本期编辑荐读精选了 Materials 期刊2023年发表的5篇来自哈尔滨工业大学的文章。内容涵盖生物燃料电池的电子转移、铝材的机器学习、弹性超材料振动特性研究、KDP晶体表面形貌分析、激光照射开发忆阻器等研究话题。希望能为相关领域的学者提供参考和新的思路，欢迎阅读。

1.N-Doped Carbon Nanowire-Modified Macroporous Carbon Foam Microbial Fuel Cell Anode: Enrichment of Exoelectrogens and Enhancement of Extracellular Electron Transfer

氮掺杂碳纳米线改性大孔碳泡沫微生物燃料电池阳极：富集外放电原并增强细胞外电子转移

Ke Liu et al.

https://www.mdpi.com/2611754

文章亮点：

微生物燃料电池 (Microbial Fuel Cell, MFC) 的性能受细菌代谢活性和细胞外电子转移 (Extracellular Electron Transfer, EET) 过程的影响。大孔阳极上纳米结构的缺陷阻碍了外电和EET的富集。本文制备了一种n掺杂碳纳米线修饰的大孔泡沫碳，并将其用作MFC的阳极。阳极具有分层多孔结构，可以解决生物膜堵塞问题，保证质量运输，有利于外电富集，增强细菌的代谢活性。研究结果表明碳纳米线可以穿透生物膜，降低电荷电阻，提高远距离电子传递效率。此外，吡咯烷能有效降低细菌外膜血红蛋白的结合能和电子传递距离。

2. Exploration of Solid Solutions and the Strengthening of Aluminum Substrates by Alloying Atoms: Machine Learning Accelerated Density Functional Theory Calculations

固溶体探索和合金原子强化铝基材：机器学习加速密度泛函理论计算

Jingtao Huang et al.

https://www.mdpi.com/2525518

文章亮点：

本研究使用机器学习加快第一原理方法研究合金原子对铝合金稳定性和微观机械性能的影响。运用高通量计算提取数据，并利用原子半径和第一电离能等特征构建机器学习数据集。最终选择了Catboost模型作为预测模型，利用SHAP进行解释分析。研究发现，一些合金原子能增强铝合金，而其他合金原子则难以固溶。这种研究方法为选择合适的合金元素和开发新型铝合金提供了见解。

3.Vibration and Bandgap Behavior of Sandwich Pyramid Lattice Core Plate with Resonant Rings

带谐振环的三明治金字塔晶格芯板的振动和带隙行为

Chengfei Li, Zhaobo Chen and Yinghou Jiao

https://www.mdpi.com/2221006

文章亮点：

本研究探讨了带谐振环的重塑三明治金字塔晶格核 (Sandwich Pyramid Lattice Core Plate with Resonant Rings, SPLCRR) 中参数对带隙的影响。核心参数包括面板厚度、棒半径和材料弹性模量。增加面板厚度和棒半径会扩大带隙频率范围和宽度，棒半径尤其影响第二带隙宽度。材料的弹性模量越高，带隙频率越高。增加周期长度会使带隙频率降低。方形分布的带隙上下边缘频率高于六边形分布。这些发现在理论和工程应用方面具有重要意义。

4. Fractal Analysis on Machined Surface Morphologies of Soft-Brittle KDP Crystals Processed by Micro Ball-End Milling

微球头铣削软脆KDP晶体加工表面形貌的分形分析

Qi Liu et al.

https://www.mdpi.com/2152082

文章亮点：

本研究利用分形维数分析软脆KDP晶体的表面形貌，评估了表面粗糙度的传统方法在捕获纹理特征方面受到的限制，因此分形维数是一个很有价值的工具。主要发现包括：3D分形维数与表面粗糙度之间呈负相关，表明随着表面质量的降低，分形维数也会降低；二维分形维数可以表征微球头铣削表面的各向异性，表明延性区域的去除或脆性裂纹和断裂。这种现象在沿进给方向的横截面轮廓中更为明显。

5. Direct Laser Irradiation and Modification of 2D Te for Development of Volatile Memristor

直接激光照射和二维Te的修饰用于开发易失性忆阻器

Genwang Wang et al.

https://www.mdpi.com/2065848

文章亮点：

激光辐照是一种调整二维材料性质和相应纳米器件性能的后处理方法。由于忆阻器已被认为是下一代计算系统中存储器件的候选者，因此需要深入探索激光辐照在基于二维材料的优异忆阻器开发中的应用。本文采用532 nm激光辐照碲薄片，研究不同辐照参数下碲薄片表面形貌和原子结构的变化。激光通过控制辐照功率和时间，可以使薄片变薄，产生非晶结构、氧化物和缺陷，从而形成纳米结构。此外，激光诱导的氧化物和缺陷促进了Te中金属离子的迁移，促进导电丝的形成，提供了挥发性忆阻器的开关行为，为下一代纳米器件的发展开辟了道路。

Materials 期刊介绍

主编：Maryam Tabrizian, McGill University, Canada

期刊发表涵盖材料科学与工程研究相关各个领域的最新研究成果，包括但不限于高分子、纳米材料、能源材料、复合材料、碳材料、多孔材料、生物材料、建筑材料、陶瓷、金属等，以及材料物理化学、催化、腐蚀、光电应用、结构分析和表征、建模等研究领域在内的学术文章。

2022 Impact Factor：3.4

2022 CiteScore：5.2 

Time to First Decision：13.9 Days 

Time to Publication：37 Days