高强度、高透明的生物基水性聚氨酯的结构设计与性能

摘要:聚氨酯涂料被广泛用作各种基材的保护层和装饰层. 然而,大量使用溶剂型涂料会造成环境污染. 水性聚氨酯涂料具有低毒性和低挥发性有机物排放的特点,是一种环保型涂料,但制造水性聚氨酯的主要原材料来自不可持续的石油资源. 本研究利用生物基聚三亚甲基醚二醇(PO3G)通过预聚体法合成了一系列生物基含量在60%左右的生物基水性聚氨酯(WPU),对WPU的结构和性能进行了系统表征. 结果表明,随着亲水扩链剂含量的提高,乳液的粒径和样品的断裂伸长率降低,乳液的Zeta 电位绝对值和黏度,胶膜微相分离程度,拉伸强度和杨氏模量提高,其中WPU-7样品的拉伸强度和杨氏模量分别达到55.2和77.1 MPa,韧性为97.18 MJ·m-3,所有样品在可见光波长范围内透光率均超过89%,此材料有望应用于显微镜镜片等领域的保护和装饰. 这项研究为设计具有优异性能的生物基WPU提供了新思路,从而减少对石化资源的依赖.

高熵合金纳米颗粒研究进展

摘要:当高熵合金细化至纳米尺度时, 其独特的结构与纳米尺寸效应间的相互作用将赋予材料优异的功能特性.然而, 由于异种元素间普遍存在的混合焓差异, 将多种非混相金属稳定结合并细化至纳米尺度具有极大的理论和技术挑战. 因此, 本文主要综述了近年来高熵合金纳米颗粒的研究进展, 首先系统总结了高熵合金纳米颗粒的制备方法、合成条件以及进一步提升合金体系固溶组元数量的策略, 随后从高熵合金纳米颗粒所具备的结构稳定性、氧化还原行为及异常尺寸效应等独特性质出发, 对其在催化、电磁、光热、气敏和储能等领域的应用及性能机理进行了详细的分析和讨论. 最后, 总结展望了高熵合金纳米颗粒未来面临的挑战和发展方向.

管梁截面形状与尺寸的协同优化研究

摘要:管梁截面优化是汽车轻量化和性能设计的关键因素之一,管梁截面形状与尺寸的协同优化方法是底盘零部件设计的重要工作。本文提出了一种将形状和尺寸两种不同属性变量进行耦合的双超椭圆方程,并利用双超椭圆方程构建了任意曲边截面。针对任意曲边截面的优化,建立了截面自适应优化模型及多截面连续优化算法,该优化方法可自动进行形状优化、尺寸优化和形状等/变尺寸协同优化。对优化方案进行有限元分析显示,采用任意曲边截面优化得出的梁结构,梁横截面具有周向轮廓和厚度均匀过渡等优势,有效地减小了截面应力集中,提高了材料利用率,也为汽车机械零部件轻量化提供有效参考。

宇航用抗辐射光收发器件的技术特性与标准研究

摘要:宇航用抗辐射光收发模块可实现宇航应用环境下的高速多路并行电光转换传输功能,并实现高速信号的光传输,解决星载数据传输的瓶颈,从传输架构上降低了系统重量,提升了传输带宽,具有里程碑式的意义。本文详细分析了其工作原理、结构组成和相关特性,结合具体应用环境,对某抗辐照12路并行光收发模块的功能性能、质量可靠性和环境适应性进行分析,并基于产品定义和用户需求,正向设计了标准的指标体系和考核要求,为新型光模块产品的标准制定提供指导。

全球光芯片领域发展态势分析

摘要:光芯片是未来新一代信息产业的基础设施和核心支撑。本文聚焦光芯片领域,采用“方向—定位—路径”的分析思路,通过产业环境、产业现状、专利态势和布局分析,厘清光芯片研发与产业化发展基础和条件,基于调研和专家咨询,把握未来技术和产业化前瞻性布局,找准未来发展方向。在此基础上,本文剖析我国光芯片发展存在的机遇及可能面临的风险挑战,提出相应的知识产权发展建议:1)梯次布局谋划未来产业发展,在高速率光芯片、车用激光雷达芯片、硅光电子芯片和VCSEL激光器芯片等当前热门应用领域强链、补链,突破关键技术,在光计算、光量子等未来前瞻性应用领域突破技术瓶颈,积极引导产业布局;2)构建覆盖创新全链条全周期的光芯片产业知识产权服务平台;3)加强光芯片领域海外专利布局;4)引导光芯片创新主体构建多维度知识产权保护策略。

水系锌离子电池电解液的溶剂化结构调控策略

摘要:水系锌离子电池(AZIBs)具有成本低、安全性高和金属锌资源丰富等特点, 近年来受到学术界和工业界的广泛重视. 但是, AZIBs在循环过程中不可避免地存在枝晶生长、析氢反应和腐蚀问题. 作为AZIBs的重要组成部分, 电解液结构的优化对于增强AZIBs的性能至关重要. 本文系统地分析了AZIBs的电解液结构模型, 将电解液结构分为溶剂化结构、氢键网络和电解液/锌阳极界面三部分, 并且主要针对电解液中的溶剂化结构, 从电解液浓度调控、添加剂工程和固态化设计等方面总结了电解液溶剂化结构调控策略. 本文为今后进一步研究和提升AZIBs的综合性能提供了方向性指引.

疏水型催化剂在有机合成反应中的应用

摘要:在许多反应中通常不可避免地产生水或需要水, 水在反应中起着溶剂、反应物、副产物、催化剂或质子转移剂的作用, 在多相催化体系中可作为溶剂改善底物的亲水性, 进而促进反应的进行, 但在催化合成领域普遍认为水分子是一种破坏性因素, 会破坏金属活性位点, 导致催化剂性能下降甚至失活. 传统金属催化剂大多具有“水不稳定性”,因此疏水催化剂或疏水微环境的构建及性能探究成为了研究热点. 以疏水催化剂为核心, 详细总结了以Pt、Pd、Fe、Co、Cu、Au、Ti、Rh 等金属为活性位点设计并制备疏水催化剂的研究进展, 对疏水催化剂在氧化、还原、偶联及CO2转化等有机反应中的应用进行了归纳和分析, 阐释了针对特定反应体系构建具有适宜“亲疏水效应”催化剂, 并实现目标分子高效合成面临的挑战, 并对该领域未来的发展趋势进行了展望.