机器学习辅助纳米材料设计与制备

摘要:近年来,机器学习技术在纳米材料的结构设计、性能预测和合成优化等方面取得了显著进展,正推动该领域从传统经验驱动向数据驱动范式的转变,为纳米科学的发展带来全新的机遇。本文综述了机器学习在纳米材料设计与制备中的研究模式与最新进展,涵盖了代表性材料体系的研究案例和技术路径。全面介绍了数据获取与特征工程、监督与非监督建模、生成模型及自动化实验等核心技术,展望了未来发展的方向,包括构建标准化数据库、开发物理感知算法以及实现智能实验平台的高效协同,为纳米材料的智能化开发提供方法参考。

光电探测器光学中心高精度自动校准技术

摘要:针对透镜型光子单元探测器(简称光探)存在的光学中心校准精度低、一致性差、劳动强度大以及效率极其低下等问题,提出了一种高精度全自动光学中心校准系统。首先,通过高精度夹持机构与μm 级光学显微镜图像采集系统构建物理调节平台;接着,采用改进归一化匹配算法提取光探的光学中心坐标值,并结合最小二乘滤波与旋转拟合算法获取光探机械定位中心的精确坐标值;最后,通过μm 级差动伺服调节,使光探机械定位中心与光学中心同轴度误差控制在20 μm 以内。对比人工标定结果与系统自标定结果可知,偏差Δx 均值小于等于0.87 μm,Δy 均值小于等于0.76 μm,且Δx和Δy 的标准差分别为1.1 μm 和1.0 μm,这表明所提系统的自标定精度和稳定性较好。此外,所提系统完成单次全流程校准的耗时不超过3 min,相比传统校准工艺(耗时约为25 min),整体校准效率提升约8.3 倍,在校准精度、一致性和校准效率均得到显著提升。

基于三维高斯溅射的机器人手术动态场景三维重建

摘要:针对机器人辅助手术(RAS)场景三维重建过程中面临的软组织非刚性形变、手术器械与组织的交互和遮挡问题,提出一种基于三维高斯溅射(3DGS)的动态手术场景三维重建框架。所提方法构建了无需运动恢复结构(SFM)的联合优化策略,通过循环优化相机参数与高斯基元属性,提升在弱纹理和高动态手术场景下的三维重建保真度与鲁棒性。该框架引入混合交互建模策略来处理手术过程中软组织的拉扯、切割等非刚性形变以及手术器械的刚体运动,结合形变网络和样条曲线驱动的局部连续运动模型,实现对软组织拓扑变化与刚性器械运动的统一建模与动态还原。此外,本文利用渲染过程中的透射率信息,对来自被遮挡视图中的弱监督信号进行概率化过滤,从而实现对器械边界的锐利重建和对遮挡组织的恢复。为全面评估方法的性能,在公共数据集及临床机器人辅助手术数据集上,将所提方法与现有先进方法进行了定量与定性对比。在公开的EndoNeRF 数据集上,本方法在重建质量(PSNR)和感知相似度(LPIPS)指标上均优于现有方法。在三个临床手术数据集上,平均重建PSNR 达到34.35 dB,在分割任务上,平均交并比(mIoU)达到96.51%。实验结果表明,本文方法在软组织形变重建及手术器械分割方面表现优异,为实现更可靠的术中导航和手术模拟提供了技术支持。

基于过渡金属的电解海水制氢催化剂研究进展

摘要:电解海水制氢技术以丰富的海水资源为原料生产绿氢,既能有效解决海上可再生能源的就地消纳问题,又可节约宝贵的淡水资源,是实现碳达峰、碳中和目标的重要技术途径。然而,海水中复杂的离子成分会引发阳极竞争反应、电极腐蚀失活以及活性位点堵塞等问题,严重制约了电解效率和电解槽使用寿命。因此,开发具有高催化活性、高选择性和高稳定性的过渡金属基电解海水催化剂成为该技术产业化应用的关键。本文首先阐述了电解海水的基本原理,深入分析了海水中杂质离子对催化剂性能的影响机制。随后系统总结了构建高性能电解海水催化剂的有效设计策略,包括提高催化活性、增强选择性和改善稳定性的方法;接着详细综述了Ni、Co、Fe、Mo 等过渡金属基电解海水催化剂的最新研究成果,分析了不同催化剂的结构–性能关系,总结了用于电解海水的制氢装备。最后对该领域的发展现状进行了总结,并对未来研究方向进行了展望。

迈向绿氢时代:中国氢能产业系统诊断与政策重构

摘要:2025年以来,中国氢能产业遭遇项目退潮、示范不及预期等阶段性困难,折射出能源转型的多维复杂性,亟需深入剖析问题根源,明确发展路径。为此,梳理中国氢能产业发展现状,构建了“能源安全- 产业迭代”双轮驱动分析框架,基于国际典型政策、国内产业数据、成本模型及560 余项政策文本的量化分析,从技术、资本、政策三个维度剖析产业面临的核心约束,并提出系统性优化路径。研究结果表明:①中国发展氢能的核心目标在于保障国家能源安全、推动能源体系低碳转型,尽管产业整体已跻身全球第一梯队,但尚未完成从示范应用向商业化规模化发展的关键跨越;②现行氢能政策体系虽覆盖面广、供给充足,但存在政策碎片化、不同层级间协同性不足等突出问题,难以形成有效合力,制约了氢能产业化规模化发展;③氢能产业面临的发展困境可归结为技术经济瓶颈与制度性障碍两大维度,商业链无法在综合挑战下实现闭环。结论认为,中国氢能产业发展需要完善顶层设计,破解体制障碍;创新政策工具,驱动商业循环;促进区域协同,优化产业生态,加速将中国的可再生能源优势与市场优势转化为氢能产业的核心竞争力和全球领导力。

电缆铠装钢丝用超高强钢组织演变

摘要:研究了电缆铠装钢丝用超高强钢盘条和拉拔钢丝的组织演变和相应的硬度变化。结果显示,盘条组织为片状珠光体,铁素体和渗碳体界面清晰可见,平均片层间距为70nm,硬度为324HV。拉拔变形后,钢丝组织变化显著,为与拉拔轴向平行的纤维状组织,铁素体和渗碳体界面模糊,珠光体平均片层间距减小至36nm。钢丝横截面、纵截面显微硬度均明显增加,增加量约为164HV。

长链支化聚丙烯(LCBPP)制备技术及表征方法研究进展

摘要:长链支化聚丙烯(LCBPP)相比线型聚丙烯(PP)有更高的熔体强度,更好的热稳定性,加工温度范围更宽,具有更广泛的应用场景. 本文首先总结了LCBPP 的制备方法(外加大分子单体法、直接共聚法、射线辐照法、交联制备法和熔融反应加工法),介绍了不同制备方法的主要优缺点;其次,简述了用于测试LCBPP结构与性能的表征方法. 最后,对LCBPP未来的研究方向进行了展望.

智能电磁屏蔽材料的制备及应用

摘要:电磁屏蔽材料可以保护人体免受电磁波危害,保证电子设备正常工作。传统电磁屏蔽材料的电磁屏蔽性能受到其固定的结构、尺寸限制,难以根据外部环境变化进行动态调控,开发智能电磁屏蔽材料是解决这一问题的手段之一。智能电磁屏蔽材料可以对外界不同的刺激进行响应,从而改变自身屏蔽性能,进而更好地适应不同的使用环境。本文针对智能电磁屏蔽材料的研究工作进行综述,首先简要阐述了智能电磁屏蔽机制,包括应力响应机制、温度响应机制、湿度响应机制、化学刺激响应机制和其他响应机制(电响应机制、交叉角响应机制),其次总结分析了不同智能电磁屏蔽材料的制备方法和应用性能,最后就智能电磁屏蔽材料在响应时间、响应灵敏度、响应机制和屏蔽效能等方面的发展进行了展望。