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低功率受激辐射损耗超分辨显微成像技术研究进展及展望

低功率受激辐射损耗超分辨显微成像技术研究进展及展望

摘要：受激辐射损耗（STED）是一种功能强大的远场超分辨显微成像技术，已被广泛用于细胞和组织切片等生物样品的超分辨成像。通过增加损耗激光的功率可以显著提高STED 超分辨成像的空间分辨率和成像深度，然而，过高的激光功率会引起严重的光漂白及光毒性。因此，如何在保证成像质量的同时有效降低STED 超分辨成像所需的损耗激光强度，是目前STED 技术在生物成像领域面临的关键挑战。本文从STED 成像的基本原理出发，分别从STED 探针、单分子定位、图像处理和时间分辨探测等4 个方面探讨了实现低功率STED 超分辨成像的策略。针对以上4 种策略及其优缺点的深入分析，为STED 技术在生物学领域的应用提供了有价值的参考和指导。
医疗 2024年12月26日
激光增材制造在航天领域的实践与展望

激光增材制造在航天领域的实践与展望

摘要：航天装备大型化、精密化、高性能化的发展趋势使传统加工工艺在航天构件制造方面面临挑战，具有复杂结构一体化成形、高精度成形特性的激光增材制造技术为航天构件的高质量生产提供了新途径。航天领域对极限制造和柔性制造的需求日益增长，激光增材制造的工艺、设备、产线正面临严峻考验。从航天构件典型结构特点入手，阐述了激光增材制造工艺在航天构件高质量制造方面取得的进展。进一步，以航天构件发展需求为导向，介绍了激光选区熔化成形装备和激光熔化沉积装备在航天领域中的发展现状及设计方向。同时，针对航天构件生产中多品种、小批量的特点，探讨了增材制造生产线在提升制造效率、降低成本和提高可靠性方面的最新进展。从激光增材制造工艺、设备和智能生产线三方面入手，系统地介绍并分析了激光增材制造技术在航天领域中的应用现状，并对其发展前景进行了展望，为激光增材制造技术在航天领域中的进一步应用提供了指导，也为该技术在航天制造中的深入发展指明了方向。
航空 2024年12月26日
动力电池壳体连接工艺应力腐蚀断裂问题研究

动力电池壳体连接工艺应力腐蚀断裂问题研究

摘要：高速射钉常用在板材或型材的连接中，可通过一种不可拆卸的静连接将两个或两个以上的元件连接在一起，因而在高压电池壳体生产中被广泛使用，但由于新能源汽车使用环境恶劣，高速射钉断裂的情况时有发生。针对这类现象，对高速射钉进行合理设计，避免其发生断裂尤为重要。文章通过试验探究了不同条件下的高速射钉状态，验证了高速射钉断裂的影响因素，并从微观角度解释了其断裂机理。研究显示，高速射钉断裂由应力腐蚀开裂（SCC）引起，并由3个边界条件共同作用：高硬度钢、腐蚀环境、拉伸应力。综合考虑新能源汽车的使用环境和试验优化结果，合理降低射钉硬度可以有效避免其开裂，为以后的电池包连接工艺发展提供了重要的指导意义。
汽车 2024年12月26日
钙钛矿组分和结构设计及其发光二极管器件性能研究进展

钙钛矿组分和结构设计及其发光二极管器件性能研究进展

摘要：有机-无机杂化钙钛矿发光二极管(LED)的性能在短短几年时间内飞速提升, 近红外光器件的效率已达21.6%,绿光器件效率也达到20.3%, 达到可以和商业化的有机发光二极管媲美的水平; 即使是稍有逊色的稳定性方面也有很大进展, 报道的最长器件半衰期已达到250 h. 器件性能的飞速提升得益于钙钛矿本身优异的光电性质, 而且通过丰富的化学手段可进一步对钙钛矿材料的组分和结构进行调控, 从而优化器件性能. 本综述从组分设计、缺陷钝化和界面修饰的角度出发, 重点分析了组分和结构设计对钙钛矿LED器件效率和稳定性的影响, 最后对钙钛矿发光二极管的未来发展进行展望.
新能源 2024年12月26日
合成生物学赋能：从学科发展到产业转化

合成生物学赋能：从学科发展到产业转化

摘要：合成生物学通过引入工程科学“自下而上”认识生命体系的理念，在生命科学研究中采用“设计—构建—测试—学习”迭代的研究范式，并在基因组和系统生物学的基础上，构建工程化的新生命体系，为生命科学提供了“从创造到理解”的新途径，不仅颠覆了从整体到局部的“格物致知—还原论”的传统研究策略，还开启了理解生命本质的“建物致知”新文化。同时，合成生物学将生物技术由“模拟自然过程”和“遗传工程改造”上升至“定量理性设计”和“标准化构建测试”的高度，推动生物工程和代谢工程朝着对标生命过程的高效率、普适性的工程化“重编程”，甚至是“从头构建”的新高度，以实现“建物致用”的目标。文章梳理了合成生物学近年来在生命科学基础研究中“建物致知”方面的重要进展，列举了其在化工、医药、食品、环境等应用领域中“建物致用”的具体案例，展现了合成生物学对人类社会全面发展正在发挥的重大影响，强调了为确保合成生物学的健康、快速发展，构建会聚生态系统与治理体系的重要性。
新材料 2024年12月26日
船用金属氢化物储氢技术研究综述

船用金属氢化物储氢技术研究综述

摘要: 金属氢化物储氢是一种基于化学吸收原理的氢气储存方法，具有高体积储氢密度和高安全性的特点，在船舶储氢领域的应用潜力备受关注。在此背景下，对于金属氢化物储氢技术在船舶上的应用，有着材料性能、反应器性能、热管理系统、成本等一系列有待研究的问题。首先，对金属氢化物储氢技术进行归纳，总结梳理金属氢化物的工作原理及材料性能方面的研究进展，并介绍金属氢化物在船舶上的应用情况；然后，结合氢能船舶的应用环境及需求，分析金属氢化物储氢技术在船舶上应用的技术、经济可行性，并以满足氢能船舶对氢气储量和放氢速率要求为目标，介绍船用金属氢化物储氢系统的研究，包括储氢系统性能研究、储氢反应器结构、反应器结构优化、耦合船舶燃料电池的热管理系统和储氢系统设计思路；最后，结合上述研究内容，对船用金属氢化物储氢系统的研究方向进行总结与展望。
船舶 2024年12月25日
硬质合金在井下工具中的应用与关键技术分析

硬质合金在井下工具中的应用与关键技术分析

摘要:硬质合金作为一种常用的高硬度材料,具有良好的耐温性与耐磨性,在井下工具中的应用非常广泛,具有良好的发展前景。文章在阐述当前硬质合金主要类别和研究现状的基础上,调研分析了硬质合金材料在井下工具常见零部件中的应用现状,重点分析了目前钻探行业对硬质合金材料的性能需求,提出了在地球深部高温钻探领域,井下工具所用硬质合金材料的关键技术,为硬质合金材料在钻探行业的应用与发展提供参考。
石化 2024年12月25日
粉末床熔融增材制造工模具钢的研究进展

粉末床熔融增材制造工模具钢的研究进展

摘要： 工模具被誉为“现代工业之母”，其发展水平直接决定了制造业的核心竞争力，在国家重大工程、高端装备和先进武器中的地位不可替代。增材制造技术基于“离散-堆积”原理，以逐点/逐线/逐层堆积方式制造实体零部件，能实现复杂外形或内流道刀具、模具的短流程高效制备，进而提高刀具切削效率、解决模具制品翘曲变形难题，近年来已发展为高端刀具、模具制造的新兴技术之一。粉末床熔融（PBF）是近年来发展较为迅猛的一种金属增材制造工艺，具有材料选择多、成形精度高、成形件力学性能好和对几何形状不敏感等突出优点，可满足极端复杂构件的高质量、高效制造。综述了国内外PBF 成形工模具钢的研究与应用现状。首先介绍了PBF 技术的特点及商用设备的最新发展状况；国产商用PBF 设备已有较大程度的发展，可成形零件尺寸已达米级。其次重点分析了PBF 成形工模具钢的特有优势，以及高速工具钢、热作模具钢及塑料模具钢等3 类工模具钢的工艺窗口与组织、性能特征；在快冷（106~108 K/s）条件下，PBF 成形组织更加细小且有效抑制宏观偏析，优化工艺后PBF 可成形完全致密工模具钢，其热处理后的综合力学性能接近甚至超过标准锻件水平。接着总结了PBF 成形工模具钢在复杂构形刀具、模具方面的工程应用，提出了领域关注方向及进一步的发展趋势。最后总结了该方向的研究进展并对其发展前景和重点发展方向进行了展望。
钢铁 2024年12月25日
不同场景下燃料电池汽车氢泄漏的安全研究

不同场景下燃料电池汽车氢泄漏的安全研究

摘要：处于不同停车场环境的燃料电池汽车产生氢泄漏时，氢气的扩散规律会受不同的环境条件影响。为研究燃料电池汽车在泄漏事故中的氢气泄放特征及停车场环境对其扩散的影响，建立了封闭、半封闭、开放、通风4种环境条件的停车场下燃料电池汽车氢泄漏的计算模型，分析氢气扩散规律以及氢气浓度随时间和空间的变化规律。结果表明，封闭环境下氢气会由于与空气的挤兑而聚集在车辆正上方的停车场顶部，浓度较高且扩散速度慢；半封闭环境的氢气扩散与封闭环境类似，但氢气聚集浓度明显降低；开放环境下氢气主要聚集在汽车周围，向四周稀释速度较快，相比于封闭与半封闭环境氢气浓度始终比较低；通风环境下氢气会顺着风向向下游扩散，主要聚集在车辆背风处。这些结果可以为燃料电池汽车氢泄漏引起的火灾风险提供参考。
汽车 2024年12月25日
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