国产芯片在材料计算模拟中的性能探究
摘要：第一性原理材料计算模拟是化学、物理、材料等科学研究的重要手段，发展国产计算芯片及建设软件生态是提升我国材料计算模拟效率的重要环节之一。文中以极端条件下金刚石的结构优化和电子结构计算为典型算例，探究维也纳从头算模拟软件包（VASP）在国产中央处理器（CPU）和国产图形计算加速卡（GPU）上的计算可靠性及运行效率。关键词：芯片性能探究；材料计算模拟；国产芯片；计算芯片；CPU；GPU；计算平台
石墨炔在光伏领域的研究进展
摘要 石墨炔由拓扑有序的sp 和sp2碳原子构成, 具有丰富的碳化学键、 大的共轭体系及优良的化学稳定性等独特优势, 在催化、 能源存储与转换等领域展现出巨大的应用潜力。关键词 石墨炔； 合成； 太阳能电池； 光电转化效率
同步辐射技术在生物成像分析中的应用
摘要：生物学的发展对传统的研究方法提出了挑战,其深入研究依赖于方法学的发展. 同步辐射光源具有高亮度、高准直、宽频谱等性质,在从细胞到生物体的多尺度生物学研究中具有独特的优势。本文结合本实验室以及国内外的研究工作, 详细介绍了同步辐射相关技术包括X射线显微CT成像(Micro-CT)、纳米CT全场成像(TXM)、扫描透射软X射线显微成像(STXM)、X射线荧光成像(XRF)等在纳米-生物界面、细胞功能以及脑成像分析等方面的最新进展。
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。
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。
激光制备纳米材料及在新能源催化领域应用
摘要：【目的】探讨激光与物质相互作用机制，优化激光合成纳米材料策略。【 研究现状】综述激光制备纳米材料方法、原理及其在新能源领域的应用；凝练激光固相合成原理，总结激光合成碳材料、碳化物、氧化物、合金及高熵合金等的研究现状，研究激光合成技术在光热催化和电催化领域的技术优势和应用潜力。 【结论与展望】激光合成作为新兴技术，通过优化激光合成策略，可提高纳米材料结构可控性，提升纳米材料的性能。
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。
量子点阵列几何构型对电子跃迁输运的调控
摘要：硅基纳米结构中杂质原子量子点阵列因其在量子计算、量子模拟等领域的巨大应用潜力而备受关注. 基于线形、环形和网状等不同几何结构排列的量子点阵列因拓扑特性的差异以及长程库仑相互作用的影响, 展现出各异的电子输运特性. 同时, 通过调控电子隧穿和波函数相位相干性, 可以深刻影响电子的跃迁输运行为. 本文致力于构建硅基纳米结构中杂质原子量子点阵列的通用Fermi-Hubbard 模型, 探讨量子点分布的几何构型对电子的跃迁输运行为的调控机制. 特别以环形量子点阵列为例, 深入分析了不同几何结构和电子跃迁模式下的电子添加能谱与电导特性, 揭示了在位电子库仑排斥能、位间电子库仑排斥能、电子-离子实长程库仑吸引能与量子点耦合对电子跃迁行为的影响, 为理解量子点阵列几何分布对跳跃电子输运特性的调控机制提供了基本理论框架.
从锂云母中分离提取锂、铷、铯方法的研究进展
摘要: 锂云母是我国锂资源的重要来源。高效、环保地从锂云母中提取锂，并协同提取其中的战略资源铷、铯，将会获得可观的经济价值。介绍了我国锂云母的基本性质、结构和赋存情况等，总结了从锂云母中提取锂的活化方法，包括酸法、碱法和盐法，并总结对比了各方法的优缺点，如有些方法虽然能耗和成本较低，但会造成严重的环境污染等; 综述了沉锂母液中铷、铯的分离方法，包括分步结晶法、沉淀法、溶剂萃取法和离子交换法，也进行了优缺点比较，如有些方法效率高但不适合大规模生产等。单一的工艺方法通常存在局限性，需要综合考虑整个工艺流程，根据不同的生产要求选择最适宜的综合工艺方法，才有助于未来锂云母资源的充分发挥，实现伴生资源的综合利用。
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。
