对具有交叉叠片结构的扇贝和珍珠质结构的褶纹冠蚌贝壳进行表面预处理和体外生物活性实验，对比研究了类骨磷灰石在这两种不同微观结构表面的生长。在磷酸缓冲液PBS中浸泡的初始阶段，磷灰石在交错层状结构表面沉积得很紧密，沉积速度较高；而在SBF模拟人体体液中的体外矿化过程中，在交叉叠片结构表面在较短时间内就生成了数量更多的磷灰石。长期浸泡后，两种结构的生物活性没有明显的不同。与珍珠质结构相比，在短时间内交叉叠片结构更有利于类骨磷灰石的生长。

使用N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酰氧基二苯甲酮共聚合成的温度响应性聚合物和以用甲基丙烯酸缩水甘油酯改性的聚乙烯醇为成纤聚合物、以水为溶剂，配制纺丝液并将并列静电纺丝和紫外光辐照相结合制备出升温可卷曲的温度响应性双面纳米纤维。用扫描电镜和透射电镜均观察到这种纳米纤维具有双面结构，用核磁共振波谱仪证实用紫外光辐照可使双面纳米纤维中形成交联结构。研究了并列静电纺丝的工艺条件对双面纳米纤维的产率和平均直径的影响。结果表明，在两种纺丝液的流速不超过0.3 mL/h、纺丝电压不超过22 kV的条件下双面纳米纤维的产率高于90%，改变接收距离可在一定范围内调节双面纳米纤维的平均直径。这种双面纳米纤维在水中具有良好的稳定性，其中可水溶的聚合物含量(质量分数)低于2%。当水介质温度从25℃升高到35℃时，这种纳米纤维从伸展形态转变为卷曲的形态。这种对温度的响应性具有可逆性。

将E51环氧树脂引入基于Diels-Alder反应的热可逆聚氨酯，制备出环氧树脂改性热可逆自修复聚氨酯材料。引入环氧树脂，可提高改性热可逆聚氨酯的拉伸强度、杨氏模量、冲击韧性和邵氏硬度且保持较高的断裂伸长率。添加20%的环氧树脂制备的环氧树脂改性热可逆聚氨酯材料兼具优异的强度、韧性、硬度等力学性能和良好自修复性能。当环氧树脂改性热可逆聚氨酯出现裂纹裂缝等损伤后，在130℃处理20 min及60℃处理24 h便可修复损伤，并可实现同一部位多次损伤的重复自修复。力学性能提高的原因，是刚性环氧树脂相与聚氨酯弹性相相互缠结形成互穿聚合物网络结构产生的“强迫互溶”和“协同效应”；而多次重复自修复则归因于热可逆Diels-Alder反应和分子链热运动的协同作用。

采用回归再时效处理2024铝合金并对其进行透射电镜和扫描电镜观察、硬度、晶间腐蚀和电化学腐蚀测量，研究了回归时间对2024铝合金的微观组织和耐蚀性能的影响。结果表明：经回归再时效处理的2024铝合金其主要析出强化相为S相。回归处理时间为0.2 h的合金，S相细小且呈弥散均匀分布，性能有显著的提高，硬度为147.2 HV_0.5、晶间腐蚀深度为98.5 μm、自腐蚀电位为-0.64 V、自腐蚀电流密度为0.24 μA·cm^-2、电阻值为31397 Ω·cm²。这表明，适当时间的回归处理有利于提高2024铝合金的硬度和耐蚀性。

用匀速提拉法在氟化处理的AZ31镁合金表面制备PBA防护涂层，然后再进行等离子处理。使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶红外测试(FT-IR)和接触角测量仪等手段对其表征，研究了等离子处理对PBA防护涂层表面的微观形貌、物相组成以及表面润湿性的影响；用动电位极化曲线(PD)和电化学阻抗谱(EIS)表征防护涂层处理镁合金的耐蚀性；对在等离子处理前后样品表面细胞的铺展进行比较，以验证防护涂层的生物活性。结果表明，等离子处理使PBA防护涂层表面粗糙化提高了氧原子的占比，从而显著提高了防护涂层表面的浸润性；等离子处理在一定程度上降低了防护涂层处理镁合金的耐蚀性，但是与未经防护处理的AZ31镁合金和氟化处理的镁合金相比其电流密度仍高2~3个数量级，表明防护涂层能有效防护镁合金基体；等离子处理，使样品表面黏附的细胞显著增多。

参照Zr₅₅Cu₃₀Al₁₀Ni₅合金的成分并应用团簇加连接原子模型，设计具有高玻璃形成能力的Zr-Cu-Al-Ni体系成分。在Zr-Cu-Al-Ni四元体系中，先定出两个与金属玻璃形成相关的晶化相CuZr₂和CuZr，其中的局域结构可分别用团簇表述为[Cu-Zr₈Cu₄]和[Cu-Zr₈Cu₆]，然后应用双团簇模型将这两个团簇按照1∶1的配比构建双团簇式，连接原子个数为2或4或6，由此确定总原子个数为30或32或34，进而选择双团簇式原子总数为32设计出最接近Zr₅₅Cu₃₀Al₁₀Ni₅合金的四元块体金属玻璃成分Zr₁₇Cu₁₀Al₃Ni₂≈Zr_53.1Cu_31.3Al_9.4Ni_6.3。这种合金玻璃的T_rg值可达0.6，晶化激活能为334.138 kJ/mol，均略高于参照合金Zr₅₅Cu₃₀Al₁₀Ni₅，表明其具有更高的玻璃形成能力。

在芦荟叶皮中加入尿素用水热法制备炭前驱体，然后将其以不同的终温热解制备出N掺杂生物炭(NBC _x )。使用扫描电子显微镜(SEM)、氮气吸附-脱附仪(BET)、X射线光电子能谱仪(XPS)、傅立叶红外光谱仪(FTIR)和动电位分析仪(Zeta)等手段进行表征，研究其对废水中Co²⁺的吸附性能。结果表明：NBC _x 的表面有明显的层块堆积。NBC _x 具有分级多孔结构，芦荟叶皮与尿素的质量比为2∶1、热解终温为800℃时制备的NBC₈₀₀其比表面积为32 m²·g^-1，总孔体积为0.04 cm³·g^-1，其中非微孔比例高达75%。NBC₈₀₀表面含有丰富的含氧和含氮官能团，N含量和O含量(摩尔分数)分别高达3.89%和46.35%，可与Co²⁺发生离子交换、静电吸附、络合作用和共沉淀等反应。用Langmuir等温线模型能很好地描述NBC₈₀₀对Co²⁺的吸附过程，为单分子层吸附，最大理论吸附量高达228.31 mg·g^-1。拟二级吸附动力学模型表明，吸附进行得较快。

用磁控溅射方法制备了低粘结TaO与低摩擦系数WS复合的TiAlTaN/TaO/WS复合涂层。该涂层由Ti过渡层、TiAlTaN耐磨层、TaO低粘结层和低摩擦系数WS层组成。涂层复合使表面形貌从多边形变为球形，但是不影响原涂层的相组成和柱状晶组织。复合涂层使原涂层的硬度和弹性模量降低，但是使摩擦系数从0.648降低到0.102。低摩擦系数复合涂层的润滑性能使切削钛合金的效率提高了84%，比商用涂层提高33%。

设计并用真空铜模吸铸制备了近α型双相Ti-Al-V-Mo-Nb-Zr合金系列，其成分框架满足Ti-6Al-4V的α+β双相团簇式，即α和β相团簇式的比例为12:5。同时，通过多元合金化尤其是改变Zr含量，可将后者改造成具有更高β稳定性的形式[Al-Ti_14-x Zr _x ](Mo_0.6Nb_0.2V_1.2Al)，x=0.6~3。这些合金的铸态组织其特征为网篮状，并含有大量针状α'马氏体。随着Zr含量的提高这些合金的晶粒细化，其强度和硬度也随之提高，Zr含量最高的Ti-6.7Al-2.2V-2.1Mo-0.7Nb-10.0Zr合金达到超高强水平，其铸态的拉伸强度为1404 MPa，维氏硬度为451HV，与热处理后的典型超高强钛合金β-21S的性能接近，与在相同条件下制备的Ti-6Al-4V相比其强度和硬度分别提高52%和39%，比强度和比硬度分别提高45%和33%。

用1H，1H，2H，2H-全氟-1-癸醇对1，2，4-苯三酸酐中的一个官能团进行封端后替代部分顺丁烯二酸酐，与新戊二醇共缩聚合成了支链含氟聚酯，然后在含氟聚酯中加入交联剂进行固化反应制备出支链含氟聚酯膜。使用红外光谱、XRD、GPC、TG和DSC等手段表征含氟聚酯的结构、分子量和热稳定性，用万能试验机、接触角测试仪和X射线电子能谱分析了含氟聚酯膜的力学性能、表面性能及表面元素含量。结果表明，在聚酯中成功引入含氟基团使含氟聚酯比无氟聚酯的分子量增大，热稳定性先提高后降低，初始分解温度最高达299.41℃，玻璃化转变温度由6.24℃提高到46.65℃；随着含氟基团含量的提高聚酯膜的断裂伸长率降低而拉伸强度提高，拉伸强度最高达到19.97 MPa；含氟基团由含氟聚酯膜的本体向表面迁移，随着含氟基团含量的提高聚酯膜的水接触角和油接触角逐渐增大，使聚酯膜具有疏水性。