Materials：2023 年 2 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 2023 年 2 月发表的优质文章，内容涵盖单壁碳纳米管、竹状氮掺杂碳纳米管、二氧化钛基羟基磷灰石改性涂层、碳钢、YbFe₂O₄ 薄膜、水凝胶等热门话题。希望能为相关领域的学者提供新的参考和思路，欢迎阅读。

2023.02

封面文章

Materials, Volume 16, Issue 3 (February-1 2023)

https://www.mdpi.com/1996-1944/16/3

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Materials, Volume 16, Issue 4 (February-2 2023)

https://www.mdpi.com/1996-1944/16/4

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1

单壁碳纳米管在六方氮化硼薄膜上的缺陷

诱导高效异质外延生长

Defect-Induced Efficient Heteroepitaxial Growth of Single-Wall Carbon Nanotubes @ Hexagonal Boron Nitride Films

Changping Yu et al.

https://www.mdpi.com/2158138

碳纳米管基衍生物因其独特的结构与物理化学性质而被广泛关注，但这些衍生物的可控生长机制尚不明确，合成效率较低。基于此，作者提出了一种缺陷诱导策略，用于单壁碳纳米管 (SWCNT) @六方氮化硼 (h-BN) 薄膜的高效异质外延生长。研究首先进行了空气等离子体处理，在单壁碳纳米管壁上产生缺陷；而后，进行常压化学气相沉积，以在单壁碳纳米管表面生长六方氮化硼；最后，将对照实验与第一性原理计算相结合，结果表明单壁碳纳米管壁上的诱导缺陷可以作为 h-BN 高效异质外延生长的成核位点。

原文出自 Materials 期刊

Yu, C.; Zhang, L.; Zhou, G.; Zhang, F.; Zhang, Z.; Wu, A.; Hou, P.; Cheng, H.; Liu, C. Defect-Induced Efficient Heteroepitaxial Growth of Single-Wall Carbon Nanotubes @ Hexagonal Boron Nitride Films. Materials 2023, 16, 1864.

2

竹状氮掺杂碳纳米管负载 Ru 催化剂：

在氧化还原环境中的活性和稳定性

Ru Catalysts Supported on Bamboo-like N-Doped Carbon Nanotubes: Activity and Stability in Oxidizing and Reducing Environment

Arina Korobova et al.

https://www.mdpi.com/2126688

研究制备了基于氮掺杂碳纳米管 (N-CNT) 的 Ru 催化剂。使 Ru 负载量保持恒定 (3 wt.%)，而氮掺杂程度变化 (0~4.8 at.%)，以评估其对负载金属状态的影响。氮掺杂碳纳米管的使用可提供超细 Ru 颗粒 (<2 nm)，并使一部分 Ru 稳定在原子态。甲酸分解过程中，在高温 (150 ℃) 下也未观察到支持物种或反应速率的变化；在催化湿空气氧化过程中，即使在重复运行中仍可实现 100% 的转化率，但氧化环境会导致氮掺杂碳纳米管部分被破坏，碳质沉积物使 Ru 表面逐渐失活。

原文出自 Materials 期刊

Korobova, A.; Gromov, N.; Medvedeva, T.; Lisitsyn, A.; Kibis, L.; Stonkus, O.; Sobolev, V.; Podyacheva, O. Ru Catalysts Supported on Bamboo-like N-Doped Carbon Nanotubes: Activity and Stability in Oxidizing and Reducing Environment. Materials 2023, 16, 1465.

3

等离子电解氧化电泳沉积二氧化钛基羟基

磷灰石改性涂层的特性

Characteristics of Hydroxyapatite-Modified Coatings Based on TiO₂ Obtained by Plasma Electrolytic Oxidation and Electrophoretic Deposition

Roxana Muntean et al.

https://www.mdpi.com/2122392

作者利用了一种非常有效的电化学技术——等离子体电解氧化 (PEO)，对轻金属和合金表面进行改性。本研究旨在研究在硅酸盐-碱性电解液中直接或脉冲电流作用下，在钛基体上制备的 PEO 改性涂层的耐蚀性和摩擦学性能。以此方式形成均匀的 TiO₂ 层，随后进行羟基磷灰石颗粒 (HAP) 的电泳沉积，并使用扫描电子显微镜结合能量色散光谱分析和 X 射线衍射研究所得涂层的形态结构特征和化学成分。此外，TiO₂ 和 HAP 改性 TiO₂ 涂层的干滑动磨损测试使用球盘配置进行，同时在 37 ℃ 的林格氏溶液中进行电化学评估耐腐蚀特性。结果显示，当应用等离子体电解氧化处理时，所研究样品的腐蚀速率显著降低，与未处理的钛基板相比磨损率降低了 50%。

原文出自 Materials 期刊

Muntean, R.; Brîndușoiu, M.; Buzdugan, D.; Nemeș, N.S.; Kellenberger, A.; Uțu, I.D. Characteristics of Hydroxyapatite-Modified Coatings Based on TiO₂ Obtained by Plasma Electrolytic Oxidation and Electrophoretic Deposition. Materials 2023, 16, 1410. 

4

双辊连铸和紧带生产中碳钢的相变行为

Phase Transformation Behaviors of Medium Carbon Steels Produced by Twin Roll Casting and Compact Strip Production Processes

Shaohua Li et al.
https://www.mdpi.com/2166218

本研究以 50# 钢双辊连铸 (TRC) 和压实连铸 (CSP) 带钢为研究对象，分析了凝固冷却速率、轧制量和卷取温度对组织偏析、脱碳和珠光体相变的影响。结果表明，CSP 制备的 50# 钢中存在厚度为 13.3 μm 的部分脱碳层和带状 C-Mn 偏析，铁素体和珠光体分别在 C-Mn 贫区和 C-Mn 富区呈带状分布；而 TRC 制备的钢，由于其在高温下的亚快速凝固冷却速率和较短的加工时间，未观察到明显的 C-Mn 偏析和脱碳现象。此外，由于较大的奥氏体晶粒尺寸和较低的卷取温度共同作用，TRC 制备的带钢具有较高的珠光体体积分数、较大的珠光体结节尺寸、较小的珠光体集落尺寸和层间间距。综合结果表明，TRC 的偏析较轻、脱碳消除、珠光体体积分数大，是一种很有前途的中碳钢生产工艺。

原文出自 Materials 期刊

Li, S.; Feng, H.; Wang, S.; Gao, J.; Zhao, H.; Wu, H.; Xu, S.; Feng, Q.; Li, H.; Liu, X.; Wu, G. Phase Transformation Behaviors of Medium Carbon Steels Produced by Twin Roll Casting and Compact Strip Production Processes. Materials 2023, 16, 1980.

5

二次谐波和太赫兹探测外延 YbFe₂O₄ 

薄膜的非线性光学特性

Nonlinear Optical Properties in an Epitaxial YbFe₂O₄ Film Probed by Second Harmonic and Terahertz Generation

Hongwu Yu et al.

https://www.mdpi.com/2166362

YbFe₂O₄ 是氧化物电子铁电体的候选材料，该研究采用磁控溅射技术在钇稳定氧化锆 (YSZ) 衬底上制备了 YbFe₂O₄ 的外延膜。在室温下观察到了二次谐波产生 (SHG) 和太赫兹辐射信号，证实了薄膜的极性结构。SHG 的方位角依赖性显示出四个叶状轮廓，与大块单晶中的几乎相同。此外，基于 SHG 分布的张量分析，可揭示极化结构及 YbFe₂O₄ 薄膜结构与 YSZ 衬底晶轴之间的关系。最后，研究所观察到的太赫兹脉冲显示出与 SHG 测量一致的各向异性偏振相关性，发射的太赫兹脉冲强度达到典型非线性晶体 ZnTe 发射强度的 9.2%。

原文出自 Materials 期刊

Yu, H.; Okimoto, Y.; Morita, A.; Shimanuki, S.; Takubo, K.; Ishikawa, T.; Koshihara, S.-y.; Minakami, R.; Itoh, H.; Iwai, S.; Ikeda, N.; Sakagami, T.; Nozaki, M.; Fujii, T. Nonlinear Optical Properties in an Epitaxial YbFe₂O₄ Film Probed by Second Harmonic and Terahertz Generation. Materials 2023, 16, 1989.

6

通过绿色化学暴露不同-烯基团产生具有

可调力学性能的硫醇-烯光点击水凝胶

Thiol-Ene Photo-Click Hydrogels with Tunable Mechanical Properties Resulting from the Exposure of Different -Ene Moieties through a Green Chemistry
Rossella Laurano et al.

https://www.mdpi.com/2167786

温度与光响应性被广泛用于调节双网络水凝胶物理化学性质的刺激因素。该研究通过利用聚 (聚氨酯) 化学和碳二亚胺介导的绿色功能化程序的多功能性，设计了带有光敏部分 (即硫醇、丙烯酸酯和降冰片烯官能团) 的新型两亲聚 (醚聚氨酯)。根据优化方案合成聚合物，最大限度地增加光敏基团接枝，同时保留其功能 (约 1.0×1019、2.6×1019 和 8.1×1017 硫醇、丙烯酸酯和降冰片烯基团/g 聚合物)，并用于制备热-和可见光-响应硫醇-烯光点击水凝胶 (18% w/v，硫醇：烯摩尔比为 1:1)。绿光诱导的光固化可实现更发达的凝胶状态，并提高抗变形能力 (临界变形增加约 60%，γL)。同时，添加三乙醇胺作为硫醇-丙烯酸酯水凝胶的共引发剂可改善光点击反应，实现更好的凝胶状态。

原文出自 Materials 期刊

Laurano, R.; Boffito, M.; Cassino, C.; Midei, L.; Pappalardo, R.; Chiono, V.; Ciardelli, G. Thiol-Ene Photo-Click Hydrogels with Tunable Mechanical Properties Resulting from the Exposure of Different -Ene Moieties through a Green Chemistry. Materials 2023, 16, 2024. 

   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 (Q1*)
2021 CiteScore	4.7
Time to First Decision	15.3 Days
Time to Publication	38 Days

* Q1 (17/79) at category "Metallurgy and Metallurgical Engineering"

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