Materials：中国两院院士文章合集 (一)丨MDPI 编辑荐读

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本期精选了 2022 年发表在 Materials 期刊上 6 篇来自中国工程院院士的文章，主题涉及氧化铟锡薄膜制备、镁合金的制备、弯曲性能和净水复合织物性能、第一性原理模拟氦的溶解和扩散行为的影响等。希望能为相关领域学者提供参考，欢迎阅读。

01

Regular Periodic Surface Structures on Indium Tin Oxide Film Efficiently Fabricated by Femtosecond Laser Direct Writing with a Cylindrical Lens 

柱面透镜飞秒激光直写高效制备氧化铟锡薄膜规则周期性表面结构

Long Chen, Jian Yang, Qilin Jiang, Kaiqiang Cao, Jukun Liu, Tianqing Jia, Zhenrong Sun and Hongxing Xu

https://www.mdpi.com/1737860

本文通过使用柱面透镜的飞秒激光直写，在氧化铟锡 (Indium Tin Oxide, ITO) 薄膜上高效地制造了规则的激光诱导周期性表面结构 (Laser-Induced Periodic Surface Structures, LIPSS)。结果表明，入射激光与由随机表面散射体激发的表面等离子体激元 (Surface Plasmon Polariton, SPP) 之间的干涉促进了原型低空间频率LIPSS (Low Spatial Frequency LIPSSs, LSFL) 的形成，进而增强了激光脉冲后的光吸收和 SPP 激发。此外, 在 LSFL 加工过程中，ITO 薄膜厚度的减小会导致近红外光透过率的增加。

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原文出自 Materials 期刊

Chen, L.; Yang, J.; Jiang, Q.; Cao, K.; Liu, J.; Jia, T.; Sun, Z.; Xu, H. Regular Periodic Surface Structures on Indium Tin Oxide Film Efficiently Fabricated by Femtosecond Laser Direct Writing with a Cylindrical Lens. Materials 2022, 15, 5092.

02

Novel Efficient Reduction Route for Magnesium Production Using Silicothermic Process 

使用硅热法生产镁的新型高效还原路线

Yongqiang Chen, Gengpeng Mai, Yusi Che and Jilin He

https://www.mdpi.com/1805294

本文开发了一种制备多孔球团的新型高效还原方法，以增强镁生产过程中的传质，提高球团反应的反应活性，从而提高还原效率。作者以 NH₄HCO₃ 为造孔剂，在 150 MPa 条件下制备了多孔颗粒前驱体，并在 100—1400 °C 热处理的约 10 Pa 的高真空条件下，测量了颗粒与不同百分比造孔剂的反应特性。结果表明，随着造孔剂用量的增加，瞬时最大还原率先升高后降低，镁蒸气在球团中的扩散速率明显增加；化学反应达到平衡的时间缩短；相同的还原温度下，添加适当比例的造孔剂可提高化学反应速率和镁的生产效率。

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原文出自 Materials 期刊

Chen, Y.; Mai, G.; Che, Y.; He, J. Novel Efficient Reduction Route for Magnesium Production Using Silicothermic Process. Materials 2022, 15, 6009.

03

A Composite Fabric with Dual Functions for High-Performance Water Purification

具有双重功能的高性能净水复合织物

Yankuan Tian, Xin Yang, Long Xu, Xueli Wang, Jianyong Yu, Dequn Wu, Faxue Li and Tingting Gao

https://www.mdpi.com/1797632

本研究中，作者提出了一种双功能织物，通过将二氧化钛@炭黑纳米 (TiO₂@CB/CF) 颗粒沉积到棉织物上，由此产生的双功能织物在单日光照射下可实现 1.42 kg m^-2 h^-1 的出色水分蒸发率和 90.4% 的亚甲蓝 (Methylene Blue, MB) 溶液转换效率。同时，TiO₂@CB/CF 在光照射 2 小时后对 MB 溶液表现出 57% 的高光催化降解。即使在 MB 溶液中重复使用八个循环，它仍然显示出良好的光催化效果。此外，TiO₂@CB/CF 为实际工业纺织印染废水提供了出色的性能。

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原文出自 Materials 期刊

Tian, Y.; Yang, X.; Xu, L.; Wang, X.; Yu, J.; Wu, D.; Li, F.; Gao, T. A Composite Fabric with Dual Functions for High-Performance Water Purification. Materials 2022, 15, 5917.

04

Formation and Inhibition Mechanism of Na₈SnSi₆O₁₈ during the Soda Roasting Process for Preparing Na₂SnO₃

苏打焙烧制备 Na₂SnO₃ 过程中 Na₈SnSi₆O₁₈ 的形成及抑制机制

Zijian Su, Shuo Liu, Benlai Han, Yuanbo Zhang and Tao Jiang

https://www.mdpi.com/1991750

为生产广泛用于陶瓷和电镀行业的 Na₂SnO₃，本文成功开发了一种从锡石精矿制备锡酸钠的新工艺，确定了在 CO-CO₂ 气氛下焙烧的 SnO₂-SiO₂-Na₂CO₃ 体系中 Na₈SnSi₆O₁₈ 的形成和转变过程。结果表明，Na₈SnSi₆O₁₈ 的形成可分为两个步骤：SnO₂ 与 Na₂CO₃ 反应生成 Na₂SnO₃；随后 Na₂SnO₃ 与 SiO₂ 和 Na₂CO₃ 快速结合生成低熔点 Na₈SnSi₆O₁₈。

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原文出自 Materials 期刊

Su, Z.; Liu, S.; Han, B.; Zhang, Y.; Jiang, T. Formation and Inhibition Mechanism of Na₈SnSi₆O₁₈ during the Soda Roasting Process for Preparing Na₂SnO₃. Materials 2022, 15, 8718.

05

Unusual Spreading of Strain Neutral Layer in AZ31 Magnesium Alloy Sheet during Bending 

AZ31 镁合金板材弯曲过程中应变中性层的异常扩展

Chao He, Lintao Liu, Shengwen Bai, Bin Jiang, Hang Teng, Guangsheng Huang,  Dingfei Zhang and Fusheng Pan

https://www.mdpi.com/2002582

在本文中，作者研究了 V 型弯曲过程中应变中性层 (Strain Neutral Layer, SNL)，并在轧制 AZ31B 镁合金板材中扩散的异常现象为镁合金的弯曲变形行为提供了一些新的见解。垂直于片材横向 (Transverse Direction, TD) 的中间对称面上的 SNL 延伸到压缩区域，并伴有丘状特征，然而，垂直于 TD 的侧面上的 SNL 分布具有平行带特征，有限元分析揭示了是由于弯曲样品压缩区域的三维压应力。

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原文出自 Materials 期刊

He, C.; Liu, L.; Bai, S.; Jiang, B.; Teng, H.; Huang, G.; Zhang, D.; Pan, F. Unusual Spreading of Strain Neutral Layer in AZ31 Magnesium Alloy Sheet during Bending. Materials 2022, 15, 8880.

06

The Effect of Yttrium on the Solution and Diffusion Behaviors of Helium in Tungsten: First-Principles Simulations 

钇对钨中氦的溶解和扩散行为的影响：第一性原理模拟

Mingyu Wu, Yujuan Zhang, Kaikai Qiu, Yaxian Shi, Jingyuan Jin and Changchun Ge

https://www.mdpi.com/1972718

作者通过第一性原理计算系统地研究了钇 (Y) 对钨 (W) 中氦 (He) 演化行为的影响, 发现 Y 的加入降低了 He 原子在 W 中的溶解能。有趣的是，He 的溶解能会随 Y 和 He 之间距离的减小而降低。Y 和 He 之间的结合能与 He 原子的有效电荷负相关，这可归因于 He 的闭壳结构。此外，与纯 W 相比，He 与 Y 的扩散势垒 (0.033 eV) 较低，作者通过攀爬图像微动弹性带 (CI-NEB) 模拟计算得知，Y 的存在有助于 He 在 W 中的扩散。研究结果为理解 He 的扩散提供了理论基础。

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原文出自 Materials 期刊

Wu, M.; Zhang, Y.; Qiu, K.; Shi, Y.; Jin, J.; Ge, C. The Effect of Yttrium on the Solution and Diffusion Behaviors of Helium in Tungsten: First-Principles Simulations. Materials 2022, 15, 8468.

   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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