俄罗斯

航空材料检测修复技术获得新的突破。

通过使用3D打印来探索永磁性质的研究

科技日报驻俄罗斯记者 董映璧

2024年，俄方取得了在材料缺陷检测及维修领域的重大进步，并尝试运用3D打印来生产出具有高性能的永磁材料。

托木斯克理工大学开发了一种新方法，能够在复合材料中进行无损热检测，在航空航天工业应用上提供可靠的控制，并预防由内部缺陷造成的信号丢失。这种技术的基本原理在于通过强制冷却与主加热脉冲相结合的方式，来对碳纤维和玻璃纤维塑料中的缺陷进行检测。

俄罗斯国立钢铁合金学院的科学家基于激光热机械修复纳米孔和裂纹的物理机制开发出一种新的激光加工方法，可使航空航天、核能、以及医疗行业的材料强度提高一倍以上。这种新法可以生产更强、更可靠的材料，并且能够抵抗各种外部影响，适用于航空航天工业、核工业、医学物理学等多个领域

乌拉尔联邦大学科研人员运用3D打印技术将钕、铁和硼的纳米晶体合金粉末成型为任意形状磁铁，室温条件下比其他类型磁铁能储存更多“磁性”能量。这些磁铁具有高矫顽力且不含钴，能够降低高科技设备的永磁材料成本并使之更小更轻便。

美国

开发高性能的半导体芯片与超小型的晶体管

创新性合成材料研究成果累累

张佳欣

2024 年，美国将重点投入于芯片材料的研发工作，在这个过程中将推动信息技术和通信技术的发展；与此同时，其它领域的基础研究也将有所进展，这为实际应用领域带来新的突破机遇。

芯片初创企业Cerebras系统公司宣布推出5nm“晶圆级引擎3”（WSE-3）芯片，该芯片能将人工智能芯片的运行速度提升一倍之多。麻省理工学院团队利用超薄半导体材料研发出全新纳米级3D晶体管，是迄今最小且性能最佳的3D晶体管之一，这种晶体管能提供与当前硅基晶体管相似甚至更高的功能，并有助于开发节能高效的电子产品。

在超导材料领域，加州大学河滨分校的研究团队开发出了新的、与众不同的超导界面材料，这种新型材料可能成为未来量子计算机的理想候选物质。

哥大合成首个二维重费米子材料。该材料由铈、硅和碘组成，晶态结构为层状金属间化合物。这种新材料与普通电子相比，具有额外的重量。它对研究量子现象而言是一个新平台。

斯坦福大学研发出一款紧凑型单晶钛蓝宝石—绝缘体光学平台，此项成果实现显著小型化、低成本且能有效拓展规模应用。相比之前技术而言，这款设备成本和占地面积缩减了3个数量级，功耗也降低2个数量级。此外，它还能调节激光波长。

北卡罗来纳州立大学创造出一种名为“玻璃凝胶”的新材料，含有超过50%的液体，非常坚硬而且难以破碎。由于这种材料生产比较容易，有望应用于多个领域。

英国

超表面技术提升6G通信能力

特种光纤助力未来量子计算

刘霞

到2024年，在材料领域取得了一连串的成就，尤其是对超表面技术的推动发展，对于下一代通信（6G）的成功实施提供了强劲动力。

英国科学家团队正致力于研究下一代通讯技术——第六代(6G)。他们研发出一种独特的二维材料，该材料能够对卫星常用的电磁波进行操控与转换，这有助于提升6G卫星在高速数据传输、遥感探测以及通信服务方面的表现能力。此外，科学家们还成功创建了世界上首个60吉赫兹毫米波DMA（数字编码动态超表面阵列），私家侦探，侦探公司，调查公司，查人找物，商务调查，出轨外遇调查，婚外情调查，私人调查，19209219596这是一种创新性无线通信天线，有望为未来的6G通讯网络提供技术支持。

巴斯大学的研究人员开发出了一种新型特种光纤，旨在应对未来量子计算时代带来的数据传输挑战。这有望推动大规模量子网络的发展。曼彻斯特大学和澳大利亚墨尔本大学合作研制了一种超纯硅材料，可以用于构建高效的可扩展量子比特设备，以推动量子计算机的进一步发展。

由英加美研究人员联合研发的一种全新半导体材料能够使用量子级微调机制控制其电子流动，并且可以实现更快速高效的能源转换和消耗。

曼彻斯特大学研究团队创造出一种新型一维超导体系，为在量子霍尔现象中实现超导提供新途径，并有望解决凝聚态物理学领域长期存在的难题。英国和日本科学家研发出世界上已知强度最高的铁基超导磁体材料，这将有助于推进新一代磁共振成像技术及未来电气化运输设备的发展进程。

研究人员在电池生产上取得了突破。利物浦大学的研究人员发现了快速传输锂离子的固体材料，这为开发环保电池提供了可能。剑桥大学领导的一组科学家则创造出了一种具有高能量效率的新型可卷边印刷太阳能电池。

另外，诺丁汉大学的研究人员还发现了另一种方法：金属碎屑表面拥有纳米级微观台阶与凹槽纹理结构，这可以固定铂或钴等原子，从而制成一种新型电解水制氢催化剂。

法国

非铱催化剂产氢创纪录

发现液态金属具有热电效应。

科技日报记者李宏策

到2024年，法国在新材料研发方面将取得进展，在氢催化工艺上取得突破，并首次发现液体间的热电效应。

法国国家科学研究中心的研究团队研制出一种新型非铱催化剂，能够在与工业应用相关的高电流密度下稳定运行，实现使用非铱催化剂在水解制氢中迄今最高的电流密度和最高稳定性，这是迄今为止在不使用铱的工业条件下实现实用的稳定的质子交换膜（PEM）水电解制造绿氢的成果。这项研究首次实现了稳定的PEM水电解生产绿氢，是该领域的一项重大突破，并且这种钴基催化剂是铱基催化剂的可行替代品。

法国索邦大学的研究人员首次观测到了两种液态金属之间在室温下所产生的热电现象。研究人员通过在两种液态金属中添加温度梯度来实现。研究人员发现，在交界处，是温度变化导致了这种热电效应，并且电流能够从热部分传递到冷部分。另外，在这两种液体的交界处，有些区域并未产生电流。这与固体之间的热电现象不同。这一研究成果为开发新型电池提供了新思路。

波尔多大学以及法国国家科学研究中心的研究人员开发出了螺旋屈光镜片，并将其应用在不同光线条件下的不同距离处都能够维持清晰焦点之上。该镜片的工作原理与视力矫正渐进眼镜极其相似，而没有这一眼镜通常会出现的扭曲现象，这有助于研发隐形眼镜技术、白内障眼植入物和微型成像系统，从而改善视野深度，并有望用于未来可穿戴设备、无人机及自动驾驶汽车遥感系统的可靠性和效率提升。

德国

提升太阳能电池效能

研究开发高强度、轻量化以及生物材料

李山，科技日报德国记者

到2024年，德国在新材料技术方面取得了一系列重要成果，在能源、汽车工业、航空及医疗等领域已广泛运用该类新物质产品。

在能源材料领域，德国已经研发出了钙钛矿硅基叠层太阳能电池，并在此基础上不断改进钙钛矿材料制造工艺以及其稳定性，希望能够尽快将技术商业化应用。与此同时，为了进一步研发下一代的电池技术，包括锂私家侦探，侦探公司，调查公司，查人找物，商务调查，出轨外遇调查，婚外情调查，私人调查，19209219596硫电池和固态电池，研究者们也都在努力探索新的电解质材料和纳米结构，希望以此提高电池效率、安全性和寿命。在这一领域取得重大成就之后，于利希研究中心还成功研发出一种概念式固态电池，能在一小时内完成充电。

科学家在轻质材料方面致力于研究碳纤维增强聚合物和其他具有高强度重量比的高性能复合材料，并积极探索用于航空航天的铝合金和钛合金领域。例如他们发明了一种新方法来制备具有极高强度但大部分是空隙的新材料，这种新材料未来有望应用于汽车、飞机等领域。 研究人员通过使用一种新型铜、银以及氧化钇混合物，成功开发出了用于3D打印的复合粉末，并且将这一技术运用到了航空航天。

研究人员致力于研究在生物材料方面的创新突破。他们正在探索如何封装药物并以受控的方式释放药物的纳米材料以及用于组织工程的生物降解聚合物和水凝胶等。德国莱布尼茨工业大学利用叶片上的准分形木质纤维素结构，制造出一种可生物降解的聚合物薄膜，这有助于研发可生物降解的电路板。

德国科学家正在研究一系列创新性产品与技术，其中包括石墨烯生物传感器用于医学诊断、具有新型拉伸特性的材料可在测量力或静力学方面应用、扁平超表面天线为机器人提供更精确的近场扫描能力以及全新的二维材料铍氮烯有望应用于量子技术领域。此外科学家还研究控制稀土材料磁性的新技术，同时使用再生原材料和生物废料制作生物基粘合剂，并通过利用农业废料制成塑料替代品来应对环境挑战。

韩国

合成高效析氧催化剂

研发新的太阳能电池技术

《科技日报》驻韩记者薛严

到2024年，电池催化剂是韩国材料研究领域的核心关注点。这一领域的工作显示了电池性能改进的巨大潜力，其效果甚至超过了目前全球记录的水平。

通过水裂解反应以水生成氢分子是应对全球能源危机及化学储能难题的关键途径之一，然而，低催化效率、较慢的反应速率以及催化剂的失活等问题都是当前面临的主要挑战。东国大学研究小组在二维碳化钼上成功地植入钌氧化物，构建了一种高效析氧反应催化剂，可以应用于水裂解反应来生产燃料电池所需的氢燃料。这种催化剂表现出极高的活性、快速的反应速度和优良的耐久性，并为大规模低成本制造下一代催化剂提供了可能。

韩国能源技术研究院研发出具有高效率水平的半透明钙钛矿太阳能电池。该团队采用向太阳能电池中添加锂离子的方法来提高空穴传输层电导率，同时优化氧化时间以将锂离子转化为稳定的氧化锂。这防止了锂离子扩散，提高了器件的稳定性。电池的效率达到21.68%，这是半透明太阳能电池领域的最高纪录，并且在运行超过240小时后仍保持99%以上的效率，表现出优异的稳定性能。

韩国能源研究院氢气聚合材料实验室与韩国科学技术院、釜山大学共同研发了一种催化剂涂层技术，该技术能够显著提升固态氧化物燃料电池的性能。研究小组详细分析了涂层纳米催化剂促进表面氧交换和离子传导的机理，为解决复合电极反应速率低的问题提供基础证据。

南非洲

加速纳米复合材料的研究和应用

研发可再生能源和储电技术

科技日报驻南非记者冯志文

在2024年，南非取得了重大突破，特别是在纳米复合材料以及能源应用领域的研究方面进展迅速。

南开普顿省科学研究所隶属于南非科学与工业研究委员会(National Research Council of South Africa)的国家纳米结构材料中心正在推动聚合物纳米复合材料的研发以及其应用。这些复合材料具有阻燃性、耐温性和高强度的优点，适用于汽车制造业，化妆品生产等领域。

南非先进的材料化学所专门致力于研究用于提高聚合物电介质水溶液电解法中氧化伊顿( IrO2 )催化剂的析氧反应效率及稳定性的方法，这使得清洁能源体系产生氢能变得更为可行。优化方案合成的高性能催化剂显示出其巨大的潜在生产能力，为大规模生产提供支持。

中国科学研究院在电池材料开发方面也取得了显著成就。他们专注于改进电池电极，特别是在其阴极和负极材料上。利用南非丰富的矿产资源锰，CSIR正致力于研发面向移动应用与固定应用场景定制的创新材料。他们的目标是为全球可持续能源解决方案做出贡献。