海参与聚合物研究

很多生物（比如海参）能以非同寻常的方式改变自身的硬度。最近有工程师提出一类能够改变硬度的聚合物纳米复合材料。美国俄亥俄州西储大学（Case Western Reserve University）的魏德尔（Christoph Weder）与同事研究了各种材料,其中一种是在橡胶样的聚合物中添加坚硬的纤维素纳米纤维。     

铁电/铁磁三相颗粒复合材料的磁电性能计算

采用格林函数方法给出了三相复合材料的磁电系数的解析式，对稀土-铁合金/压电陶瓷/高分子（Terfenol-D/PZT/PVDF）三相颗粒复合材料的磁电系数进行了计算.计算结果给出了复合材料的磁电性能与材料显微结构的关系，包括三相颗粒复合材料的磁电性能随组分、颗粒的长径比、PZT颗粒的电极化方向以及外磁场的变化趋势，可为实验设计提供参考和指导.通过合理设计，三相磁电复合材料的性能可以达到数百mV/A.作为一种新的磁电复合材料，三相颗粒复合材料有望成为一种新型高性能易制备的磁电材料. 关键词： 磁电效应 复合材料 格林函数     

聚苯硫醚／碳纤维复合材料的增韧

聚苯硫醚（PPS）是性能优异的半结晶聚合物，具有优异的高温稳定性、阻燃性、耐化学腐蚀性及良好的机械和电学性能。碳纤维（CF）是一种比强度高、比模量大，耐疲劳性好、耐高温、耐腐蚀、导电、导热和化学惰性的增强材料。碳纤维增强聚苯硫醚复合材料综合了CF和PPS的优点，可得到单一材料无法比拟的优越的综合性能，成为一类新型的工程材料，在宇航、火箭、导弹、航空、原子能等国防军工部门有广泛的应用前景。但是由于PPS主链上大量的苯环增加了高分子链刚性，使其冲击韧性不高，PPS／CF复合材料成为一种典型的脆性材料。本年度采用合金化增韧技术对该复合体系进行了增韧研究。研究表明，PPs基体本身的脆性以及由于CF表面惰性而造成的PPS／CF薄弱的界面黏结状况（见图1）是引起复合材料脆性表现的最主要原因。对PPS基体本身进行增韧以及强化界面黏结是提高复合体系韧性的研究途径。     

PMMA/凝胶玻璃复合材料作为非线性有机分子掺杂基质的研究

对分散红1（DR1）掺杂聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）／凝胶玻璃复合材料的光学二阶非线笥及其热稳定性进行了研究。结果表明,PMMA／凝胶玻璃作为一种有机／无机复合材料,是介于胶玻璃和PMMA之间的一种非线性有机分子掺杂基质。随复合材料中凝胶玻璃含量增多,所制备的非线性材料的热稳定性能变好。对非线性和热稳定性的折衷考虑,获得了制备光学二阶非线笥基质材料先体PMMA和正硅酸乙酯（TEOS）的最佳混合比例。     

科学家研制出新型碳纳米管平板光源

日本东北大学的研究者最近研发了一种新型的节能平板光源。它基于碳纳米管材料，并且能耗很低——每小时大约消耗0．1瓦特电能，比LED耗能水平低近100倍。10月14日，美国物理联合会（AIP）出版的《科学仪器评论》刊发了这一最新进展。     

用于低温轴密封的浸铜石墨复合材料

采用石墨作为基体材料,通过真空压力浸渍法,将铜合金浸渍入基体材料,制备了一种浸铜石墨基复合材料。测试了复合材料的硬度、线膨胀系数、导热系数、密度、孔隙率等物理性质,并与基体材料进行了对比。对材料的微观结构观测结果表明:铜合金在复合材料中形成了连续相,显著增强了复合材料的强度。铜合金浸入石墨基体后对石墨基体起到了支撑作用,使复合材料的抗压强提高三倍以上。同时,复合材料的硬度、线胀系数和导热系数有了一定程度的提高。复合材料的摩擦因数较基体有了明显的下降,这是由于浸铜石墨孔隙中形成了连续的网状铜,这对摩擦端面起到了稳定的支撑作用,使得浸铜石墨和对摩副之间形成稳定的石墨膜,起到润滑作用。     

玻色－爱因斯坦凝聚态的奇观

玻色－爱因斯坦凝聚态的奇观ＧａｒｙＴａｕｂｅｓ１９９５年６月５日美国科罗拉多（Ｃｏｌｏｒａｄｏ）大学和在波尔德（Ｂｏｕｌｄｅｒ）的美国国家标准和技术研究所（ＮＩＳＴ）的几位物理学家研制出一种新的物质状态，玻色－爱因斯坦凝聚态（以下称ＢＥ凝聚）．他们是...     

等离子体源离子注入（Ⅰ）—原理和技术

等离子体源离子注入（ＰＳＩＩ）是用于材料表面改性的一种新的、廉价的、非视线技术。它消除了一般束线离子注入（ＩＢＩＩ）所固有的视线限制，克服了保持剂量问题，使注入装置变得简单和价廉。介绍了ＰＳＩＩ过程、装置和基本物理与技术问题，也介绍了在美国威斯康辛大学和哈尔滨工业大学ＰＳＩＩ研究室中进行的ＰＳＩＩ技术研究及其工业应用的初步结果。     

等离子体源离子注入（I）──原理和技术

等离子体源离子注入（ＰＳＩＩ）是用于材料表面改性的一种新的、廉价的、非视线技术，它消除了一般束线离子注入（ＩＢＩＩ）所固有的视线限制，克服了保持剂量问题，使注入装置变得简单和价廉。介绍了ＰＳＩＩ过程、装置和基本物理与技术问题，也介绍了在美国威斯康辛大学和哈尔滨工业大学ＰＳＩＩ研究室中进行的ＰＳＩＩ技术研究及其工业应用的初步结果。     

ZrN-ZrB2纳米复合材料的高压制备及性能表征

 以金属锆粉（Zr）和六方氮化硼粉（h-BN）为原料,结合高能球磨和高温高压合成技术,制备出了ZrN-ZrB₂纳米复合材料。利用X射线衍射、透射电镜和拉曼光谱等测试手段,对材料的结构和合成规律进行了研究。结果表明,高能球磨过程中只合成出了ZrN_x,没有出现ZrB₂,从N、B原子与Zr进行固态反应的热力学和动力学方面分析了原因。利用Zr与BN粉球磨10 h后的混料,在压力为5 GPa、温度为1 300 ℃的条件下,制备出了具有高致密度的ZrN-ZrB₂纳米复合材料。其维氏显微硬度（17 GPa）、热膨胀系数（7.57×10^-6 ℃^-1）和电阻率-温度系数（8.846×10^-4 ℃^-1）等材料参数的测量结果表明,ZrN-ZrB₂复合材料是一种集优良的力学、热学和电学性能于一体的纳米复合材料。     

韩开发出三维多孔硅阴极材料可大幅提高锂电池性能

韩国汉阳大学一个研究小组近日宣布开发成功一种三维多孔硅阴极材料，能够大幅度提升锂离子充电电池（以下简称锂电池）的容量和效率，手机待机时间因此有望提高8倍．     

通过高斯加权的1H CPMG弛豫曲线测定橡胶交联密度

CPMG（Carr-Purcell-Meiboom-Gill）回波法是测量橡胶交联密度[常用交联点之间的分子量（M_c）表示]的一种常用核磁共振（NMR）技术,但实验发现通过该技术获得的M_c对于CPMG序列中脉冲间隔时间具有较强的依赖性,导致交联密度NMR测量值与橡胶材料硬度的相关性低.为了克服这一缺点,本文对不同脉冲间隔时间下CPMG实验测得的质子横向驰豫曲线进行高斯加权.通过对高斯加权求和后的质子横向驰豫曲线进行处理分析,实现了对橡胶交联密度更加准确地测量,大幅提升了天然橡胶交联密度NMR测量值与材料硬度的相关性.本文方案测量能获得与¹H DQ NMR方法相当,或比之更佳的交联密度-硬度相关性.同时,本文方案比¹H DQ NMR方法更为高效,整体测量时间缩短为¹H DQ NMR实验时间的1/10.     

石墨烯（Graphene）的速率记录

内禀电子迁移率（intrinsicelectronmobility）是测定电子在晶格中移动难易程度的一个物理参数，它的单位为cm^2／Vs．它又是使半导体装置能否小型化与快速运行的重要依据、最近由英国Manchester大学G．Gein教授为首的跨国（包括俄罗斯、荷兰和美国）科学家组成的研究组进行了一项极有成效的工作,他们发现二维石墨烯薄层（只有一个原子大小的厚度）半导体的内禀电子迁移率高达200，000cm^2／Vs，这要比硅半导体的内禀电子迁移率（1500cm^2／Vs）高100倍，比砷化镓（8500cm^2／Vs）高20倍。     

新型MnFe基复合磁热材料及其在回热制冷循环中的性能特性

基于三种MnFe基磁热材料的热容及等温磁熵变随温度变化的实验数据,本文应用热力学理论设计一种新型MnFe基复合磁热材料,获得三种组分磁热材料与复合材料的优化摩尔质量比,进一步以该复合磁热材料为工质构建回热式Ericsson和Brayton制冷循环,基于热力学分析和数值计算,比较这两种制冷循环的非平衡回热量、净制冷量及性能系数等重要热力学参量,同时将复合材料的相关结果与单组分磁热材料的加以对比,结果表明:复合材料的大磁熵变温区要比任何一种组分材料的宽得多,而以复合材料为工质的制冷循环的净制冷量在近15 K温区内都较大,所得结果能为室温磁制冷机的参数优化设计提供有益的参考。     

激光烧结石墨烯-铜纳米复合材料性能研究

石墨烯拥有许多优异的性能,这些性能使石墨烯有望成为金属基复合材料的理想增强相。采用激光烧结的方法制备了石墨烯-铜纳米复合材料。X射线衍射(XRD)和Raman光谱测试结果表明,石墨烯存在于激光烧结所制备的纳米复合材料中。显微硬度测试结果显示,石墨烯的添加使得石墨烯-铜纳米复合材料的硬度比激光烧结纯铜的硬度提高了约22%。用电化学极化法研究了激光烧结的石墨烯-铜纳米复合材料和纯铜在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀行为,石墨烯-铜纳米复合材料的腐蚀电位比激光烧结纯铜的腐蚀电位略有降低,腐蚀电流也有所降低,说明其耐腐蚀性能较激光烧结纯铜略好。     

有助于观测遥远行星的恒星遮光罩

远方的行星看起来极为黯淡，再加上它所围绕的恒星比它亮10^10倍，所以对其进行光学观测总是困难重重。上述问题也困扰着空间轨道上的望远镜，尽管它们的观测已不再受地球大气层造成的“闪烁”影响。最近，美国博尔德市（Boulder）科罗拉多大学的韦伯斯特·卡什（Webster Cash）提出一个巧妙的解决方案。他设计了一种形状特殊的恒星遮光罩，缚在和望远镜一起运动的航天器上。遮光罩可有效地阻挡恒星光线进入望远镜，从而把星光衍射的影响降到最低，提高行星观测的清晰度。     

能走路的分子

美国加洲大学Riverside分校的Barrels L博士和他的同事们根据Kansas大学Rahman T教授的理论创造出了一种能走路的单分子；这种分子称为9，10-二硫代氨基甲酸盐（简称为DTA）。它的两条腿作这样的配置，即在同一时刻只有一条腿可以停留在基底上。     

ICF物理实验用纳米Cu块体靶材的制备研究

 采用自悬浮定向流法制备了金属纳米粉体并采用真空手套箱专利技术和冷压法在高压（1.5 GPa）作用下保压40 min后，成功制备出了相对密度达97％和显微硬度达1.85 GPa的金属Cu纳米晶材料。经XRD分析，其晶粒大小为20 nm。正电子湮没(PAS)实验结果表明，其空隙大小和数量与采用惰性气体冷凝法原位压制(IGC)的样品相比，空位簇数量较多，微空隙的大小和数量基本相当。激光惯性约束聚变（ICF）模拟实验表明：采用该方法制备的纳米Cu块体材料靶的激光转换效率比常规Cu材料靶高5倍。     

机械边鼓能冷却到量子基态

2010年美国加洲大学SantaBarbara分校的科学家们在机械微鼓振动时演示了量子效应,他们将机械微鼓的振动逐步地冷却到基态,再顺利地控制了在高频（6GHz）下微鼓振动的声子能态．现在,美国国家标准与技术研究所（NIST）、美国天体物理实验室联合研究所（JILA）和美国科罗拉多大学的科学家们,利用光一声子耦合来降低微机械边鼓的低频（10MHz）振动能量,     

异型磁体/铁电复合材料中的电致变磁导及电致变阻抗效应

利用应力变磁导与电致伸缩效应的乘积效应,设计和制备了一种新型的异型磁体/铁电复合材料,并研究了该材料的电磁耦合特性.在5 kV/cm的恒定电场下,观察到接近40%的电致变磁导（电感）及相应的电致变阻抗效应存在于一个较宽的频域（50—1×10⁵Hz）上.该电致变磁导（电感）及电致变阻抗显示了铁磁弛豫和铁电弛豫的联合效应.研究认为,该异型复合材料所显示的所有电磁耦合行为均可归因于电场诱导的材料中磁体内部应力场的变化. 关键词： 电磁耦合 异型复合材料 应力变磁导 电致伸缩