复合材料学报

当前目录

• 固态锂电池用有机-无机复合电解质的研究进展

  刘聪, 钟霖峰, 宫萧琪, 柳富杰, 卢江, 余丁山, 陈旭东, 章明秋,

  相比于传统液态锂电池，固态锂电池兼具高安全性和高比能量，在学术界和工业界引起了广泛关注。发展具备优异力学性能、高离子电导率和宽电化学窗口的有机-无机复合固态电解质是开发高性能固态锂电池的有效途径之一。近年来，基于聚合物电解质与无机材料的复合型固态电解质成为了研究的热点。基于此，本文回顾了有机-无机复合固态电解质的研究进展，综述了改善固态电解质离子电导率的研究策略，梳理了有机-无机复合固态电解质在固态锂金属电池、固态锂-硫电池和固态锂-空气电池等领域的应用，并对固态锂电池用有机-无机复合固态电解质存在的挑战和未来的发展趋势进行了展望。

• 聚偏氟乙烯基复合材料导热性能的研究进展

  李坤鹏, 焦文玲, 何丽萍, 白俊垒, 屈怡婷, 张骁骅, 丁彬,

  导热复合材料在电子封装、电机材料、电池及换热设备等领域具有广泛的应用价值。聚偏氟乙烯 (PVDF) 具有优异的电气性能、良好的机械强度和耐高温性能，是应用于电子电器、航空航天等行业的理想材料之一，但较低的热导率制约其进一步发展，亟待开发PVDF基高导热复合材料。其制备的关键在于如何选择高导热填料、设计导热通路及调控界面热阻。本文在聚合物基导热复合材料的机制、模型、方程及数值模拟等理论知识的基础上，结合PVDF自身晶体结构，介绍目前PVDF基导热复合材料热导率的发展水平，各种填料及制备工艺对其热导率的不同影响程度等内容，从复合策略、网络结构、界面结合等角度综述了高导热PVDF复合材料的最新研究进展。此外，对其未来发展也进行了展望。

• 羟基磷灰石/氧化石墨烯复合支架在骨缺损修复治疗中的研究进展

  杨宁文, 何星,

  骨缺损引起的骨疾病是现代医学非常棘手的一种疾病，正常的骨组织发生病变或外部因素的物理损伤都会形成难愈合的骨缺损；骨缺损部位复杂的微环境决定其治疗条件也更苛刻。构建可以用于骨缺损的支架是骨组织工程技术的一个重要方向，也是解决骨缺损疾病难题的重要手段。本文简单介绍了羟基磷灰石/氧化石墨烯(HA/GO)复合材料的制备原理和方法，细胞实验表明HA/GO对骨细胞没有明显的毒性，粗糙的表面结构更有利于骨细胞的增殖分化，在此基础上详细介绍了用于治疗骨缺损疾病HA/GO复合支架的构建方式及其性能。最后讨论了HA/GO复合支架在骨疾病治疗中的发展前景和面临的挑战。

• 钙钛矿结构出溶材料的研究进展

  盛彬, 梅杰, 孟则达, 甘甜,

  纳米结构催化材料被认为是各种能量转换和存储系统的有利设计理念。负载在氧化物载体上的纳米金属催化剂已被应用于燃料电池、气体传感器和化学重整装置等众多领域。然而，纳米金属催化剂经常存在耐久性问题。尽管表面修饰的纳米金属催化剂可以提供足够的催化活性，但其在恶劣的操作环境中的耐久性问题仍然存在。最近，原位出溶产生的纳米催化剂已被证明可以克服传统纳米金属催化剂的应用局限。出溶被定义为钙钛矿氧化物中具有催化活性的掺杂剂作为高度分散的纳米金属催化剂在其表面上出溶的过程。特别地，嵌入钙钛矿氧化物的出溶纳米催化剂比传统的纳米金属催化剂表现出更高的纳米颗粒密度和更强的抗烧结能力。本文概述了用于能源应用中出溶材料的最新进展，包括基本机制、主体氧化物的设计策略和实际应用。还讨论了这些材料的未来前景和进一步优化的途径。

• 载药纺织品制备方法的研究进展

  李长静, 赵立环, 王玉稳, 李艳艳, 杨玉洁, 闫子妍, 陈雨龙,

  纺织品具有比表面积大、柔韧性好、适用性广、对药物具有良好的负载及缓释控释能力等优点，被广泛用于药物负载。载药纺织品的制备方法主要包括纺丝法、后整理法及复合法，以其制备方法为切入点对载药纺织品进行分类，然后阐述了各类载药纺织品制备方法、释药特征、适用性及其研究现状，并归纳了各类载药纺织品的制备方法的特征和优缺点，最后提出了载药纺织品的未来研究方向，为进一步研究载药纺织品及其制备方法提供参考。

• MXene复合气凝胶在电化学储能领域的研究进展

  李思琦, 史纳蔓, 卢道坤, 干露露, 张如全, 罗磊,

  MXene材料目前已在电磁屏蔽、传感、污水处理等多个领域具有广泛应用，其优异的电化学性能使得其在储能领域也展现出广阔的应用前景。然而，MXene的自堆叠与易氧化等特性，限制了其进一步发展。将MXene组装成三维(3D)结构复合材料是解决上述问题的有效途径之一。3D多孔结构能为离子传输/存储提供更多通道和活性位点，可有效提高电化学性能。本文主要回顾MXene复合气凝胶的最新研究进展，详细阐述MXene复合气凝胶的制备方法以及其在电池、超级电容器等储能方面的应用。最后，对其发展方向进行了展望。

• 碳点改性聚乙烯醇性能的研究进展

  宫贵贞,

  碳点(CDs)具有低毒性、水溶性、良好的生物相容性、易修饰性、优良的电化学活性和光学性能等优点，可用于高分子材料的改性，赋予其良好的光学性能及其他多种特殊性能。将其加入到聚乙烯醇(PVA)中，不仅可以使PVA力学性能和热稳定性得到有效改善，还赋予PVA一些新的性能，诸如电导率、介电性、热电性等多种电参数得到提高，呈现出荧光、磷光和耐紫外线等光学特性，同时具有抗菌性、抗氧化性和耐水性等一些优异的性能。使其在电磁屏蔽、存储器件、电容器、传感器、光学器件及功能性包装袋等领域崭露头角。本文就CDs改性PVA复合材料(CDs/PVA)性能的最新研究进展进行重点介绍，并对CDs/PVA复合材料未来应用方面进行了展望，对拓展其应用领域具有重要意义。

• 建筑用生物质基纤维素保温气凝胶研究进展

  韩申杰, 张恩浩, 卢芸,

  建筑保温可以有效降低建筑材料的热损失，对于保持建筑内部的舒适度起着重要的作用。提高建筑材料的保温性能至关重要，特别是通过减少加热-冷却的热量损失来实现节能。因此，研究具有优良保温性能的建筑材料已成为当前保温领域研究的重点之一。与传统的保温建筑材料相比，生物质基纤维素保温气凝胶具有低导热系数、高比表面积、可再生性、成本效益和环境友好型等优越的物理和化学特性，是未来建筑节能技术的理想新型建筑材料。本文综述了近年来生物质基纤维素保温气凝胶的制备技术、研究现状、存在的问题及在建筑材料(屋顶、内外墙和玻璃等)中的应用。最后，简要讨论了生物质基纤维素气凝胶在保温材料应用中面临的挑战，并对其未来的发展方向进行了展望。

• 纤维素基固态荧光传感器的研究进展

  杨青峰, 安聪聪, 张明, 李正辉, 施镭, 周凝宇,

  在“双碳”战略背景下，生物基荧光智能材料的研究进展及其多功能应用备受瞩目。纤维素是自然界储量最丰富的天然高分子材料，基于纤维素的固态荧光传感器不但具备绿色、成本低、可降解、亲水性好、生物相容性好、无毒等优点，相较于传统的荧光分子探针，还拥有更便携、高效、寿命长、稳定性高、适用场景广泛等优势。综述了近些年来利用化学改性制备纤维素基固态荧光传感器的研究进展，阐明了纤维素与不同荧光分子结合的机制，即通过共价交联或者引入官能团，将荧光分子引到纤维素表面进行改性。分类介绍了各种纤维素基固态荧光传感器的类型，包括阳离子型、阴离子型、pH型、硝基芳香型、气体型和双(多)重响应型等，以及在环境检测、生物成像、食品安全、荧光印刷及防伪等应用领域的优势。最后，详细探讨了纤维素基荧光智能传感器的相关研究，并对其发展机遇和未来挑战进行展望。

• 取向碳化硅晶须硅橡胶复合材料导热性及绝缘性

  于天骄, 宋伟, 冯景涛, 彭修峰, 宋文宏,

  随着电子产品的集成密度和功率密度不断增加，优化热界面材料变的尤为重要。本文以一维碳化硅晶须(SiC_w)为填料，硅橡胶为基体制备出导热硅橡胶复合材料，综合分析了复合材料的微观形貌、物相结构、导热性及绝缘性。首先通过共沉淀法制备出Fe₃O₄对SiC_w包覆的改性材料，其次将包覆Fe₃O₄的SiC_w在液体硅橡胶基体中分散均匀，最后将其置于恒稳磁场中完成晶须取向及基体固化。结果表明：SiC_w晶须表面包覆一层Fe₃O₄纳米颗粒且在硅橡胶基体中呈现取向排列，制备出SiC_w取向结构的硅橡胶复合材料。当取向SiC_w含量达到10wt%时，相比于纯硅橡胶导热系数可提升72%，比未取向10wt%SiC_w填充的高40%。相比于纯硅橡胶体积电阻率下降两个数量级，但仍然具有良好的绝缘性。通过COMSOL对SiC_w随机分散与取向排列的硅橡胶复合材料进行模拟仿真，仿真结果表明，含量10wt%的SiC_w可使硅橡胶导热系数提升60%，体积电阻率在10¹⁵ Ω?cm以上，而10wt%取向SiC_w可使硅橡胶导热系数提升170%，体积电阻率在10¹⁴ Ω?cm以上，与实验结果的趋势相一致。