传统光栅制备技术及非晶合金光栅制备研究进展

摘要:随着科技的飞速发展,越来越多的科学研究聚焦于微型领域,设计和制造的产品尺寸也越来越小,甚至达到了微纳米尺度。当物体的尺寸达到微纳米级别后,其光学性能会发生明显改变,对光的吸收和传输等特性都会产生极大的影响。光栅作为微纳元件的一种,有许多优异的特性,如分束、偏振、色散、相位等,是重要的光学器件。因此,被广泛应用于光通信技术、激光器、诊断测量等众多领域。伴随着科学技术的发展,人类对光栅的要求也不断的提高。基于此,研究学者们对光栅的加工工艺及其所用材料展开了一系列研究。介绍了光栅的定义、分类以及应用等,综述了传统光栅的制备技术和利用非晶合金制备光栅的研究现状及尚未解决的科学问题,并对非晶合金光栅未来的发展机遇与挑战进行了展望。为非晶合金在微机电系统领域的应用提供了理论基础,对推动非晶合金这一新型材料的工程化应用有重要的理论和实际意义。

碳骨架基三维金属锂负极研究进展及未来应用展望

摘要: 金属锂具有超高的理论比容量(3860 mAh·g−1)、 较低的还原电位(-3.04 V, 相对标准氢电极)和较低密度(0.534 g·cm−3), 被认为是有发展前景的下一代电池负极材料。使用金属锂取代传统的石墨负极可大幅提升电池的能量密度。然而, 锂枝晶生长、 库仑效率低、 巨大体积膨胀等问题严重制约了金属锂负极的实际应用。采用具有大比表面积、 多孔结构、 质量轻的三维碳骨架稳定金属锂被认为是优化金属锂负极并推动其实际应用的最有效策略之一。为了实现碳基骨架与金属锂的有效复合, 引入诱导金属锂均匀形核和生长的亲锂位点是必不可少的, 亲锂位点也是推动碳骨架基三维金属锂负极大电流和大容量条件下应用的必要条件。从碳骨架结构以及亲锂位点种类、 作用方面, 总结了碳骨架三维金属锂负极的改性策略及研究进展, 讨论了碳骨架基三维金属锂负极在实际应用中的挑战, 并对未来发展及应用进行了展望。

系泊连接装置发展现状及其在漂浮式风电中的应用

摘要:连接装置是海洋浮体系泊系统的重要组成部分,用于不同系泊组件之间以及系泊系统与浮体的连接。近几年,漂浮式风电发展迅猛,全球报道了多个示范项目,成规模的风场建设已见规划。要实现商业化,就必须进一步控制项目成本,而系泊系统作为漂浮式风电的重要组成部分,驱需通过技术创新实现降本增效。在海工行业,各种系泊连接装置已经过多年应用和验证,在系泊连接、安装、维护、更换等方面相对成熟。针对漂浮式风电应用场景,开展系泊系统优化设计,优化配置各种系泊连接装置,并在此基础上开发新的连接组件,进而提升漂浮式风电的系泊设计、制造和安装能力,从而实现风电成本有效控制。

铬污染场地强化微生物修复技术研究进展

摘要:铬是一种具有致癌性、致畸性的有毒金属元素,铬矿冶炼、镀铬和皮革制造等人类活动使大量铬释放到环境中, 造成严重的环境污染,引起各国学者的广泛关注。首先对国内外铬污染的现状和铬在土壤、水和大气环境中分布特征进行了介绍;归纳了pH、氧化还原电位、氧化物/氢氧化物、有机质和微生物影响下铬在土壤中的迁移转化规律;总结了微生物修复主要依靠生物吸附、生物累积和生物转化,通过细菌和真菌等微生物吸附和还原Cr(Ⅵ);在此基础上归纳了矿物材料、固定材料和刺激剂在强化微生物修复方面的研究进展。目前常用的铬修复微生物是假单胞菌属、芽孢杆菌属和希瓦氏菌属等细菌及霉菌和酵母菌等真菌。铁基材料和碳基材料通过促进微生物的胞外电子传递过程加速Cr(Ⅵ)的还原;膨润土、生物炭等材料通过为微生物提供合适的生存空间;海藻糖等刺激剂通过改善土壤环境,促进微生物生长,强化微生物修复能力。强化微生物修复技术能够增强Cr(Ⅵ)还原效率,适应恶劣土壤环境,已逐渐成为目前研究的重点。

超高温高压完井组块密封的研制

摘要:组块密封作为完井工程中的保持井筒完整性、实现井下资源分层开采的重要工具,其工作的可靠性与稳定性不言而喻。在超高温高压油气田中,对于组块密封的耐温性、耐压性要求更高,该方面研究在国内少有涉及。本文通过新型耐高温气密材料的开发、组块密封结构设计,结合结构仿真与试验,研制形成多个尺寸系列耐温204℃、耐压10 000psi的完井组块密封工具,为我国超高温高压油气田开发提供了国产化工具支持。

稀土掺杂单色上转换发光纳米晶材料研究进展

摘要:稀土掺杂单色上转换发光纳米晶材料具有色纯度高、不易受其他信号串扰的特点,在生物检测和荧光编码领域展现独特的优势。本文主要对实现稀土纳米晶单色发光的途径以及稀土红、绿、蓝单色上转换发光纳米晶研究现状进行了较系统总结,主要包括:引人其他离子改变能量传递方式、选择合适的基质、包覆惰性壳层、引人第三种材料作为配体吸收杂峰发光。最后,对稀土单色上转换发光材料未来可能的研究和发展方向做了展望。

稀土电催化剂研究进展

摘要:稀土金属为电子结构相似、化学性质相近的17种化学元素,其中镧系元素有独特的4f电子层排列方式,具有丰富的电子能级和氧化价态,能与配体形成多种配位结构,在催化领域受到广泛关注,展现出巨大的应用潜力。本文整理了近年来稀土材料在电催化反应中的应用实例,包括水分解(Overallwatersplitting)、析氢反应(HER)、析氧反应(OER)、氧还原反应(ORR)、二氧化碳还原反应(CO2RR)和氮还原反应(NRR)。系统介绍了稀土催化剂在不同电催化体系中的设计特点,并讨论了提高和改进稀土电催化剂活性、稳定性方面的一般设计思路。最后,对稀土电催化剂的未来发展进行了总结和展望。