Organic-inorganic hybrid perovskite, [CH3NH3]PbI3, holds a great potential for next-generation solar devices. However, whether the ferroelectricity exists in [CH3NH3]PbI3 and results in the ultrahigh performance is not at present clear. Beyond that, no hybrid lead iodide perovskite ferroelectric has yet been found. Here, using precise molecular modifications, we successfully designed a room-temperature hybrid perovskite ferroelectric, [(CH3)3NCH2I]PbI3. Because of the high-symmetry and nearly spherical shape of [(CH3)4N]+ cation, [(CH3)4N]PbI3 crystallizes in a centrosymmetric space group P63/ m at room temperature and undergoes a structural phase transition at 184 K. Accompanied by the introduction of halogen atoms on the cation from F to I, the phase transition temperature gradually increases to 312 K and the space group transforms into a polar C2 at room temperature. The strongest halogen bond energy of [(CH3)3NCH2I]-I and the largest volume of [(CH3)3NCH2I]+ among these compounds might be possible reasons for the stabilization of ordered [(CH3)3NCH2I]+ cation array and further reservation of its ferroelectricity at relatively high temperature. This work provides an efficient molecular design strategy toward the targeted harvest of room-temperature organic-inorganic perovskite ferroelectrics, and should inspire further exploration of the interplay between structure and ferroelectricity. The discovery of lead iodide perovskite ferroelectric also offers a foothold to the possibility for the existence of ferroelectricity in [CH3NH3]PbI3.

Optimizing the scanning strategy is considered as an effective approach to address the challenges of laser powder bed fusion(LPBF). However, the impact of the scanning strategy on lightweight Al-Li alloys remains unclear. In this study, various scanning strategies LPBF were employed to process 2195 Al-Li alloy specimens, and a systematic investigation was conducted on the effects of the laser path on the defects, microstructure, and mechanical properties of 2195 Al-Li alloy. The results revealed that the specimens processed with the linear strategy exhibited the lowest gas pores and crack density, achieving a densification rate of 98.6 %. Furthermore, adjusting the scanning strategy led to changes in grain morphology among specimens; those processed with linear scanning demonstrated smaller average grain size (19.7 μm), a lower percentage of high-angle grain boundaries (HAGBs) (57.4 %), and a higher texture index compared to other strategies tested. When employing linear strategy for processing, tensile performance reached 315.03 MPa with 5.03 % elongation due to concise thermal history and fast cooling conditions associated with this particular scanning method. This study provides valuable insights into optimizing scanning strategies for LPBF 2195 Al-Li alloy.

As lithium metal resource supply and demand stabilize and prices decrease, the efficient recovery of valuable metals other than lithium from spent lithium-ion batteries is receiving increasing attention. Currently, challenges remain in the selective lithium recovery efficiency and the high cost of regenerating valuable metal slag after lithium extraction, particularly for spent ternary cathode materials. To address these challenges, this study introduces a closed-loop recovery process for spent ternary cathode materials, employing sulfur-assisted roasting to achieve efficient lithium extraction and high-value direct regeneration of ternary leaching residues. At moderate temperatures (500 ℃), LiNixCoyMn1-x-yO2 (NCM) materials undergo a directional transformation of lithium to Li2SO4 in synergy with sulfur and oxygen, achieving a lithium leaching extraction rate of 98.91%. Additionally, the relatively mild reaction conditions preserve the secondary spherical morphology and uniform distribution of NiCoMn-based oxide residue without introducing adverse impurities, ensuring the successful regeneration of high-value NCM cathode materials (R-NCM). The R-NCM material exhibits good discharge capacity (144.3 mA·h/g at 1 C) and relatively stable cycling performance, with a capacity retention rate of 80% after 150 cycles. This work provides a viable pathway for the efficient and environmental-friendly pyrometallurgical closed-loop recovery of spent lithium-ion batteries. The growing stream of spent LIBs would impose an enormous threat to both the natural environment and human health, owing to the presence of hazardous constituents such as heavy metals and organic compounds. Effective recycling can curb environmental and safety concerns, while simultaneously discovering opportunities for resource utilization. We propose an innovative closed-loop recycling strategy focusing on circumventing the dissolution and precipitation steps of valuable metal slag post-lithium extraction, facilitating its direct synthesis into cathode materials. This method allows for sustainable regeneration of spent LIBs through a simpler and more efficient process, resulting in lower negative environmental impact and higher economic profits.

The 7xxx (Al-Zn-Mg-Cu) alloys were extensively utilised in aerospace and rail transit due to their low density, high strength, and excellent processability. Nevertheless, an increase in strength inevitably comes at the expense of ductility, and vice versa, which was known as the “strength-ductility trade-off” dilemma. Extensive research had been conducted to address this issue, accumulating a large amount of experimental and computational data. However, the conventional approach of trial-and-error largely relied on the empirical knowledge of researchers. If the expected results are not obtained, the experiment will need to be repeated constantly. The emergence of machine learning (ML) as a new paradigm had introduced novel data analysis tools for basic scientific research. Numerous studies had demonstrated the feasibility and reliability of ML methods. Consequently, this paper adopted ML methods to investigate this dilemma of Al-Zn-Mg-Cu alloys. A multi-algorithm integrated model was employed to accelerate the screening of the target mechanical properties. Four high-strength and high-ductility alloys were designed using the desired target properties as inputs. The alloys designed by the ML methods were experimentally prepared. Additionally, the effects of extrusion and rolling processes on the alloy’s properties were compared. Notably, the E4 alloy exhibited an ultimate tensile strength (UTS) of 709 ± 4 MPa and an elongation (EL) of 16% ± 1%, which represents a significant enhancement in comprehensive performance. This study provides a reference for resolving the “strength-ductility trade-off” dilemma, and contributes to the development of more competitive aluminium alloy materials.

Boronizing treatment has been considered as a promising strategy to enhance the surface hardness, self-lubrication and wear resistance of high entropy alloy (HEA), endowing the advancements of HEA in engineering applications. However, the anti-friction, anti-wear and corrosion resistance properties of the boronized HEA in sulfuric acid and seawater environments remain unclear. Here, the self-lubrication and corrosion resistance of the boronized CoCrFeNiMn HEA in these corrosive media were studied to assess the applicable environments. Firstly, a boronized layer with thickness of approximately 25 μm on the CoCrFeNiMn HEA surface was fabricated using the powder-pack boronizing treatment. Tribological assessments demonstrated exceptional self-lubricating properties of boronized HEA in various liquid conditions, with over 30 % reduced friction coefficients and over 80 % decreased wear rates. XPS analysis confirmed the formation of a boron-containing tribofilm, enhancing self-lubrication and reducing friction and wear in liquid environments. However, electrochemical tests indicated that the corrosion resistance of the boronized HEA was significantly affected by the liquid medium. The impedance value (|Z|) of boronized HEA decreased to 4.6 % of that of the original HEA in 3.5 wt% NaCl solution, revealing poor corrosion resistance. Conversely, an enhancement of corrosion resistance was observed in 0.05 M H2SO4 solutions with the increase of the |Z| value by 8 times. Therefore, for applications requiring service safety, boronizing HEAs are more suitable for acidic environments, but not in seawater environments, offering valuable insights for the industrial application of CoCrFeNiMn HEA in reducing friction and wear.

Aiming at the problem that it is difficult to build model and identify the vulnerable equipment for aviation armament System-of-Systems (SoS) due to complex equipment interaction relationships and high confrontation, the interdependent network theory is introduced to solve it. Firstly, a two-layer heterogeneous interdependent network model for aviation armament SoS is proposed, which reflects the information interaction, functional dependency and inter-network dependence effectively. Secondly, using the attack cost to describe the confrontation process and taking the comprehensive impact on kill chains as the entry point, the node importance index and the attack cost measurement method are constructed. Thirdly, the identification of vulnerable nodes is transformed into the optimization problem of node combinatorial selection, and the vulnerable node identification method based on tabu search is proposed. Based on vulnerable nodes, a robustness enhancement strategy for aviation armament SoS network is presented. Finally, the above methods are used to an aerial confrontation SoS, and the results verify the rationality and effectiveness of the proposed methods.