科研动态--中国科学院金属研究所

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含铜抗菌钛合金研究取得重要进展

医用金属材料（钛合金、不锈钢、钴基合金等）因具有优异的综合力学性能、加工成形性能和临床使用的可靠性，在骨科、齿科、管腔支架等临床领域获得大量应用，如心血管支架、骨折固定器械、人工关节、脊柱矫正、牙种植体等。随着我国逐渐步入老龄化社会，心脑血管疾病、骨质疏松性骨折、牙缺失等问题日益增多，用于人体组织器官修复和替换的金属医疗器械扮演着不可替代的重要角色。然而，医疗器械引发的细菌感染问题已成为临床上长期存在的痛点问题。针对金属植入器械引发感染的重要临床问题，中科院金属所杨柯、任玲研究团队提出了发展...

2021-07-07
钼基双异质结光电探测器研究取得新突破

由于具有原子级厚度及独特的能带结构，二维半导体材料在光电器件应用领域展现出独特的优势。然而，二维材料通常光吸收较弱，且在光电转换过程中，一个入射光子只能激发一个电子-空穴对，导致器件的光探测能力不高。一般来说，提高光增益主要有雪崩和光栅两种方式：雪崩机制对材料能带的匹配要求苛刻，且需在高偏置电压下工作；而光栅机制由于电荷弛豫效应，会导致光电响应速度显著降低。　　中国科学院金属研究所科研人员与国内多家单位的科研团队合作，提出了一种提高光增益的新方法，他们通过选择合适沟道和电极材料进行能带匹配，使其...

2021-07-02
金属所在高层错能金属中构筑超细纳米孪晶结构

金属材料的强化是长期以来材料领域的核心研究方向。细晶强化（即Hall-Petch强化，包括晶界强化/孪晶界强化）是目前最常用且有效的强化手段之一，其内在机制是源于晶界/孪晶界对位错运动的阻碍。然而，当晶粒尺寸（d）和孪晶片层厚度（λ）达到某个临界尺寸（10-15nm）时，材料的主导变形机制将转变为晶界运动或退孪生，从而使其表现出Hall-Petch关系失效或软化效应（即材料强度随着d/λ的降低而不再增加甚至降低），成为了材料强度提升的瓶颈问题。　　近期，金属所沈阳材料科学国家研究中心材料动力学研究部段峰辉特别研究助理（第一作...

2021-07-01
晶界-表面截交线对强度的作用研究取得重要进展

作为两种面缺陷间的几何交线，表面-晶界截交线（surface triple junction或STJ）是多晶体材料表面上的常见线缺陷。在块体材料中，位于STJ的原子体积分量极低，其对材料整体强度的贡献几乎可以忽略。随着材料尺寸降低至亚微米甚至纳米尺度（如薄膜、纳米线等），STJ原子体积分量急剧上升。但这一特殊线缺陷是否以及如何影响材料力学性能尚无定论。如何将STJ对材料强度的贡献从表面及晶界效应中分离出来也是一个巨大挑战。　　最近，金属所沈阳材料科学国家研究中心金海军研究员团队在这一问题上取得进展。该团队在电化学环境下进行原位压...

2021-06-16
亚纳米尺度Pt₃金属团簇催化材料研究取得新进展

最近，金属所沈阳材料科学国家研究中心刘洪阳研究员和博士研究生陈晓雯等人与北京大学马丁教授、香港科技大学王宁教授、中科院上海应用物理所姜政研究员以及中科院山西煤化所温晓东研究员等团队合作，通过对金属Pt团簇的配位数精准调控，在亚纳米尺度下成功构建全暴露Pt3金属团簇催化材料，并实现其低温高效催化丁烷脱氢制烯烃。近日，《自然-通讯》(Nature Communications) 在线发表了该项研究成果(DOI:10.1038/s41467-021-22948-w)。　　丁烷直接脱氢是工业催化领域生产丁烯的重要过程之一。其中该过程的副反应包括积炭、氢解和裂化是...

2021-05-14
金属所开发镍/碳复合电极实现5-羟甲基糠醛高效电重整过程

生物质作为一种新型的可再生非化石资源，被认为是潜在化石资源替代品。5-羟甲基糠醛（HMF）作为生物质资源的重要代表性平台产品之一，可以作为原料生产多种高附加值化合物。将电氧化HMF与在新能源领域中具有重要研究意义的析氢反应耦联是一种极具应用前景的绿色策略，不仅能够突破电催化水裂解体系的动力学瓶颈，而且能够有效降低体系电能消耗。然而，目前该研究方向仍处于概念验证的初始阶段，并面临许多挑战。　　日前，金属所沈阳材料科学国家研究中心能源催化材料课题组齐伟研究员团队提出通过电沉积技术将镍以纳米片的形式均匀生长...

2021-05-08

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