<正>水泥是国民经济建设不可或缺的支柱性基础原材料。自1985年以来，我国就成为了世界上最大的水泥生产国，巨大的产量在为基础设施建设与城乡高质量发展提供坚实物质保障的同时，也使水泥行业成为碳排放大户和资源消耗重点领域。在国家“双碳”战略深入推进、《固体废物综合治理行动计划》(“固废十条”)正式落地的时代背景下，水泥行业摆脱传统高耗能、高排放发展模式，向绿色低碳、循环经济转型已成为必然。然而与煤电、钢铁等能源消耗型碳排放差异显著，水泥行业碳排放结构具有特殊性，约60%碳排放源于石灰石煅烧分解，除需大幅度提高能效、降低能耗外，更迫切需要加强材料体系自身的创新突破。
<正>为了促进学科繁荣与发展，充分发挥中国硅酸盐学会的学术交流优势，以及《硅酸盐学报》、Journal of Materiomics、《无机材料学报》和npj Computational Materials作为开展学术交流、学术争鸣重要园地的作用，第16届无机非金属材料专题研讨会暨优秀青年学者论坛将于2026年9月4日～6日在上海市举办。本届研讨会由中国硅酸盐学会主办，中国科学院上海硅酸盐研究所、关键陶瓷材料全国重点实验室、功能晶体与器件全国重点实验室等承办。
<正>1.专题介绍混凝土作为支撑中国重大基础设施建设和城乡建设的核心工程材料，其长期服役性能直接关系到工程结构的安全性、可靠性与可持续性。随着我国工程建设向东南沿海、西北盐渍土地区、高寒高原以及复杂工业与海洋环境持续拓展，混凝土耐久性问题已由单一病害作用下的材料劣化，发展为多因素、多病害、多尺度、多过程耦合作用下的系统性挑战。
<正>水泥基材料作为全球应用最广、用量最大的建筑材料，是支撑国家重大基础设施建设的物质基础，其性能直接决定了工程结构的安全性与服役寿命。然而该材料固有的准脆性特征——即高强度与高韧性难以兼顾的矛盾，成为制约其在现代工程中应用的瓶颈。随着现代土木工程向超高、大跨、高抗力、高耐久方向发展，滨海、高原、地震活跃带等极端服役环境及大变形、强动载等极端荷载不断涌现，对水泥基材料的强度、韧性乃至多功能性提出了新的更高要求。部分工程结构不仅要求材料具有足够的承载能力(强度)，更希望在极端荷载作用下能够吸收能量、抵抗裂纹扩展(韧性)，在抗高速冲击、抗震加固等特殊场景中，甚至韧性比强度更为重要，这迫使研究者们从过去单纯追求强度指标转向强度与韧性的协同优化。
全固态锂电池(ASSLB)凭借其优异的安全性和高能量密度，正在成为大规模储能系统和电动汽车应用中的关键技术。固态电解质的研究是推动这一技术发展的核心，尤其是卤化物电解质，因其出色的离子导电性、优异的电化学稳定性及良好的机械性能而受到广泛关注。本文详细概述了卤化物电解质的分类，探讨了其离子传导机制以及合成方法，较为深入地阐述了一些改进策略。最后，展望了未来卤化物电解质材料在全固态锂电池应用中的发展前景，并为后续研究提供了方向性指导。
单一的有机聚合物或无机纳米材料作为提升水泥基材料力学性能的外加剂已被广泛应用，但材料抗折强度与抗压强度之间的负相关性仍是亟待解决的关键问题。本工作采用有机无机杂化的策略，设计并合成了一种基于动态化学键的聚硫辛酸(PTA)微晶纤维杂化功能材料，该材料能够显著改善水泥基材料的综合力学性能。在制备过程中，利用微晶纤维素(MCC)表面丰富的羟基与线性PTA中的羧酸基团发生酯化反应，实现材料的改性，从而构建起包含可逆共价键(S—S键)以及非共价键(氢键、配位键)等多种相互协同作用的动态聚合物杂化网络。将聚硫辛酸纤维杂化材料(MCPTS)掺入水泥净浆中后，可有效优化其微观结构，显著提高其抗折和抗压性能。具体而言，在较低掺量1.0‰(质量分数)的条件下，加入MCPTS-1的水泥净浆在第3、7、28 d的抗折强度分别较基准微晶纤维素(MCC)提高8.56%、25.91%和22.68%，而其抗压强度在7 d和28 d时分别较基准提高11.80%和6.45%。该研究表明，利用PTA纤维杂化材料调控水泥基材料的微观结构，能够在微纳米尺度上实现物相优化，实现水泥基材料抗折强度和抗压强度的协同提升。
钒基磷酸盐复合材料(VPC)凭借其优异的结构稳定性和灵活的电压可调性，成为钠离子电池正极材料的候选者之一。然而，VPC本征电导率低和离子扩散速率慢等固有缺陷导致VPC存在倍率性能和循环稳定性不足的问题。采用简单的溶胶–凝胶辅助固相法，结合类石墨烯纳米片(GNS)协同改性策略，成功制备了一种由高容量Na_3V2(PO4)_2F3(NVPF)和高稳定性Na_3V2(PO4)3(NVP)组成的新型双相VPC(Bis-VPC)。GNS在Bis-VPC颗粒间构建起三维多孔网络结构，有效抑制了颗粒的无序生长与团聚，同时促进了离子与电子的传输；同时，GNS还通过减少合成过程中的氟损失，实现了NVPF与NVP相比例的调控。优化后的Bis-VPC在0.2 C倍率下表现出118.7 mA·h·g–1的可逆容量，在20 C高倍率下循环5000次后仍具有90.4%的容量保持率。上述结果揭示了GNS碳材料在调控VPC正极相组成中的关键作用，为设计兼具高倍率和长寿命钠离子电池正极材料提供了新的研究思路。
利用高倍聚光太阳能替代化石燃料煅烧水泥熟料是实现水泥行业碳减排的关键途径之一。然而，水泥生料与熟料矿物大多为宽带隙材料，对太阳光谱中能量集中的可见光与近红外波段吸收较微弱，严重限制了太阳光光热转换效率。本工作研究了2种不同铁相含量的水泥熟料太阳光烧成规律，通过其原料、生料以及在不同温度下煅烧样品的紫外–可见光吸收测试和X射线衍射(XRD)分析，发现随着生料中Fe_2O3含量的增加，生料的整体光吸收强度显著增加，在熟料矿相中，随着煅烧温度的升高，铁相的光吸收强度也随之增加，在1200℃时，其光吸收率高达83%。熟料的光吸收强度也随煅烧温度增加而增加，在1375℃时，其光吸收率可达到75.6%。更重要的是，利用模拟的高倍聚光太阳炉进行煅烧时，铁相会引发光热耦合效应，使得熟料煅烧矿物形成温度大幅降低。XRD精修和水化量热分析结果显示，与电炉熟料相比，模拟聚光太阳能煅烧的熟料表现出衍射峰宽化特征。表明铁相的光热效应可大幅降低水泥熟料的烧成温度，降低生产能耗，为实现高能效、低碳排放的水泥制造提供新的材料设计策略。
与基于冯·诺依曼架构的传统计算机系统不同，神经形态计算系统具有存算一体的特性，避免了存储与计算单元之间的大量数据交换，提高了计算效率并大幅降低了能耗。二维材料具有原子级厚度、表面无悬挂键和性能可调等优势，是神经形态器件关键材料的有力候选者。本文综述了近年来在二维材料及其神经形态器件与系统方面的研究进展，首先介绍了二维材料的基本特性与制备方法，然后讨论了二维神经形态器件的结构与工作机制，进一步展示了其在存算一体二维神经形态器件与系统、感存算一体智能电子器件与系统以及复杂环境神经形态器件等方面的应用，最后探讨了二维材料和器件应用于神经形态计算面临的机遇与挑战。
再生微粉(Recycled concrete powder,RCP)作为替代原料，可显著降低水泥熟料制备过程的碳排放。RCP中硅质组分的赋存形式与含量差异明显，其对熟料烧成反应路径、矿物形成及动力学行为的影响机制仍有待厘清。鉴于真实RCP组分复杂，本研究聚焦其中硅质组分的两类典型赋存形态[石英与水化硅酸钙(C–S–H)]，通过水热合成的C–S–H逐步替代生料中的SiO2，系统研究了硅质组分赋存状态对熟料烧成过程及动力学的影响。结果表明：石英为硅质组分时，硅酸二钙(C_2S)初步形成阶段可由相界面反应模型较好描述，反应速率为0.43 min–1;C–S–H为硅质来源时，C_2S的可检出形成温度由1000～1100℃降至900℃，且固相反应在主要阶段的动力学更符合Avrami–Erofeev(A2)模型，反应速率提高至7.6 min–1。随C–S–H对石英替代比例的提高，熟料中硅酸三钙(C_3S)的生成量显著增加；同时C_2S晶粒尺寸由87 nm细化至66 nm,C_3S晶粒尺寸也由160 nm减小至121 nm，且矿物发育更充分、形貌更规整。上述变化可归因于烧成过程中C–S–H再结晶行为，生成的C_2S微晶促进固相反应成核、降低硅酸盐矿物的生成温度并加速固相反应过程，为生料中引入RCP后的配料优化与烧成制度设计提供了动力学与矿物学依据。