Materials：2022 年 11 月文章精选 | MDPI 编辑荐读

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本期编辑荐读为您精选了 Materials 期刊 2022 年 11 月的优质文章，内容涵盖互穿相复合材料、纳米晶体、ZnO 纳米结构、结晶硅酸盐、脉冲激光烧蚀合成类石墨烯、羟基磷灰石等热门话题。希望能为相关领域的学者提供参考和新的思路，欢迎阅读。

01

Influence of Fabrication Method and Surface Modification of Alumina Ceramic on the Microstructure and Mechanical Properties of Ceramic–Elastomer Interpenetrating Phase Composites (IPCs)

氧化铝陶瓷制备方法和表面改性对陶瓷-弹性体互穿相复合材料 (IPCs) 微观组织和力学性能的影响

Paulina Kozera et al.

https://www.mdpi.com/1929188

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本文介绍了互穿相复合材料 (Interpenetrating Phase Composites, IPCs) 中提高氧化铝陶瓷与尿素-聚氨酯弹性体间粘附性的实验结果，其中组成相在 IPCs 微观上三维和拓扑互穿。作者通过接触角、表面粗糙度和剪切测试评估了硅烷偶联剂的有效性，来选择硅烷偶联剂的用量和陶瓷制备方法。试验采用三步或四步法获得了致密氧化铝陶瓷样品。在四步过程中，额外使用了热等静压 (Hot Isostatic Pressing, HIP) 技术。由于偶联剂涂层和 HIP 的应用，改善了弹性体对陶瓷基体的润湿性，水接触角由 80% 降低至 60%。在下一步工作中，作者采用 HIP 烧结制备多孔陶瓷预制体，并使用硅烷偶联剂溶液处理其表面。该复合材料是通过液体形式的尿素-聚氨酯弹性体对多孔氧化铝陶瓷进行真空压力浸渗而制成的。同时，作者评估了偶联剂对复合材料显微组织和力学性能的影响。通过扫描电子显微镜和 X 射线显微断层扫描研究了复合材料的微观结构。使用偶联剂后，孔隙率为 40% 的浸渗陶瓷预制体残余气孔率由 7% 降低到 2%，抗压强度和平台应力提高了 20% 以上，分别由 25 MPa 提高到 33 MPa，15 MPa 提高到 24 MPa。

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原文出自 Materials 期刊

Kozera, P.; Boczkowska, A.; Perkowski, K.; Małek, M.; Kluczyński, J. Influence of Fabrication Method and Surface Modification of Alumina Ceramic on the Microstructure and Mechanical Properties of Ceramic–Elastomer Interpenetrating Phase Composites (IPCs). Materials 2022, 15, 7824.

02

High Piezoelectric Output Voltage from Blue Fluorescent N,N-Dimethyl-4-nitroaniline Nano Crystals in Poly-L-Lactic Acid Electrospun Fibers

聚 L-乳酸静电纺丝纤维中蓝色荧光 N,N-二甲基-4-硝基苯胺纳米晶体的高压电输出电压

Rosa M. F. Baptista et al.

https://www.mdpi.com/1938476

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N,N-二甲基-4-硝基苯胺是一种以无中心结构结晶的压电有机超塑性和超弹性电荷转移分子晶体。有机机械柔性晶体因其介于软物质和无机晶体之间而具有重要的地位。本文采用静电纺丝技术制备了嵌有 N,N-二甲基-4-硝基苯胺纳米晶体的高取向聚 L-乳酸聚合物微纤维，并将其作为混合体系进行压电和光学性能研究。复合纤维表现出极高的压电输出响应，在 5.0 × 10³ Nm⁻² 的小应力下，其有效压电电压系数为 g_eff = 4.1 VmN⁻¹，是压电聚合物和有机铅钙钛矿中最高的压电输出响应之一。力学性能方面，与单一聚合物微纤维相比，其杨氏模量平均提高 67%，达到 55 MPa，抗拉强度达到 2.8 MPa。此外，该纤维显示出固态蓝色荧光，对发射应用至关重要，具有较长的寿命衰减 (147 ns)。目前的研究结果表明，由具有发光、弹性和压电特性的有机小分子组成的纳米晶体形成了一个强力学性能的混合功能二维阵列，这一研究结果具有通过压电效应收集能量和作为固体蓝色发射器的应用前景。

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原文出自 Materials 期刊

Baptista, R.M.F.; Silva, B.; Oliveira, J.; Isfahani, V.B.; Almeida, B.; Pereira, M.R.; Cerca, N.; Castro, C.; Rodrigues, P.V.; Machado, A.; Belsley, M.; Gomes, E.d.M. High Piezoelectric Output Voltage from Blue Fluorescent N,N-Dimethyl-4-nitroaniline Nano Crystals in Poly-L-Lactic Acid Electrospun Fibers. Materials 2022, 15, 7958.

03

Optical Properties of 2D Micro- and Nanostructures of ZnO : K

ZnO : K 二维微纳米结构的光学性质

Rocío Ariza et al.

https://www.mdpi.com/1923512

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本文采用气固相掺杂法制备了掺杂 K 的 ZnO 纳米和微结构。虽然也获得了一些带状和三角板状的结构，但丝状和针状是本次观察到的主要形态。除此之外，作者还发现了围绕中心线生长的球状结构。拉曼和阴极发光研究表明，形貌、晶体质量和发光发射的变化与 K 在结构中所占的晶格位置有关，这取决于 K 在结构中的浓度。当 K 添加量较低时，K 离子主要以间隙态 (K_i) 合并，当 K 添加量增加时，K 离子占据 Zn (K_Zn) 的取代位置。电子背散射衍射表明，带状和三角板状都朝着 (0001) 方向，这表明这种类型的形貌的增长与 K_i 引入的扭曲有关，因为这个位置有利于 (0001) 平面上的增长。对于球状结构，成分分析和拉曼光谱表明它们由 K₂SO₄ 组成。最后，作者研究了细长结构作为波导和光谐振腔的性能，由于 K 离子的尺寸几乎是 Zn 的两倍，以及它在 ZnO 晶格 (K_i 或 K_Zn) 中可以采用的不同位置，引入了高畸变，从而影响了谐振器的性能。尽管如此，质量因子 (Q) 和细度 (F) 显示出可接受的值 (在 544 nm 处分别为 80 和 10)，仍比报道的较小粒径碱 (如 Li) 要小。

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原文出自 Materials 期刊

Ariza, R.; Urbieta, A.; Solis, J.; Fernández, P. Optical Properties of 2D Micro- and Nanostructures of ZnO:K. Materials 2022, 15, 7733.

04

Factory Crystallized Silicates for Monolithic Metal-Free Restorations: A Flexural Strength and Translucency Comparison Test

用于整体无金属修复体的工厂结晶硅酸盐：弯曲强度和半透明度比较测试

Alessandro Vichi et al.

https://www.mdpi.com/1929720

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本文研究了 3 种不同的工厂结晶二氧化硅基玻璃陶瓷 Celtra Duo (CD)、N!ce (NI) 和 Li-Si Block 以及 1 种二硅酸锂、IPS e.max 的弯曲强度 (FS) 和半透明度 (对比度-CR)，比较了 CAD (LD) 和白榴石强化长石陶瓷 Empress CAD (EM) 两种不同用于椅旁牙修复体材料的半透明度 (HT 和 LT) 。材料的 CAD 块被切割成横梁和瓷砖，并按照制造商的说明进行处理。对梁进行测试 (3-PBT) 以确定抗弯强度、威布尔特征强度和威布尔模量，并与瓷砖进行了测试以确定 CR。作者对所有数据进行了统计分析并对材料进行了 SEM 分析。结果发现材料之间的弯曲强度 (FS) 和半透明度 (CR) 的差异具有统计学意义。研究结果表明，工厂结晶的硅酸锂玻璃陶瓷符合 1 类和 2 类的 ISO 标准。因此，它们被视为可用于通过不需要热处理的椅旁程序来生产单牙修复体的替代方案。

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原文出自 Materials 期刊

Vichi, A.; Zhao, Z.; Paolone, G.; Scotti, N.; Mutahar, M.; Goracci, C.; Louca, C. Factory Crystallized Silicates for Monolithic Metal-Free Restorations: A Flexural Strength and Translucency Comparison Test. Materials 2022, 15, 7834.

05

Novel Approach for Synthesis of Graphene-like Phases by Pulsed Laser Ablation in a Flow-Mode Suspension

在流动模式悬浮液中通过脉冲激光烧蚀合成类石墨烯相的新方法

Ivalina Avramova et al.

https://www.mdpi.com/1932188

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本研究调查了通过在流动模式下应用新型脉冲激光烧蚀 (Pulsed Laser Ablation, PLA) 方法获得类石墨烯相 (缺陷石墨烯、氧化石墨烯和还原氧化石墨烯) 作为精细悬浮液的可能性。两种类型的微晶石墨在水性悬浮液中的悬浮液和两种类型的微晶石墨在 6% 过氧化氢溶液中的悬浮液在它们流过的石英管中被辐照。作者使用 Nd : YAG 激光系统 (15 ns 脉冲持续时间和 10 Hz 脉冲重复率) 的三次谐波 (λ = 355 nm) 和四次谐波 (λ = 266 nm)，以及透射电子显微镜 (Transmission Electron Microscopy, TEM) 研究获得的颗粒形态；通过 X 射线光电子能谱、X 射线衍射和拉曼光谱研究了它们的相组成和结构。

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原文出自 Materials 期刊

Avramova, I.; Dimov, D.A.; Stankova, N.; Petrov, M.; Karaivanova, D.; Avdeev, G.; Russev, S.; Karashanova, D.; Georgieva, B.; Valcheva, E.; Milenov, T. Novel Approach for Synthesis of Graphene-like Phases by Pulsed Laser Ablation in a Flow-Mode Suspension. Materials 2022, 15, 7870.

06

Hydroxyapatite Affects the Physicochemical Properties of Contemporary One-Step Self-Etch Adhesives

羟基磷灰石对现代一步法自蚀刻粘合剂的物理化学性质的影响

Yutaro Motoyama et al.

https://www.mdpi.com/1958048

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该研究旨在评估操作表面对一步自蚀刻粘合剂 (1-SEA) 物理特性的影响。作者对 Scotchbond Universal (SBU)、Clearfil Universal Bond Quick ER (UBQ) 和实验性粘合剂 (UBQexp) 在不同表面上进行了操作：制造商的聚四氟乙烯基点胶盘 (Teflon-based Dispensing Dish, TD) 或羟基磷灰石板 (Hydroxyapatite Plate, HA)。在处理粘合剂后，测量每个 1-SEA 的 pH 值。作者制备了每个粘合剂/操作表面的样品并进行吸水性 (Water Sorption, WS)/溶解性 (Solubility, SL) 和弯曲强度测试。在贮水 24 h 前后的干、湿条件下测量弹性模量 (E)，计算 E 的变化百分比 (ΔE)。使用带有 Bonferroni 校正 (α = 0.05) 的 t 检验分析结果。当在 HA 板上操作粘合剂时，粘合剂的 pH 值显著增加；当使用 HA 时，所有 1-SEA 的 WS 和 SL 均降低。与干湿条件下的 TD 操作相比，只有 SBU 在 HA 上操作时显示出更高的抗弯强度。对于每个 1-SEA、HA 的使用均会导致在干燥和潮湿条件下出现更高的 E。所有粘合剂的 ΔE 在 HA 上的操作比在 TD 上的操作小。结果表明，在羟基磷灰石板上操纵 1-SEA 会显著影响粘合剂的性能。

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原文出自 Materials 期刊

Motoyama, Y.; Yamauti, M.; Nakajima, M.; Ikeda, M.; Tagami, J.; Shimada, Y.; Hosaka, K. Hydroxyapatite Affects the Physicochemical Properties of Contemporary One-Step Self-Etch Adhesives. Materials 2022, 15, 8255.

   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	15.3 Days
Time to Publication	38 Days

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