电卡制冷技术:器件发展现状与高熵铁电材料前瞻

摘要:电卡制冷技术是一种基于电场调控的固态制冷技术,该技术利用电卡材料在电场作用下产生的温度变化来实现制冷效果。该技术因无直接碳排放、高效率等优点,在全球变暖和碳减排目标的背景下,受到广泛关注。自2006 年巨电卡效应发现以来,电卡制冷技术经历了快速发展,尤其是在电卡材料和器件的改进方面取得了显著进展。从电卡制冷器件研究、电卡聚合物纳米复合材料和电卡材料高熵优化方面展开分析与讨论。介绍了电卡效应的基本原理和当前主动回热式电卡制冷器件的研究进展,总结了电卡聚合物纳米复合材料的研究进展以及高熵优化策略和界面极化增强策略,展望了电卡制冷技术在工质和系统领域的未来研究方向。

新型电化学传感器在生物分子检测中的研究进展

摘要:随着“提高全民健康素养”的号召深入人心,自主健康监测的需求也逐渐扩大,代谢物分析在健康管理过程中占据不可替代的重要作用。与质谱法、色谱法和光谱法等传统分析技术相比,电化学传感器因其选择性强、灵敏度高和检测范围宽,在生物医学、环境科学、材料科学等领域均显示出巨大的应用潜力。目前,科研工作者已经开发出多种面向生物代谢物检测的电化学传感器,用于确定离体体液中疾病标志物的水平或进行在体实时动态监测。以生物分子检测为切入点,综述了便携式、植入式和可穿戴式新型电化学传感器在疾病相关代谢物分析中的应用进展,并对这些传感装置进行总结和比较,以期为生物传感器的创新及临床应用拓展提供参考。

高熵氧化物纳米材料在电化学储能领域的研究进展

摘要:高熵氧化物是由多种金属或非金属氧化物以等或近等比例固溶形成的单一结构氧化物,在电化学储能领域有着广泛的应用前景。本论文介绍了高熵氧化物现有优点(鸡尾酒效应、高熵效应、晶格畸变效应等)和合成方法,其主要包括高温固相反应法、热解法、共沉淀法、溶液燃烧合成法、水热合成法,以及基于其优异性能在催化制氢、超级电容器、锂电池等电化学储能领域的应用,综述了高熵氧化物在电化学储能领域的研究进展。

在役型钢再生混凝土组合结构损伤智能监测系统关键技术研究

摘要:再生粗骨料由于其自身的局限性对型钢再生混凝土组合结构的长期使用性能存在一定的影响,对在役型钢再生混凝土组合结构的长期性能需进一步探究。基于此,本文在计算机视觉技术的基础上建立型钢再生混凝土组合结构外观损伤(裂缝)识别模型,将超声检测技术与深度学习方法相结合建立在役组合结构内部损伤变化和损伤位置监测,并基于BIM 平台构建型钢再生混凝土组合结构长期使用过程结构损伤智能监测系统。该研究为型钢再生混凝土组合结构长期使用性能的监测与预测提供了新方法。

面向AI时代的纤维增强树脂基复合材料工艺仿真

摘要:纤维增强树脂基复合材料制造工艺是保证其产品结构效率和应用可靠性的关键,通过计算机进行工艺仿真是提高复合材料制造质量与降低制造成本的重要手段。传统工艺仿真依赖于制造过程中的物理化学机理,通过有限元/有限体积等数值计算方法,以及计算机图形学等辅助设计方法来求解相关机理模型的数学方程,目前已在增强体/预浸料的铺覆、树脂的渗透流动、热固性树脂的固化行为、热传导与热交换、非线性力学及残余应力与固化变形预测等方面得到广泛应用。近年来,人工智能(AI)的迅猛发展,其技术基础机器学习(ML)与人工神经网络(ANN)相结合,已用于增强体铺覆、液体成型工艺和热压罐工艺领域,主要目的是数据挖掘和建立降阶模型。前者可以建立工艺条件与制件固化质量、力学性能等之间的关系,后者则可以提高工艺仿真的计算效率。然而受限于纤维增强树脂基复合材料制造过程复杂、不可测、成本高的特点,在AI 时代的起点,仅依赖实验获得的数据量难以满足ML 的要求,同时数据驱动AI 还面临模型代表性、普适性、可解释性不确定的问题。因此,基于物理化学机理的传统工艺仿真可为数据驱动ML 仿真提供大量可靠数据,进而通过AI 建立更多描述复合材料工艺的定量模型,扩展工艺仿真可计算的过程;同时,通过AI 技术提高计算效率后,满足实时性要求的工艺仿真可进化为制造过程的数字孪生(DT),从而可为复合材料降低成本、提高全寿命周期管理的科学性提供新的技术支撑。

学科交叉视角下的光纤激光:回顾与展望

摘 要:光纤激光是20 世纪以来国内的研究热点。国防科技大学在光纤激光方向的研究始于“十一五”期间,至今已有约15 年的历程,取得了一系列同行认可的研究成果。文中从学科交叉视角,梳理学校光纤激光学科方向与电子、材料、控制、智能、纳米等学科方向交叉取得的若干重要突破.。关键词:光学工程; 学科交叉; 光纤激光; 相干合成; 脉冲激光

新型热电材料Y2Te3热电性能应变调控研究

摘要:具有低晶格热导率的稀土硫族化合物Y2Te3 是一种非常有前途的新型热电材料,施加应变是调控热电材料热电性能的有效手段。n 型Y2Te3 具有非常优异的热电性能,通过施加应变可以有效调控Y2Te3 材料的热电性能,n 型Y2Te3 具有作为热电材料的巨大潜力。关键词:热电材料;应变;热电性能;Y2Te3 ;硫族化合物;第一性原理

荧光导航冷冻聚焦离子束减薄技术的研究进展

摘要:细胞超微结构的原位解析是当前的一个研究热点。冷冻电子断层扫描成像技术(cryo-ET)是目前细胞原位结构解析的核心技术。cryo-ET 只能对厚度小于300 nm 的样品进行成像,因此利用cryo-ET 研究细胞超微结构时首先需要对细胞进行减薄。聚焦离子束(FIB)切割是目前冷冻生物样品减薄的主流技术。传统FIB 切割只能在细胞的任意位置上进行“盲切”,无法对细胞内部特定研究目标进行定点切割。光电融合成像技术(CLEM)恰可解决这一问题。CLEM 利用荧光成像技术识别并定位研究目标,通过光电图像的关联匹配,可在FIB 图像中确定荧光目标的位置,进而指导FIB 的定点减薄。针对荧光导航cryo-FIB 减薄的相关技术方法、仪器设备和工作流程进行了梳理,分析对比了主流方案的优缺点,旨在帮助研究者选择出合适的荧光导航FIB 减薄方案,并对该技术的未来发展方向进行了展望。

细胞间通信预测方法研究进展

摘要 基于配体−受体(L-R) 互作的细胞间通信是细胞相互协同完成复杂生命活动的重要方式。随着单细胞测序技术的快速发展,在单细胞水平上系统地解析细胞间通信网络及功能迅速成为细胞生物学研究的热点。该文简要阐述了细胞间通信的基本生物学过程;并系统比较了目前较具代表性的细胞间通信预测相关数据库、算法以及评测分析研究;最后系统总结了细胞间通信预测方法的发展趋势,并展望了其未来的研究方向。关键词 数据库; 细胞间通信; 配体; 受体; 单细胞测序; 空间转录组

瞬态超高温MEMS石墨烯温度传感器设计

摘 要: 针对炮膛、航空发动机等设备对于超高温瞬态温度测量的需要, 设计了一种量程达3000 ℃ 的瞬态石墨烯温度传感器, 传感器由石墨烯敏感芯片、管帽、管壳三部分组成, 利用管帽传热的同时进行热阻隔。本论文设计的石墨烯MEMS 温度传感器具有量程宽、针对性强、稳定性高等特点, 可为石墨烯传感器应用于超高温瞬态测量领域提供可行性方案。关键词: 瞬态超高温; 石墨烯; 热阻效应; 外推法; 温度传感器