环境环氧/聚氨酯复合材料摩擦学性能研究·65·thoroughly mixed with EP at a weight ratio of 3︰1 for 1 h in a three-mouth flask. Meanwhile, an appropriate amount of MOCA was added into a flask and melt, then an appropriate amount of GO (1.0wt.%) was added into the above flask and stirred evenly.Next, the mixture of MOCA and GO was added into the reaction system of EP and was mixed for 1 h. After reaction, the resulting mixture was cast onto the substrate and placed on the heating platform at 80 ℃ for 1 h and finally put in muffle furnace at 100 ℃, 160 ℃ and 180 ℃for 60 min, 60 min and 100 min, respectively. The preparation process of EP, EP/GO, and EP/PU was similar to that of EP/PU/GO.The composite structure was confirmed by FT-IR spectra and the thermodynamic properties of the composite materials were studied through thermogravimetric analysis. Moreover, the effects of graphene oxide (GO) on the friction and wear of epoxy/polyurethane IPN composites at –100 ℃, –50 ℃, 50 ℃, and 100 ℃ were studied by a high and low temperature friction tester. The worn surfaces of the composites were observed with optical microscope and Scanning Electron Microscope (SEM), and the nanostructure of the tribological film was detected through SEM. In addition, X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) was used to analyze the chemical state and formation mechanism of the tribological film.The results showed that the tribological performance of epoxy/polyurethane was significantly improved by adding GO. The thermodynamic results showed that the initial decomposition temperature decreased due to the addition of polyurethane and increased due to the addition of GO. The tensile strength of EP was the highest, about 90 MPa. At room temperature, the friction coefficient and wear rate of all the samples at 200 r/min were almost better than those at 400 r/min and 500 r/min, and the friction coefficient decreased after the introduction of GO compared with the composite coating with the same substrate material. The friction coefficient of EP/PU/GO at 200 r/min was the lowest 0.03. At –100 ℃, the friction coefficient was relatively high, especially for EP and the friction coefficient was the highest (0.7). With regard to EP/PU/GO, the friction coefficient was reduced to about 0.23. Moreover, compared with EP, EP/GO and EP/PU, EP/PU/GO displayed excellent lubrication and the coefficient of friction was less than 0.2 at –50 ℃, 50 ℃ and 100 ℃, respectively. SEM and XPS results showed that the tribo-oxidization and chelation reaction promoted the growth of the transfer film, which could avoid the direct contact of the sliding interfaces and achieve the lubrication. The addition of GO can effectively improve the mechanical properties of the material and the tribological performance of epoxy/polyurethane.KEY WORDS: epoxy/polyurethane interpenetrating network; graphene oxide; high/low temperature; tribological performance;transfer film由于液体润滑剂的低温凝固和高温分解限制了其在较宽温度范围内的使用[1-3]，因此聚合物自润滑复合材料受到了广泛关注。

A 纳米材料与能源分会主席：彭慧胜曲良体张加涛A-I-01石墨烯纤维超级电容器高超, 寇亮, 黄铁骑, 郑冰娜, 许震高分子合成与功能构造教育部重点实验室，浙江大学高分子科学与工程学系，杭州310027 310027石墨烯纤维是由石墨烯片定向组装而成的新型碳基纤维，具有强度高、韧性佳、导电性好、密度低等特性，开拓了从石墨出发室温制取碳基纤维的新路线。

本团队发现了氧化石墨烯的液晶性和丰富的液晶相，提出液晶湿纺策略，实现了连续的纯石墨烯纤维和石墨烯-聚合物仿贝壳层状结构纤维。

石墨烯纤维可直接用作电极，组装成纤维超级电容器。

通过同轴湿纺，可以方便地制备聚合物电解质包覆的石墨烯纤维及石墨烯-碳纳米管纤维。

由于石墨烯和碳纳米管的协同作用及同轴纺丝带来的独特收缩结构，使这种同轴纤维组装的双股线形超级电容器性能优异，面积电容达到177 mF cm-2，能量密度达到3.84 mWh cm-2。

还可以用不同的石墨烯纤维组装成非对称线形超级电容器，为新型高性能可穿戴电子器件设计制备提供了新思路。

A-I-02基于大面积有序聚合物纳米线阵列的柔性储能器件魏志祥国家纳米科学中心 100190大面积聚苯胺纳米结构阵列是一种性能优异的超级电容器电极材料。

我们从控制纳米结构的成核和生长过程出发，发展了一种简便、可靠的化学和电化学方法，制备了大面积、高有序导电聚合物纳米线阵列。

进一步以布负载的碳纳米管或三维孔状结构的石墨烯为基底生长纳米线阵列，组装了柔性超级电容器；以碳纳米管纤维为基底生长纳米线阵列，制备了纤维状的柔性超级电容器；在碳纳米管膜上原位聚合制备了聚酰亚胺纳米片阵列，可用于柔性锂离子电池的高性能电极材料。

这种纳米结构阵列可以通过化学或电化学聚合的方法在不同基底上制备，从而为功能导向的材料设计提供了巨大的空间。

A-I-03三维多孔碳纳米管海绵及其复合结构的制备和应用曹安源北京大学工学院材料科学与工程系 100871碳纳米管海绵是由化学气相沉积法直接合成的自组装多孔材料，其稳定、柔性的网络框架是一个天然模板，可以通过负载各种无机或有机物等方法制备多功能复合材料。

石墨烯/聚合物基复合材料3D打印成型研究进展发布时间：2021-01-18T06:38:09.593Z 来源：《中国科技人才》2020年第23期作者：熊金艳[导读] 自从石墨烯/聚合物基复合材料被发现以来，石墨烯材料因其新颖的特性而备受关注。

在电子学，光电子学和自旋电子学等各个领域都具有广泛的应用。

在3D打印成型研究的进展过程中，石墨烯/聚合物基复合材料更是发挥着重要的支撑作用。

三峡大学 443002摘要：自从石墨烯/聚合物基复合材料被发现以来，石墨烯材料因其新颖的特性而备受关注。

在电子学，光电子学和自旋电子学等各个领域都具有广泛的应用。

在3D打印成型研究的进展过程中，石墨烯/聚合物基复合材料更是发挥着重要的支撑作用。

实验和理论研究表明，石墨烯/聚合物基复合材料的整体结构具有更丰富的性能。

在各种报告的表述之中，由于石墨烯具有较高的比表面积，同时在室温下也有着较高的电子迁移率，因此可用于3D打印成型研究过程中。

本文从石墨烯/聚合物基复合材料的优势以及制备过程出发，分析石墨烯/聚合物基复合材料3D打印成型研究过程，最后对总结石墨烯/聚合物基复合材料3D打印成型技术的应用趋向。

关键词：3D打印成型研究；石墨烯/聚合物基复合材料；研究进展随着科学技术的飞速发展，材料领域也不断取得更多的成就，对于此前有所预测的材料而言，实验室也不断地合成更高性能的材料。

2004年，石墨烯在实验室中被成功制备，与此同时，石墨烯表现出更高的性能使其在各个领域的应用过程中都十分出彩，其研究价值与应用潜能得到了更多研究者们的关注。

一、石墨烯/聚合物基复合材料的优势以及制备过程石墨烯作为首个二维（2D）材料引起了科学家的广泛关注，石墨烯具有优良的化学和电子性质，其独特的二维晶体结构保障了石墨烯材料结构的稳定性。

除了其晶体结构稳定之外，石墨烯材料还具有其他重要的功能，例如：低电子噪声和高表面体积比等，备受关注的石墨烯材料制备的成本相对比较低，可以宏量制备。

北工大材料学院新型功能材料研究获得重要进展
佚名
【期刊名称】《纳米科技》
【年(卷),期】2011(008)005
【摘要】近日，北京工业大学材料学院新型功能材料教育部重点实验室宋晓艳教授负责的课题组在纳米结构新型功能材料研究方面获得重要进展。

该课题组在国际上首次制备出了平均晶粒尺寸减小到约十个纳米的超细纳米晶反钙钛矿结构锰氮化合物块体．
【总页数】1页(P89-89)
【正文语种】中文
【中图分类】TB34
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