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“鯤龍”AG600已具備執行滅火任務能力

近日，我國自主研制的大型滅火/水上救援水陸兩棲飛機AG600 已完成典型滅火場景驗證試飛科目，這標志著“鯤龍”AG600 已具備執行滅火任務能力。近年來，航空工業“鯤龍”AG600 項目研制團隊著眼森林防火迫切需要，堅持并行推進適航取證和實戰應用驗證，按照“先平臺后任務、先平原后高原”循序漸進的思路，重點推進適航驗證機安全性、滅火功能效能、平原/高原典型任務場景等方面驗證工作。

2023年上半年，“鯤龍”AG600 三架試飛機并行在珠海、蒲城、荊門、安順、六盤水、西昌累計開展172 架次/430 h 試飛，完成飛機本體失速、機動特性等平臺操穩科目及滅火任務系統驗證；完成12 t 齊投、6 t/3 t 連投等不同投水模式，平飛、轉彎、俯沖不同投水姿態，23～100 m 不同投水飛行高度，220～284 km/h 不同投水速度等各種任務模式驗證，相關技術指標均符合設計要求，現階段已具備安全出動執行滅火任務的實戰化應用能力。據介紹，當前具備完全自主配套核心機載系統的“鯤龍”AG600 已全面進入適航驗證階段，計劃2024 年度取得型號合格證。后續航空工業將進一步加大國產航空裝備融入國家應急救援體系研究，深入開展國產航空裝備體系化市場開拓、綜合化運營保障、實戰化應用演練，加快形成以“鯤龍”AG600為龍頭的國產航空應急救援裝備體系，滿足國家應急救援體系和我國自然災害防治體系建設需要，支撐“平安中國”戰略，實現建設航空強國目標。

（本刊記者 逸飛）

天津大學團隊：新型有機長余輝噴霧助力表面無損探傷

近日，天津大學胡文平/汪天洋團隊成功研發出一種多功能有機長余輝噴霧，可實現溶劑化制備并實現大面積噴涂，在信息標記與保護、表面無損探傷領域展現出獨特的應用思路。相關成果以UV-curing-enhanced organic long-persistent luminescence materials為題發表在Advanced Materials 上。

無定形有機長余輝發光材料可以實現簡單的溶液加工和大面積均勻發光，但這類材料的發光性能受材料本征剛性環境的影響較大。為此，研究人員提出了一種紫外光固化增強（UV-curingenhanced）有機主客體摻雜體系長余輝性能的普適策略，即通過光固化構建的剛性環境促進主客體之間的相互作用，從而誘導出高性能長余輝發射。利用這種可溶液加工、可大面積涂覆和“易于實現”的材料制備策略，有望促進無定形有機長余輝材料在信息標記與保護、表面無損探傷等領域的深度應用。同時，在表面無損探傷領域，對比磁粉檢測和滲透檢測，這類具有自主知識產權的新型試劑類無損探傷方法的成像更加便捷迅速，且技術附加值更高，有望為有機長余輝材料打開一個重要的商業應用出口。

該項研究得到了國家自然科學基金委、天津市科技局和天津大學科技創新領軍人才培育計劃（“攀登計劃”）的支持，論文的第一作者為理學院化學系碩士研究生梁依萌和劉曼，通訊作者為理學院化學系汪天洋副教授。

（本刊記者 逸飛）

合肥物質院與哈工大團隊在超高溫陶瓷粉體研制方面取得新進展

近期，中國科學院合肥物質院固體所李越研究員團隊與哈爾濱工業大學張幸紅教授團隊合作，在超細、高純超高溫陶瓷粉體制備與機理研究方面取得新進展，發展了一種液相陶瓷前驅體碳/硼熱還原新工藝，該工藝可實現批量化制備多種高純、超細硼化物陶瓷粉體。相關成果相繼發表在Journal of Materials Science & Technology 和ACS Applied Engineering Materials 等期刊上。

科研人員基于溶膠-凝膠協同碳/硼熱還原法，提出以山梨醇作為碳源，硼酸為硼源，使溶膠前驅體體系中碳、硼和金屬3種元素有效連接，實現了分子級混合，在較低裂解溫度下實現陶瓷化，保障了粉體純度的同時降低了粉體粒徑，獲得了高純超細的ZrB2陶瓷粉體?？蒲腥藛T通過添加系列分散劑（如聚乙二醇（PEG）、油酸等），有效減小了陶瓷粉體的粒度并抑制了粉體的團聚，合成的硼化物粉體顆粒尺寸可低至數百納米；同時也揭示了溶膠-凝膠協同碳/硼熱還原法制備硼化物粉體的高溫生長機制及分散劑對超高溫陶瓷粉體的影響，為解決工程化制備硼化物陶瓷粉體過程中易形成大尺寸顆粒和高團聚現象提供了技術方案，奠定了試驗基礎。

為了進一步提高批量化制備高純超細陶瓷粉體效率，科研人員后續開發了一種絮凝沉淀輔助碳/硼熱還原合成超高溫陶瓷粉體的方法。通過將反應試劑溶解在酸性溶劑中并螯合成混合物，實現了碳、硼和金屬源在前驅體階段分子級混合并固化沉淀；通過嚴格控制化學計量比，可有效控制硼化物產物中的碳和硼元素，獲得碳和氧含量極低的高純度硼化物陶瓷粉體。

上述工作得到了國家自然科學基金、安徽省重大科技項目以及合肥物質院院長基金項目等資助。

（本刊記者 逸飛）

中國科學院蘭州化物所宏觀結構超滑研究獲新進展

近日，中國科學院蘭州化學物理研究所固體潤滑國家重點實驗室納米潤滑課題組研究人員在面向工程應用的宏觀結構超滑尺度設計與實現等方面取得新進展。

研究人員開發了一種通過摻入石墨烯邊緣氧削弱納米粉體邊緣釘扎效應的簡易方法，實現了二維納米粉體到異質結轉化，制備了大量納米尺度同質結和異質結共存的材料，實現了載荷、速度等可調、寬溫域（-200～300 ℃）和宏觀尺度結構超滑，揭示了異質滑移和同質鎖定的超滑調控機制。

相關研究成果以Tunable, widetemperature and macroscale superlubricity enabled by nanoscale van der Waals heterojunctiont o - homojunction transformation 為題發表在Advanced Materials 上。

蘭州化物所楊興博士后為論文第一作者，張俊彥研究員和王永富副研究員為通訊作者。

該工作得到了國家自然科學基金項目、中國科學院“西部之光”人才項目、中國科協海智計劃等的支持。

左圖為整體研究思路圖。 （本刊記者 逸飛）

首臺可見光波長飛秒光纖激光器面世

目前，加拿大拉瓦爾大學科學家開發出了第1臺可在電磁光譜的可見光范圍內產生飛秒脈沖的光纖激光器，這種能產生超短、明亮可見波長脈沖的激光器可廣泛應用于材料加工、生物醫學等領域。

通常產生可見光飛秒脈沖的設備復雜且低效，光纖激光器則擁有穩定可靠、占地面積小、效率高、成本低、亮度高等優點，是一種非常有前途的替代方案。但迄今為止，這種激光器還無法直接產生持續時間在飛秒（10-15s）范圍內的可見光脈沖。

該研究團隊負責人表示，他們研制出了首臺能在可見光范圍內工作的飛秒光纖激光器。該激光器基于鑭系元素摻雜的氟化物光纖，能發射635 nm 的紅光，實現了持續時間168 fs、峰值功率0.73 kW、重復頻率137 MHz 的壓縮脈沖。而且，他們在設備中使用商用藍色激光二極管作為能量光源，使整體設計更加堅固、緊湊且具有成本效益。

該研究團隊指出，如果在不久的將來能夠獲得更高的能量和功率，可廣泛應用于許多領域。潛在應用包括高精度、高質量的生物組織消融和雙光子激發顯微鏡。飛秒激光脈沖還可在材料加工過程中對其進行冷消融，鑒于這一過程不會產生熱效應，因此在進行切割時比用長的脈沖更加清潔。

接下來，研究人員計劃改進這項技術，使裝置完全單片化，這意味著各個光纖光學組件都將直接互連，減少裝置的光學損耗，提高效率，進一步提高激光器的可靠、緊湊和堅固性。他們還在研究提高激光脈沖能量、脈沖持續時間和平均功率的不同途徑。

（本刊記者 逸飛）

中國科學院力學所團隊獲得多分岔裂紋應力強度因子的半解析解

裂紋分岔是斷裂力學的經典問題之一。由于動態加載或者裂紋擴展至不均勻介質中所造成的不穩定性，在工程實踐中經?？梢杂^測到裂紋分岔的現象。在安全分析中，裂紋的偏折與分岔對結構壽命的影響至關重要。

近日，中國科學院力學研究所非線性力學國家重點實驗室魏宇杰研究團隊通過平面彈性理論以及共形映射變換，將多分岔裂紋邊界映射到復平面的單位圓上，提出了多分岔裂紋的彈性邊界值問題，實現了裂紋尖端應力強度因子的半解析求解。研究以工程中常見的三分岔裂紋和四分岔裂紋為例，討論了應力狀態和裂紋形狀對分岔裂紋尖端應力強度因子及應變能釋放率的影響，并基于能量釋放率準則分析其對裂紋進一步擴展的影響。該研究為理解裂紋的分裂與裂紋網的形成提供了基本的理論工具。

相關研究成果以A semi-analytical solution to the stress intensity factors of branched cracks 為題發表在Journal of the Mechanics and Physics of Solids 上。第一作者為博士研究生劉卓爾。

該研究工作得到了國家自然科學基金基礎科學中心“非線性力學中的多尺度問題”項目的支持。

（本刊記者 逸飛）

科學家發現金屬裂紋可自動修復

金屬碎片在沒有任何人為干預的情況下斷裂，然后融合在一起，這一過程推翻了基本的科學理論。如果這種新發現的現象能夠被利用，可能引發一場工程革命——自我修復的發動機、橋梁和飛機可以逆轉磨損造成的損害，從而更安全、更耐用。

2023 年7 月19 日，美國桑迪亞國家實驗室和得克薩斯農工大學聯合研究小組在Nature 上描述了他們的這一發現，論文題目為Autonomous healing of fatigue cracks via cold welding。

桑迪亞國家實驗室材料科學家Brad Boyce說:“我們已經證實，金屬有自己內在的、自然的自我愈合能力，至少在納米級疲勞損傷的情況下是這樣?！?/p>

當時，他們只是想使用他們開發的一種專門的電子顯微鏡技術評估裂紋是如何在納米尺度鉑片中形成和擴散的，該技術可在金屬末端以200 次/s 的速度對其反復拉扯。令人驚訝的是，試驗開始約40 min 后，損傷發生了逆轉。裂縫的一端融合在一起，仿佛在倒退，沒有留下之前損傷的痕跡。隨著時間推移，裂紋沿著不同的方向重新生長。研究人員認為這是“前所未有的洞見”。

“這些發現在多大程度上具有普遍性，很可能成為廣泛研究的一個課題，”Boyce 說，“我們展示了這種情況在真空中的納米金屬中發生，但我們不知道這種現象是否也會在空氣中的常規金屬中存在?！?/p>

然而，盡管存在種種未知，這一發現仍然是材料科學前沿的一次飛躍。

（本刊記者 逸飛）

韓國科學家開發出迄今機械性能最高自增強復合材料

近日，韓國科學家使用一種聚丙烯聚合物，成功開發出一種純凈的自增強復合材料，其機械性能位居同類自增強復合材料榜首，有望替代飛機用碳纖維增強復合材料，加速“空中出租車”時代的到來。該研究成果以True self-reinforced composites enabled by tuning of molecular structure for lightweight structural materials in future mobility為題發表在Chemical Engineering Journal 上。

為推進城市空中交通等未來出行方式的實現，科學家們需要開發出具有優異物理性能和可回收性能的新材料。自增強復合材料價格低廉、重量輕，且在處理和回收方面具有優勢，因此被寄望于能替代飛機用碳纖維增強復合材料。

目前，科學家們在制造自增強復合材料時，會將化學成分不同的物質混合在增強體或基體內，以提高流動性和滲透性，但這樣會使所得到的材料物理性能和可回收性較差。

在此研究中，韓國科學技術研究院、漢陽大學和全北國立大學研究人員組成的聯合團隊，通過四軸擠出工藝調整聚丙烯基體的鏈結構，成功控制了其熔點、流動性和浸透程度，開發出了一種純凈的自增強復合材料。

與先前的研究相比，新獲得的自增強復合材料擁有迄今最高水平的機械性能，其黏附強度、拉伸強度和抗沖擊性分別提高了333%、228%和2700%。而且，當被用作小型無人機的框架材料時，該材料比傳統的碳纖維增強復合材料輕52%，飛行時間增加了27%，證實了其在下一代飛行應用中的潛力。

下圖為100%自增強復合材料的制備與應用。

（本刊記者 逸飛）