Materials：“智能材料”栏目精选文章 | MDPI 编辑荐读

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本期编辑荐读为您精选了 5 篇发表在 Materials 期刊“Smart Materials (智能材料)”栏目的文章，内容涵盖航空航天用形状记忆合金、砂浆自愈能力评估、电子纺织微电子集成技术、磁活性弹性体的应变行为以及自愈合胶凝材料在静态和循环载荷下的性能研究。本栏目主编由来自韩国首尔大学的 Seung Hwan Ko 教授担任，希望能为相关领域学者提供新的思路和参考，欢迎阅读。

Seung Hwan Ko 教授

Seoul National University

研究领域：可持续能源设备、纳米材料合成与表征、微尺度传热、灵活和可拉伸的电子产品。

01

Shape Memory Alloys for Aerospace, Recent Developments, and New Applications: A Short Review

航空航天用形状记忆合金、最新发展和新应用：简短回顾

Girolamo Costanza and Maria Elisa Tata

https://www.mdpi.com/691544

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形状记忆合金 (Shape Memory Alloys, SMAs) 具有一种特殊性质，即当加热到特定的临界温度时可恢复为原始形状 (形状记忆效应) 或承受卸载时可恢复的高变形 (假弹性)。在许多情况下，SMAs 扮演执行器的角色。

本文从形状记忆效应的起源出发，阐述了这些合金的力学性能；同时介绍了 SMAs 在航空航天领域的应用，特别强调变形机翼 (实验和建模)、定制推进系统的方向和进气道几何形状、用于推力和噪声优化的可变几何弯头，以及更广泛的降低功耗；还描述了空间应用：隔离微振动、用于低冲击释放装置和自展开的太阳帆以及制备新颖的配置和设备。

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02

Evaluation of the Self-Healing Ability of Mortar Mixtures Containing Superabsorbent Polymers and Nanosilica

高吸水聚合物与纳米二氧化硅砂浆自愈能力的评价

Gerlinde Lefever et al.

https://www.mdpi.com/617114

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在胶凝混合物中加入高吸水性聚合物 (Superabsorbent Polymers, SAPs) 可促进材料的自愈能力。当发生开裂，裂纹内部的 SAPs 与水接触后膨胀，随后释放水分，刺激未水化的水泥颗粒进一步水化与碳酸钙结晶。然而，当水从膨胀的 SAPs 中缩回时，SAPs 的加入会产生大孔隙，从而影响胶凝材料的力学性能。

本研究制备了含有 SAPs 或纳米硅胶的不同混合物以及两者的组合混合物；在模拟外部条件下进行干湿循环试验，通过裂缝宽度演化、光学测量和透水性测试来评估自修复效率。研究表明，在含有 SAPs 的样品中，观察到立即的密封效果，并注意到视觉裂缝闭合。同时含有纳米二氧化硅和 SAPs 的混合物对力学性能的影响较小，具有良好的愈合特性，有望成为未来建筑应用的材料。

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03

[Editor's Choice Paper] Review on the Integration of Microelectronics for E-Textile

电子纺织微电子集成技术：综述

Abdella Ahmmed Simegnaw et al.

https://www.mdpi.com/1259992

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现代电子纺织品正在向柔性可穿戴纺织品发展，所谓的电子纺织品就是通过不同方法 (包括但不限于物理、机械和化学方法) 将刚性微电子元件集成到纺织品上。集成系统必须满足灵活、轻便、可拉伸和可清洗的要求，以提供优越的可用性、舒适性、非侵入性以及透气性。

本文讨论了微电子与纺织结构的三个层次的集成：适应纺织的集成、集成纺织的集成和基于纺织的集成。研究人员采用各种机制研究微电子在纤维或纱线层面与纺织品的集成以满足柔性和可洗涤性的要求。因此，由于最终产品具有灵活性和可洗涤性的优势，一种基于纺织品的新集成方法已经面临挑战。综上，本文旨在全面概述电子元件与纺织基板之间的不同互连方法。

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04

Giant Extensional Strain of Magnetoactive Elastomeric Cylinders in Uniform Magnetic Fields 

均匀磁场中磁活性弹性圆柱的巨大拉伸应变

Dmitry V. Saveliev et al.

https://www.mdpi.com/778304

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本文利用专门设计的实验室仪器对磁活性弹性体 (Magnetoactive Elastomers, MAEs) 在升降均匀磁场下的伸长进行了实验研究，该仪器测量了顺应 MAEs 中的大拉伸应变 (高达 20%)。在文献中，这种现象通常被称为巨磁致伸缩。研究结果表明，合成的圆柱形 MAEs 样品是基于聚二甲基硅氧烷基质，填充了微米大小的羰基铁颗粒。通过改变 MAEs 圆柱形样品的长径比、MAEs 中磁性颗粒的浓度和有效剪切模量，以研究样品宏观形状因子及其磁力学特性的影响。结果表明：在最大磁场为 400 kA/m 时，磁致伸长率随长径比的增大而增大。

本文以磁场中填料重排的角度讨论了样品成分的影响，并通过简单的理论估计对观察到的实验趋势进行了合理化解释。研究结果可用于设计具有磁场控制变形特性的新型智能材料，如柔性机器人。

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05

[Feature Paper] Behaviour of Pre-Cracked Self-Healing Cementitious Materials under Static and Cyclic Loading

预裂自愈合胶凝材料在静态和循环载荷下的行为 

Giovanni Anglani, Jean-Marc Tulliani and Paola Antonaci

https://www.mdpi.com/657368

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基于胶囊的自修复技术逐渐成为了一种有效的方法，通过延长混凝土基础设施的使用寿命来提高其耐久性和可持续性。评估自修复材料在损伤后的力学性能和耐久性行为以及随后的自主修复是验证其在实际结构中可能使用的关键。

本文研究了含聚氨酯修复剂的胶凝管状胶囊的自愈合砂浆，分析了它们在静态和循环加载下的力学行为，并将其作为与胶囊本身 (生产方法、防水涂层结构、保存的修复剂体积) 或与样品 (样品中胶囊的数量、大小和分布) 有关的一些因素的函数。它们的机械性能以静态条件下承载能力的恢复和循环失效次数，作为循环条件下峰值力的函数来量化。研究结果表明，在大多数情况下，最大载荷恢复指数超过 40%，失效循环次数超过 10000 次，循环加载期间施加的峰值力至少相当于修复试样估计承载能力的 70%。

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文案审校

张清云 博士研究生

北京交通大学 

  Materials 期刊介绍

主编：Maryam Tabrizian, McGill University, Canada

期刊发表涵盖材料科学与工程研究相关各个领域的最新研究成果，包括但不限于高分子、纳米材料，能源材料、复合材料、碳材料、多孔材料、生物材料、建筑材料、陶瓷、金属等，以及材料物理化学、催化、腐蚀、光电应用、结构分析和表征，建模等研究领域在内的学术文章。

2021 Impact Factor	3.748
2021 CiteScore	4.7
Time to First Decision	16.5 Days
Time to Publication	38 Days

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