针对硼硅酸盐生物活性玻璃（BBG）临床应用的瓶颈问题，对比不同硼硅比（样品0B、样品1.5B、样品3B）生物活性玻璃与30%（质量分数）柠檬酸混合形成的骨水泥浸提液在体外对人骨髓间充质干细胞（hBMSCs）增殖活性与成骨分化的影响，及该骨水泥体内移植后对大鼠股骨缺损的修复效果。结果表明：骨水泥的降解速率随生物玻璃中B元素含量的增加而增快，同时其浸提液在体外对hBMSCs增殖活性与成骨分化的抑制效果更明显；然而，含最高浓度B的骨水泥（样品3B）在体内诱导更多新骨生成，展示出更好的骨修复性能。基于BBG在体内外生物学效应的显著性差异，本工作为硼基生物活性材料特性的优化设计及其体外有效性评价体系的构建提出了思考和建议。

CaO-SiO₂-P₂O₅体系生物玻璃微球在骨修复材料领域具有应用前景。适量铈离子可赋予生物玻璃抗氧化、抗炎、促血管生成等功能特性。通过喷雾干燥法制备了不同铈离子含量的生物玻璃（Ce-BG）微球粉体材料，研究了Ce含量对Ce-BG微球的物相组成、降解性能以及体外生物活性的影响。结果表明：Ce-BG微球表面光滑，球形度高，元素分布均匀；BG微球中添加Ce会生成CePO₄及CeO₂相，且随Ce含量提高，Ce-BG微球降解速率变慢，降解产物引起环境pH值升高逐渐减缓。Ce与Ce+Ca的摩尔比为0.03∶1.00的Ce-BG微球浸泡在Tris-HCl缓冲液中7d后pH值最低。不同Ce含量的Ce-BG微球都具有良好的体外诱导磷灰石沉积的能力。

近年来，基于明胶和微纳米生物活性玻璃（MNBG）的复合水凝胶被广泛用于组织再生领域，然而MNBG对水凝胶矿化和降解性能的调控规律尚不明确。通过制备不同MNBG含量的明胶基复合水凝胶，探究了MNBG含量对复合水凝胶体外矿化及降解性能的影响。结果表明：复合水凝胶体系不影响MNBG的生物活性离子释放，而表层高含量MNBG团聚体形成负曲率接触界面则是复合水凝胶发生体外矿化的必要条件；此外，提高MNBG的含量和快速矿化形成羟基磷灰石层均能够有效降低明胶基复合水凝胶的降解速率。

在骨修复领域中，通过构建天然骨再生微环境可加速骨修复进程。细胞微环境中的重要一环是生物电信号，它广泛存在于人体各种组织中，对干细胞分化、组织修复等具有关键调控作用。而电活性材料具有独特的电学特性，因此可借助电活性组织工程材料在骨缺损处模拟再生电学微环境，激发人体固有修复潜力，加速骨缺损的修复。本文根据所应用电学特性的区别，按铁电、压电、驻极效应和导电特性等类型，系统地综述了采用各种类型电活性材料促进骨修复的研究状况，为进一步研究提供了新思路。

微纳米生物活性玻璃（MNBG）已被证明具有良好的生物活性，在骨、齿及皮肤创面修复及组织工程领域受到高度关注。在近些年的研究中，多种金属离子在MNBG的制备过程中被掺入材料的网络结构中，从而赋予MNBG各种理化及生物学功能特性。然而，MNBG的离子释放产物与人体细胞之间相互作用的确切机制尚不完全清楚，这促使国内外研究者对离子掺杂的MNBG进行了较深入的研究。本文综述了有关MNBG的制备方法和工艺流程及其溶解产物在骨、齿等硬组织修复，皮肤组织修复，癌症治疗及细胞成像等方面的应用。为进一步开发应用于生物医学领域的新型MNBG提供参考。

羟基磷灰石（HA）是人体硬组织的主要无机组分，具有良好的生物活性及生物相容性，能够有效促进硬组织缺损的修复再生。研究表明：单一离子掺杂是一种有效提升HA材料生物活性的途径。而双离子掺杂不仅可实现对天然骨成分上的进一步仿生，还可以协同赋予HA材料更多功能特性，例如抗肿瘤、抗菌、促血管生成、免疫调节、医学成像等，拓展了HA材料在骨组织工程中的应用。对双离子掺杂HA材料的制备方法及原理进行了总结，并综述了双离子掺杂HA材料在硬组织工程中的潜在应用，最后对双离子掺杂HA材料的未来研究重点提出了建议和展望。

天然骨组织无机成分以磷酸钙为主，也含有多种维持生命活动所必需的其他元素，以保障骨组织正常生长发育。在磷酸钙生物材料制备中，元素掺杂能够有效调控磷酸钙形貌，并赋予其抗菌性、免疫调控、血管生成和骨诱导性等多种生物学功能。本文重点综述Mg、Zn、Sr、Cu、Ag、Co、Mn、稀土元素等金属元素和Se、Si、F等非金属元素单掺杂或共掺杂对多种磷酸钙形貌和生物学功能的调控效应，最后对磷酸钙生物材料的未来研究提出展望，以期为新型组织工程支架的研究提供参考。

固体氧化物电池（SOC）可以实现电-气-电之间的可逆转换。基于海水的可逆SOC（即rSOC）可以有效解决海上风电、光伏等间歇式发电消纳问题。本工作采用平管型固体氧化物电池电堆开展了海水环境下的可逆性能研究，分析了水蒸气含量和电流密度等运行条件对固体氧化物电堆可逆性能的影响。结果表明：在750 ℃，当电解条件下电流密度为100 mA·cm^-2，加湿90 ℃（水蒸气体积分数65%）时电压衰减最小；放电条件下电流密度100 mA·cm^-2时且加湿86 ℃（水蒸气体积分数56%）下电压衰减最小；可逆模式下电堆的能量转化效率在100 mA·cm^-2时效率最大达95.2%。本研究为固体氧化物电池电堆在海水环境下的可逆应用提供了参考。

通过溶剂热法制备了一种纳米尺寸的VS₂薄片原位钉扎在Ti₃C₂T_x MXene上形成铆钉结构的复合材料（VS₂/Ti₃C₂T_x MXene）应用于钠离子电池。通过Ti₃C₂T_x MXene的原位限域作用抑制了VS₂的团聚生长。VS₂和Ti₃C₂T_x MXene之间形成稳定的化学耦合作用也提升了VS₂的电荷传输动力。结果表明：该复合材料在10 A/g的电流密度下具有340 mA·h/g的高倍率性能，以及5 A/g的电流密度下稳定循环2000圈的电化学性能。该复合设计为发展兼具高能量密度和高功率密度钠离子电池负极材料提供了新的选择。

锌电极中的副反应和枝晶生长等问题制约其在储能领域的应用。对此，采用电泳沉积法在锌电极表面包覆凹凸棒石涂层的策略，成功制备出高性能的锌-凹凸棒石（Zn-ATP）复合电极。研究发现，凹凸棒石棒晶堆叠组成孔道丰富的功能性涂层，且涂层具有高力学强度，其组装的Zn/Zn-ATP对称电池和Zn-ATP/二氧化锰全电池具有良好的充放电循环性能。在涂层作用下，电极的析氢副反应受到明显抑制，同时，Zn沉积形成的板晶平整排列在电极表面，从而有效降低了枝晶刺穿电池隔膜的可能性。

构建宽窄带隙同型异质结构的双层薄膜是提高透明导电薄膜光电性能的新思路。采用基于密度泛函的第一性原理，对本征和掺杂SnO₂/SnSe₂的电子结构、光学性质、载流子迁移率、电荷分布、能带排列进行计算。结果表明：本征和掺杂SnO₂/SnSe₂电子结构内部存在的电势差会使体系内部的电子向着界面处或SnSe₂处转移，处于界面处的电子会在界面间隙内形成二维电子气并在界面处高速移动，从而提高了载流子的迁移率，而处于SnSe₂处的电子由于没有杂质离子散射的影响迁移率也相应提高，4种不同掺杂类型异质结构的载流子迁移率分别为772.82、5 286.04、2 656.90 m²/（S·V）和17 724.60 m²/（S·V），光学透过率在80%以上。

5G微带天线、毫米波雷达等应用领域要求所使用的印制电路板（PCB）具有集成化、微型化的特点，这通常要求介质基板材料具有高的介电常数（D_k），低的介电损耗（D_f）以及趋近于零的介电常数温度系数（α）。将电介质陶瓷填充到有机聚合物中制备的复合基板兼具良好的加工性和优异的介电性能，是目前最有前途的解决方案。然而，陶瓷填料的物化指标、介电性能以及其与有机树脂的相容性常常是影响有机/无机复合材料综合性能的关键因素。选取具有优异介电性能的二氧化钛（TiO₂：D_k约为110，D_f约为0.001，α约为-700×10^-6 ℃^-1）作为研究对象，利用水热法合成了纳米级TiO₂前驱体，通过特殊的球化技术制得了高球形度、高结晶度的微米级球形二氧化钛填料。对TiO₂填料进行表面改性处理，极大地改善了填料与有机树脂的相容性。此外，通过掺杂Al₂O₃调控了TiO₂填料的α，当填料中Al₂O₃的质量分数为20%时，所制备复合基板综合介电性能优异：在25 ℃，10 GHz下的D_k=10.2，D_f=0.0019，α=-405×10^-6 ℃^-1。上述研究结果表明所制备的陶瓷填料能够满足在5G高频高介电PCB板领域的实际应用。

为提升水合盐相变材料的性能，以Na₂SO₄·10H₂O-Na₂HPO₄·12H₂O共晶盐（EHS）作为基体材料，采用HF/HNO₃刻蚀法制备亲水性纳米碳化硅（Nano-SiC），并以Na₂SiO₃·9H₂O和改性Nano-SiC作为复合添加剂制备复合纳米相变流体材料（Nano-SiC EHS PCMs）。结果表明：改性后Nano-SiC在EHS PCMS中具有良好的分散稳定性，同时Na₂SiO₃·9H₂O和Nano-SiC协同作用下使得EHS PCMs过冷度降低到0.3 ℃，无相分层现象。Nano-SiC EHS PCMs在固液相变体系中热导率均有提升，同时添加0.2%（质量分数）Nano-SiC后EHS PCMS储能时间缩短了21.8%。添加质量分数为0.15% Nano-SiC的EHS PCMs熔融焓和结晶焓分别为267.3 J/g和231.4 J/g，经过1000次冷热循环后焓值变化甚小，该体系具有良好的循环稳定性。

通过流延法制备了一种新型的Al₂O₃/BaO-CaO-B₂O₃-Al₂O₃-SiO₂微晶玻璃（BCBAS）系复合密封材料，其具有突出的机械性能和较高的导热性能。结果表明，片状Al₂O₃可有规律定向分布在BCBAS玻璃基体中。随着片状Al₂O₃质量分数从0增加到25%，BCBAS玻璃的主要结晶相从Ca_0.1Ba_0.9SiO₃转变为Ba_1.55Ca_0.45SiO₄和BaAl₂Si₂O₈，并进一步转变为BaAl₂Si₂O₈和BaAl₂O₄相。同时复合密封材料的导热系数从0.892 W/（m·K）增加到1.255 W/（m·K），弯曲强度和Vickers硬度分别从96 MPa增加到140 MPa，444 HV增加到677 HV。当片状Al₂O₃的质量分数不大于20%时，密封材料与连接件之间的抗拉强度保持在4 MPa以上。20% Al₂O₃~80% BCBAS微晶玻璃的复合密封材料表现出优异的综合性能：导热系数为1.203 W/（m·K）、弯曲强度为136 MPa、Vickers硬度为677 HV、密封件的抗拉强度为4.22 MPa，在抗热震性能上体现出较大的优势，使其成为中温固体氧化物燃料电池密封应用的潜在候选材料。

先进氧化技术（AOPs）是一种处理水体污染的新兴技术，近年来得到了广泛的关注。AOPs反应过程中羟基自由基（·OH）的非选择性和强氧化性能够高效降解污染物。通过简单的水热-煅烧法合成了CuFeS₂/g-C₃N₄（CFS/CN）光Fenton催化剂并用于降解罗丹明B（RhB），通过研究催化条件对RhB降解效率的影响。结果表明：当催化剂用量为0.10 g/L、RhB质量浓度为10 mg/L、双氧水（H₂O₂）添加量为50 μL及pH值为1的条件下，CFS/CN 1∶2.5对RhB具有最佳的催化降解性能。此外，CFS/CN对RhB在15 min降解效率为90%，20 min接近96%。循环实验表明，CFS/CN具有良好的循环稳定性。因此，CFS/CN催化剂对RhB的降解提供了潜在的应用价值。

光Fenton技术是处理有机废水的有效手段之一，制备高效稳定的光Fenton催化剂逐渐成为研究的热点。采用水热-共沉淀反应法制备了碘氧化铋/金属有机骨架[BiOI/MIL-100（Fe）]复合光Fenton催化材料，并采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、紫外漫反射光谱和氮气吸脱附仪对产物性能进行表征。可见光下光Fenton降解四环素表明：BiOI/MIL-100（Fe）复合光芬顿催化剂比碘氧化铋（BiOI）和金属有机骨架[MIL-100（Fe）]具有更优的催化活性。当MIL-100（Fe）的负载量为5.2%（质量分数）时，复合催化剂[BiOI/MIL-100（Fe）-2]具有最高的催化效率。BiOI与MIL-100（Fe）形成的异质结有效促进光生载流子的分离和迁移，同时光生电子加速了Fe²⁺/Fe³⁺循环，促进了双氧水（H₂O₂）的还原反应，从而提高了光Fenton性能。复合催化剂降解性能的增强归因于光催化和Fenton反应之间的协同效应。

对铜陵叶山铁矿开采所产生的低品位褐铁矿尾矿（LT）进行探究，旨在发掘其在室温净化甲醛领域中的应用价值及其载体性能。通过分析该尾矿的成分，发现其含有纳米针铁矿、石英等矿物，具有较大的比表面积，适合作为催化剂载体。采用化学还原法将δ-MnO₂（Bir）负载于尾矿颗粒表面，制备了一系列不同锰含量的除醛催化剂（x-Bir/LT）。结果表明：该催化剂具有良好的催化降解甲醛的能力。在甲醛初始浓度为1.2 mg/m³，体积空速为260000 h^-1的条件下，27.3-Bir/LT在600 min时净醛效果仍有97.2%，并且具有长时间稳定性和抗水性。通过原位红外光谱分析发现，甲醛在催化剂表面反应的机制为：甲醛被表面羟基吸附后氧化成H⁺和HCOO^-，并经过羟基和表面活性氧氧化，进一步分解成CO₂和H₂O。同时，氨气吸附原位红外分析发现，该尾矿能为催化剂提供大量的L-酸位点，提高了复合催化剂的催化氧化能力。因此以褐铁矿尾矿为催化剂的载体可以提升复合催化剂的净醛能力，为其用于室内甲醛等污染治理提供了理论支撑。

可逆质子导体陶瓷电化学电池（R-PCEC）是一种既能够将化学能转化为电能，又能将电能转化为化学能的新兴高效能源转换装置。R-PCEC在燃料电池和电解电池双重模式下的可逆操作具有高度灵活性，是能量高效转换和存储最有发展前途的方式之一。然而，对于R-PCEC而言，其在实际操作条件下，电解质电导率，阴阳极的催化活性、耐久性是制约其性能的主要因素。为了对目前国内外R-PCEC技术发展现状形成全面的认识，本文详细介绍了R-PCEC各组成部分的研发现状，包括电解质材料、氢电极和空气电极的研究进展，重点阐述了可逆电池空气电极的材料要求、电极性能和反应机理等最新进展，最后对R-PCEC的发展前景进行了分析和展望。

质子导体型可逆固体氧化物电池（P-RSOCs）具有质子传导活化能低、工作温度低和燃料灵活的特点，鉴于其在化学能和电能转化方面的效率与成本优势，被认为是一种极具发展潜力的能量转化和存储装置。本综述总结了P-RSOCs的研究进展，重点介绍了近5年的突破性工作，对电解质和电极的材料体系及制备技术进行了梳理与讨论，分析了P-RSOCs的应用前景和未来研究方向。钙钛矿氧化物多样化的组成与改性方式使其成为P-RSOCs的关键材料，多燃料特性、电解质与电极的界面性能和电池长期稳定性是当前面临的关键挑战。

固体氧化物电解池（SOEC）在本质上是固体氧化物燃料电池（SOFC）的逆向模式，通过电化学过程在电极侧实现氢气/碳氢燃料气体的析出，具有简单、灵活、低能耗等显著优势，能量转换效率高达85%~95%。作为目前极有望实现大规模高效制氢的先进电化学能量转化装置，SOEC稳定性和寿命的提升，对实现中国能源结构调整、推进“双碳”目标进程具有重要意义。本文针对燃料电极、固态电解质、氧电极3大关键部件的材料选择、服役性能等研究现状展开了系统讨论，分别对其电流密度、电压衰减率、阻抗、电导率及产氢速率等性能参数进行了详细归纳。在此基础上，提出了SOEC技术在未来电解海水制氢中的应用潜力，并就复合电极等关键部件材料的发展进行了展望。

可再生能源储能与燃料电池发电是目前中国双碳背景下最重要的发展方向。可逆固体氧化物电池（RSOCs）是极具前景的能源存储与转化装置，具有能量转化效率高、排放低等优点。通常氧电极（正极）材料的极化阻抗大、氧还原/氧析出反应慢，影响了RSOCs的性能，而氧表面交换系数（k）被认为是限制氧还原/析出反应的最关键因素之一。本文总结了目前国内外k值测定方法的种类、原理及其优缺点，并重点介绍了利用光透射弛豫方法测量k值的原理、优势及应用进展。同时分析总结了缺陷化学、表面化学、晶向、晶粒尺寸和晶界、结晶度等因素对k值以及氧电极催化活性的影响。最后对未来的研究方向提出了若干建议。