Frontiers in Materials

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聚焦材料科学前沿研究

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Frontiers in Materials 致力于发表涵盖材料科学、工程学、力学及应用全领域的研究成果。本刊深入探究面向未来应用的材料发现与设计,广泛汇集从碳基材料到面向未来技术的智能材料等各领域的前沿学术进展。

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Unlocking the Potential of Smart Metamaterials and Additive Manufacturing in Advanced Structures
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释放智能超材料与增材制造在先进结构中的潜力

Design and Manufacture of Structure-Function Integrated Fiber Composite
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结构功能一体化纤维复合材料的设计与制造

Advanced Electrode Materials for Rechargeable Batteries - Volume II
OPEN Led by Associate Editor
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可充电电池先进电极材料(第二卷)

Oxide Semiconductor Devices and Applications
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氧化物半导体器件与应用

Next-Generation Bioceramics: Advances in 3D-Printed Scaffolds for Bone Regeneration
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新一代生物陶瓷:骨再生3D打印支架研究进展

Machine Learning for Inverse Design and Optimization of Metamaterials
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超材料逆向设计与优化的机器学习

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Natural Fibers as Sustainable and Renewable Resource for Development of Eco-Friendly Composites: A Comprehensive Review

Yashas Gowda Thyavihalli Girijappa, Sanjay Mavinkere Rangappa, Jyotishkumar Parameswaranpillai, Suchart Siengchin*

本文综述了天然纤维作为合成材料的环保替代品,详细探讨了其特性、改性处理以及作为可持续增强体在聚合物复合材料领域的广泛应用。

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Microbially Induced Calcium Carbonate Precipitation (MICP) and Its Potential in Bioconcrete: Microbiological and Molecular Concepts

María José Castro-Alonso, Lilia Ernestina Montañez-Hernandez, Maria Alejandra Sanchez-Muñoz, Mariel Rubi Macias Franco, Rajeswari Narayanasamy*, Nagamani Balagurusamy*

本文综述了微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)的微生物学与分子机制,重点阐述了尿素水解等代谢过程在提升生物混凝土机械性能、耐久性及自修复能力方面的关键作用,突显了其作为可持续建筑技术的潜力。

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A Review of the Application of Machine Learning and Data Mining Approaches in Continuum Materials Mechanics

Frederic E. Bock*, Roland C. Aydin, Christian J. Cyron, Norbert Huber, Surya R. Kalidindi, Benjamin Klusemann

本文综述了机器学习与统计学习方法在连续介质材料力学中的应用,通过将任务分类并结合实验与模拟数据挖掘,展示了这些技术在加速材料表征、设计及跨尺度优化方面的关键作用与潜力。

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Carbon Quantum Dots for Biomedical Applications: Review and Analysis

Nayab Azam, Murtaza Najabat Ali*, Tooba Javaid Khan

本文综述了具有低毒环保及优异光学特性等优势的碳量子点,重点探讨了其合成路线、理化性质及其在生物成像、药物输送和癌症治疗等生物医学领域的广泛应用进展。

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Biodegradable and Water Resistant Poly(vinyl) Alcohol (PVA)/Starch (ST)/Glycerol (GL)/Halloysite Nanotube (HNT) Nanocomposite Films for Sustainable Food Packaging

Zainab Waheed Abdullah, Yu Dong*

本研究制备的新型PVA/淀粉/甘油/埃洛石纳米管复合膜在显著提升耐水性的同时,仍保持了良好的生物降解性与透明度,被证实尤其适用于亲脂性和酸性食品的可持续包装。

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Theory-Guided Machine Learning in Materials Science

Nicholas Wagner, James M. Rondinelli*

本文探讨了在材料科学中应用机器学习时可能遇到的陷阱,通过具体案例分析了过拟合、描述符选择及物理可解释性等问题,强调了缺乏领域知识指导将导致预测模型出现定性与定量的错误。

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Efflorescence of Alkali-Activated Cements (Geopolymers) and the Impacts on Material Structures: A Critical Analysis

Márlon A. Longhi, Zuhua Zhang*, Erich D. Rodríguez, Ana Paula Kirchheim, Hao Wang

本文探讨了碱激发水泥(AAC)中的泛碱现象,指出孔隙结构与设计参数(如碱浓度、水含量)是控制泛碱速率及力学行为变化的关键因素,同时强调了碱稳定性及其与凝胶关系等机制仍需进一步研究。

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Mechanisms of Cr and Mo Enrichments in the Passive Oxide Film on 316L Austenitic Stainless Steel

Zuocheng Wang, Eirini-Maria Paschalidou, Antoine Seyeux, Sandrine Zanna, Vincent Maurice*, Philippe Marcus*

本研究利用隔绝空气的表面分析技术,揭示了316L不锈钢在酸性溶液中通过开路电位处理显著促进Cr和Mo富集,而后续阳极极化在保持该富集的同时促进去羟基化,从而形成耐蚀性更强的钝化膜的机制。

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