为使修补砂浆具备合适的凝结时间和较高的早期强度，将无水硫酸钠经微胶囊包覆后掺入到修补砂浆中，进而研究微胶囊对修补砂浆凝结时间、抗压强度、水化进程、水化产物以及水化早期钙矾石生长速率的影响。结果表明，微胶囊的掺入显著延长了浆体的凝结时间，缩短了其初凝、终凝的时间间隔，且对砂浆的早期强度无明显影响；使浆体的水化速度在开始的3 h内处于一个较低的水平，随后其水化速度增大，并最终与掺等量无水硫酸钠浆体的水化程度达到相当水平。另外，掺微胶囊的浆体早期钙矾石的生长速率处在一个较高的水平，且水化4 h后能达到与掺等量无水硫酸钠体水化产物相当的致密度。

弹性模量作为水泥砂浆重要的性能参数和结构设计参数，对于保障构件的服役安全性和可靠性至关重要。为解决水泥砂浆在低温与高温服役条件下的弹性模量准确测量的技术难题，将修正缺口环法与相对法结合(称为修正缺口环相对法)，成功测得了硅酸盐水泥砂浆在-70～800℃下的弹性模量，并研究了饱水与干燥砂浆试样的弹性模量随温度变化的演变规律。测试结果表明:由室温降至-70℃，冰的填充与胶粘作用会使得饱水砂浆的弹性模量增加32. 67%，且模量增长速率随着温度的降低逐渐增大；而干燥砂浆的水分含量较低，其弹性模量在降温过程中基本保持不变。由室温升至800℃过程中，由于水化产物的高温脱水分解与微结构劣化，饱水砂浆的弹性模量降低了93. 78%，而干燥砂浆的弹性模降低了83. 51%，且模量衰减速率随着温度的升高而逐渐降低。

钛合金蜂窝壁板在服役中受损急需修复，现有的修复手段以熔化焊为主，易导致严重冶金缺陷，而冷喷涂的相对低温可使此问题得以避免。采用冷喷涂在AA2024铝合金和TC4钛合金基体上制备了TC4钛合金涂层，借助SEM、XRD、维氏硬度试验、三点弯曲试验研究了基体硬度和热特性对涂层微观组织和力学性能的影响。结果表明，与AA2024基体相比，硬度较高、比热容和导热系数较低的TC4基体与TC4涂层间界面的起伏较小，颗粒表面温度较高，颗粒接触面形成宽度约为5μm的绝热剪切带，促进了冶金结合。因此，TC4基体表面冷喷涂涂层的孔隙率较低，沉积特性较好；涂层平均微观硬度较高，弯曲性能较好，断口平整，呈脆性断裂，未发生相变。本实验证实了通过喷涂修复钛合金构件的可行性。

采用电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合(ARGET ATRP)的方法，以羽毛表面的溴为引发位点，引发甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)在羽毛表面自增长，制备含聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯刷的羽毛接枝共聚物(Feather-g-PDMAEMA)。再以溴乙烷为改性试剂，对其进行季铵化处理，制备具有抗菌性能的羽毛接枝共聚物。改性后羽毛的元素含量、官能团、热稳定性、结晶结构、表面形貌分别通过能谱仪(EDS)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TGA)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)进行表征。FT-IR和SEM分析结果表明，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯成功地接枝到羽毛的表面，所得羽毛接枝共聚物的接枝率最高可达84. 7%； XRD的分析结果显示，接枝聚合后的羽毛的结晶度降低； TGA分析结果显示，接枝聚合后的羽毛热稳定性降低；抗菌测试结果表明，季铵化处理后的Feather-g-PDMAEMA具有良好的抗菌效果。

本工作采用氯丙基七异丁基多面体低聚倍半硅氧烷(Chloropropyllsobutyl POSS，Cl-POSS)为封端剂，以多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)端基官能化聚丁二烯(PB-POSS)为模型聚合物，选用白炭黑为补强剂，通过溶剂法制备PB-POSS混合胶。系统考察了PB-POSS分子量、白炭黑含量、Si69含量对PB-POSS结合胶含量的影响。结果表明，所有PB-POSS样品结合胶含量均明显高于PB结合胶含量；当PB-POSS分子量为50 000、白炭黑含量为50份、Si69含量为2. 5份时，PB-POSS结合胶含量最高，为17. 50%，是PB结合胶的两倍多。通过FTIR系统研究PBPOSS与白炭黑之间的相互作用机理发现，随着白炭黑或Si69含量的增加，Si-OH键吸收峰波数发生明显变化，Si-O-Si键吸收峰强度也明显变化，这种变化与结合胶含量变化相一致，这一结果证明了白炭黑和POSS之间存在强的氢键相互作用。

在发展中国家的贫困地区，由于缺乏医疗设备，很多疾病的诊断只能依靠医疗工作者根据病人的症状进行估诊，往往延误了治疗。每年仍有多达五亿的疟疾患者由于未显示出病症而没能在感染早期被诊断出来，导致更多人被传染。因此，这些地区的居民亟需操作简单、廉价实用、可随身携带、无需辅助器材(如电、泵、光学器件等)的纸基器件检测常见疾病。纸基器件常用的检测方法有比色法、荧光法、化学发光法、电化学法、电化学发光法等。不同的检测方法可实现疾病的早期诊断以及食品质量检测和环境监测。因此，纸基器件的高检测速率、高选择性、高灵敏性，以及相对较低的成本和无污染优势，使其受到体外检测及相关应用检测的青睐。然而，纸基器件检测仍存在一些问题，尚待突破。例如，如何提高纸基器件检测的多样性、稳定性、重复性以及检测设备的便携性等。在不同的检测方法中比色法是最直观、最常用的一种方法，该方法通过显色反应，利用肉眼观察进行半定量分析，但通常会因为检测者的视觉感官不同而产生误差。该方法的局限性在于易受光线的影响，灵敏度和选择性不及电化学法。荧光法的选择性好、检出限低，但是在检测器件的便携性上还有很大的发展空间。化学发光法、电化学法以及电化学发光法在检测灵敏性、选择性上有一定的优势，但是限于电极易污染以及背景信燥比高等原因不能得到广泛应用。因此，近年来，除了对纸基器件的材料性质和器件性能有所研究外，研究者在高通量快速检测多种疾病检测应用中也取得了较好的成果。本文归纳了建立在荧光纸基器件方法上的发展应用，分别对荧光材料包括有机染料、量子点、金属纳米簇、上转换纳米颗粒、碳点等进行介绍，举例说明其在体外检测中的应用。例如，核酸检测、蛋白检测、细胞检测等，同时也指出了其在应用中的不足。因此，设计新型的稳定型、高量子产率、抗漂白性、低毒、生物相容性好、斯托克位移较大的光学材料，需要更多研究者的参与。最后，本文展望了作为疾病早期预防诊断的荧光纸基器件的应用前景。

心血管疾病是世界范围内的头号健康杀手。我国心血管疾病患者近3亿人，心血管疾病死亡人数约300万人/年，占所有疾病致死总人数45%。临床主要心血管疾病是冠心病和心脏瓣膜疾病。目前，微创介入治疗因风险小、手术时间快、创伤小、恢复快，已成为心血管疾病治疗最为有效的手段和主流趋势。因此，心血管微创介入材料与器械已成为心血管疾病治疗领域研究的热点。随着全球医疗器械市场稳健快速发展，心血管器械已成为医疗器械行业中仅次于体外诊断的第二大市场。心血管介入医疗器械领域的两个市场前景广阔的代表性产品是全降解血管支架和经导管心脏瓣膜。全降解支架克服了传统支架植入后长期存留在血管中会引起潜在的慢性炎症、晚期血栓及需长期进行抗血小板治疗等问题，已成为当下心血管植介入领域的研究热点及焦点。全降解血管支架根据材料的不同可分为全降解聚合物血管支架与全降解金属血管支架。因采用的材料性能各异，支架的制备方式也大有不同。近10多年来，微创介入式生物瓣膜产品研发取得了快速发展。相关国产产品自2017年起已获得CFDA批准上市并在临床上大规模应用。然而现有的生物瓣膜仍然存在使用寿命较短、适用人群受限、置入准备过程繁琐、无法紧急应用导致的各类手术风险等不足，因此，研发具有更加优良的抗钙化、防周漏、可预装等性能的瓣膜已成为当前微创介入瓣膜研究的趋势与前沿。本文详细总结了心血管介入医疗器械领域的两个代表性产品(全降解血管支架和经导管心脏瓣膜)的国内外研发现状及研究前沿，并讨论了目前研究中存在的难题和解决思路。最后展望了未来该领域的研究方向及前景，为相关研究者提供借鉴与参考。

低维结构氧化锌(ZnO)作为一种典型的直接宽带隙半导体材料，具有独特的形貌可调性、优异的催化活性和良好的生物相容性，在长效抗菌、催化降解和能源转化等领域受到较多关注。大量研究表明，通过制备方法的设计，可以得到球、棒、针、片、带、管和多面体等形貌各异的低维ZnO晶体材料，而不同的形貌结构对其宏观性质具有显著的影响，甚至直接导致了材料在应用领域上的差异。因此，低维ZnO晶体材料的形貌结构调控对于其应用而言至关重要。ZnO丰富的形貌特征源于其晶体生长的各向异性。在ZnO晶体生长过程中，反应体系中的各种因素(如溶剂、成核剂、添加剂等)均可能对晶体生长产生影响，促使晶体沿不同晶向生长。因此，反应条件不仅能够影响ZnO的形貌，更重要的是，其表面的暴露晶面也会随之变化。而ZnO不同暴露晶面上的原子排布、原子密度和表面悬挂键等都不尽相同，这使得其性质和功能会出现显著差异。通过控制ZnO的形貌结构、晶体取向和暴露晶面等能够有效提高其稳定性、催化活性和选择性吸附等能力，并进一步实现对材料物理/化学性质的调控。随着制备技术和模拟计算的不断发展，现阶段对于ZnO暴露晶面的调控方法大致可分为晶面吸附法、晶种诱导法、溶剂调节法和晶面刻蚀法四种。其中前三种均属于自下而上的合成法，在ZnO晶体的成核和生长过程中，通过引入吸附剂、晶种或改变溶剂，来控制目标晶体特定晶面的结晶、生长，从而实现晶体形貌和暴露晶面的调控；而晶面刻蚀法是一种自上而下的制备方法，利用ZnO晶体自身各向异性所带来的晶面活性差异来选择性刻蚀高活性晶面，得到所需的暴露晶面。通过上述方法，研究者能够实现对ZnO晶体形貌和暴露晶面的可控制备，并在此基础上进一步研究ZnO暴露晶面与催化抗菌活性间的规律和机制。为了更好地指导ZnO系列结构的功能调控，本文综述了ZnO晶面调控方法及其对催化抗菌活性影响的研究进展，重点归纳了在低维结构ZnO生长过程中，通过不同制备方法来实现对ZnO特定暴露晶面调控的研究进展，并进一步总结了暴露晶面的调控对于ZnO在光照和无光条件下催化抗菌活性的研究现状。最后，对晶面调控低维结构ZnO今后的研究方向与亟待解决的学术难题进行了讨论。

皮肤是人体最大的器官，对人体起着重要的屏障作用。当人体皮肤受到损伤时，常需要用到皮肤辅料进行修复。开发用以替代人体正常皮肤的皮肤敷料，对人类皮肤损伤的修护、医药化妆品研发等具有重要意义。皮肤敷料的发展日新月异，各种类型的皮肤敷料不断涌现。本文从类型、结构、性能等方面阐述了皮肤敷料的研究概况；介绍了传统型、生物型、合成型及复合型皮肤敷料，对以上四种类型皮肤敷料中的成分和特性进行了深入的探讨和对比；最后简述了目前商品化的人工皮肤的种类，并对未来皮肤敷料的发展进行了展望。

基于干涉理论，利用低介电材料全介质谐振表面(All-dielectric resonance surface，ADRS)设计并制备了一种新型二元结构超材料吸波体(Binary-structural metamaterial absorber，BMA)。优化后的BMA分别在13. 332 GHz、16. 722 GHz和17. 34 GHz处有强吸收。通过阻抗分析、能量损耗分布及场分析的方法解释了BMA的谐振与吸波机理，并研究了ADRS结构参数对吸波性能的影响。分析表明，BMA的三频谐振来源于ADRS的电谐振响应； ADRS的结构决定谐振峰处磁场分布，进而影响吸波性能。仿真结果与实测结果吻合较好。本工作提出的采用低介电材料ADRS代替传统金属谐振表面及难以制备的高介电常数ADRS，极大地简化了超材料吸波体的设计。

近年来，微放电效应的抑制研究在加速器、大功率微波器件等领域得到了广泛的关注。采用聚苯乙烯(PS)胶体晶体模板辅助磁控溅射法制备了类空心球结构的银薄膜，通过调节PS模板尺寸及溅射时间(镀银层厚度)，得到具有抑制微放电效应的银薄膜。采用SEM表征银薄膜的形貌与结构，并用二次电子发射系数(SEY)测试平台表征银薄膜的SEY。结果表明，PS模板尺寸及溅射时间对银薄膜形貌及其二次电子抑制作用有显著的影响，当溅射时间为600s，模板尺寸为1 000nm时，银薄膜的SEY较小，即对二次电子的抑制作用较为显著，与初始镀银铝合金样品相比，其SEY值降低了48%。

采用三种处理剂对羰基铁粉样品进行表面复合改性，研究了多元助剂对羰基铁粉样品表面改性后的微观结构及电磁参量的影响。结果表明，多元助剂的使用使羰基铁粉表面形成了一层致密的有机绝缘薄膜，能有效降低羰基铁粉的复介电常数，增加复磁导率虚部，提高吸波材料的电磁匹配性能，改善吸收剂的低频吸收效果。根据传输线理论计算吸波材料的反射损耗(Reflection loss，RL)，在厚度为2mm时，三元助剂改性羰基铁粉的反射损耗峰值在2GHz附近达到-15dB，在RL<-10dB的有效吸收频宽为1GHz(1.6～2.6GHz)，具有较好的雷达波低频吸波性能。

采用相转化法制备聚丙烯腈膜，分别以高分子聚乙烯吡咯烷酮（PVP-K30和PVP-K90）、聚乙二醇（PEG-2000和PEG-6000）和有机小分子乙二醇、无机盐氯化锂（LiCl）等六种物质作为制备聚丙烯腈膜的添加剂，含量均为3%（质量分数）。并对聚丙烯腈膜的表面和断面结构、水通量、孔隙率、水接触角及对牛血清蛋白（BSA）的截留率等进行了测试及表征。结果表明:以PEG-2000作为添加剂制得的膜的微孔较多，孔径较大，断面为指状结构，具有最大的水通量和孔隙率，达到436L/（m2·h）和86%；有机小分子乙二醇作为添加剂制得的膜的水通量较低，但对BSA的截留率最高，为93%；聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和聚乙二醇（PEG）制得的膜的水接触角较低，最小达到68°，亲水性较好。

选取经过降解处理的羧甲基淀粉醚(CMS-Na)代替部分异戊烯基聚氧乙烯醚(TPEG)制备一种新型聚羧酸系减水剂(PC2)，利用水泥净浆单组分试验得出CMS-Na对TPEG的最佳替代量为15%。另外，用红外光谱(FTIR)对CMS-Na及聚羧酸减水剂的分子结构进行了表征。结果表明，掺加CMS-Na合成的PC2不仅降低了原材料的成本，而且具有良好的分散性和保塑性，同时不影响混凝土强度。

研究了糊状区保温对Cr10Mn9Ni0.7合金凝固过程和氮含量及相变过程的影响。结果表明，随着糊状区保温时间的延长，铸锭中的氮含量逐渐升高，同时铸锭中的气孔率逐渐降低。当氮气压力为0.1 MPa时，氮含量由0.17%升高到0.23%，而气孔率则从1.86%降至1.37%；当氮气压力为0.4 MPa时，氮含量由0.29%升高到0.37%，而气孔率从1.41%降至1.06%。糊状区保温的增氮机制可归结为:在糊状区保温会促进包晶反应进程，使更多的铁素体转变为奥氏体；同时糊状区保温能够提高残留液相中的氮含量，进而提高"通道状"奥氏体中的氮含量。糊状区保温能够消除铁素体阱，从而降低气孔率。

采用蒙特卡罗可控空间分布算法，生成网链构型的三维代表体积单元(RVE)模型，数值研究了非均匀分布下不同组分氮化铝/石墨/银导热硅脂的导热性能。制备了氮化铝、氮化铝/石墨、氮化铝/石墨/银三种填料体系的导热硅脂，并测试所有样品的热导率和体积电阻率。采用往复摩擦磨损试验机对室温下导热硅脂在钢-钢摩擦副上的载流摩擦磨损性能进行研究。利用扫描电子显微镜(SEM)观察金属表面并利用能谱分析仪(EDS)对表面元素成分进行分析。结果表明:导热填料形貌越丰富，硅脂中的导热网络越致密，氮化铝/石墨/银硅脂的最大热导率可达1.623 W/(m·K)，可实现在较少填充量下获得较高热导率；氮化铝/石墨/银有限元模型模拟的结果更贴近实验测量值，可以用来预测球状/片状/棒状颗粒填充导热硅脂的导热性能；氮化铝/石墨/银导热硅脂的载流摩擦磨损性能最优，这归结于其导热性能和导电性能协同减轻电弧对金属表面的侵蚀。

利用腐蚀疲劳测试系统研究了高温高压水环境下两种压水堆核电站一回路主管道用不锈钢的腐蚀疲劳裂纹萌生行为。结果表明，316LN奥氏体不锈钢的裂纹主要在材料表面的驻留滑移带处萌生，少量裂纹在两簇驻留滑移带交界的亚晶界面处。含有少量铁素体的Z3CN20.09M奥氏体不锈钢的疲劳裂纹依次在试样表面的驻留滑移带处、相界处和点蚀坑处萌生，但主要是在驻留滑移带处。通过研究高温高压水环境下氧化膜的组成和腐蚀疲劳试样横截面的形貌，分析了疲劳裂纹在滑移带处萌生的机理。最后对比分析两种不锈钢裂纹萌生机制的异同，并讨论了铁素体对材料腐蚀疲劳性能的影响。

气凝胶是一种三维多孔材料，具有孔隙率高、比表面积大、密度低等特性。以纳米材料构筑气凝胶可进一步调控孔隙结构、改善机械强度，同时还能赋予气凝胶高导电性、低热导率、高吸附性和隔音吸声等特性，在储能、保温隔热、吸附材料等领域有重要的应用。重点对近年以纳米颗粒、纳米纤维素、碳纳米纤维、碳纳米管、石墨烯等不同形态纳米材料构筑的气凝胶的制备、结构、性能和应用进行了综述，同时展望了气凝胶的发展前景与方向。

由损伤力学理论可知，疲劳是由材料内部的损伤演化导致的，但其损伤演化的机理并不清楚。为此，我们将高分子物理中断裂的分子理论推广应用于金属的疲劳损伤，认为金属的断裂是一个松驰过程，宏观断裂是微观原子键断裂热活化的结果。以Q235钢为例，在CMT5105万能电子试验机上进行拉压非对称循环疲劳试验。从原子键离解的视角出发并结合试验数据，讨论并推算诸多因素影响下匀、变速加载时非对称循环疲劳损伤演化律的具体形式。再将速率作为重点考虑因素提出了新的疲劳损伤演化律，分别讨论了匀、变速情况下损伤演化律的基本形式，并对速率相关参数因子进行了修正。结果表明，新的疲劳损伤演化律形式简单、参数少、应用广泛且与试验结果贴合较好。

聚吡咯是导电稳定性最好的导电聚合物之一。因其制备方式简单、环境友好、导电率高、电容性好及独特的掺杂性，制备聚吡咯复合材料以提高电极材料的稳定性成为超级电容器导电聚合物基电极材料的热点研究方向。综述了近年来聚吡咯电极材料及其与碳基材料、金属氧化物材料等二元、三元复合电极材料应用于超级电容器中的研究进展，介绍了聚吡咯的电荷储存机制、聚合机理、制备方法等，指出了当前超级电容器聚吡咯及其复合电极材料的热点研究领域，并且展望了其发展前景。