摘要 近年来，人工智能科技的普及为激光领域的科技教育注入了新动力，进一步推动了激光行业的快速发展并拓宽了应用范围。介绍了人工智能对激光领域的赋能效果，并对未来两个学科的双向赋能进行了初步分析和展望。关键词 激光技术；人工智能；机器学习；智能控制；优化设计

摘要：材料失效是固体力学关心的核心问题之一, 强度准则是描述材料失效的重要工具. 二维材料如石墨烯、六方氮化硼、过渡金属二硫化物等具有优越的力学性能, 在能源环境、电子信息、航空航天、纳米器件等领域都有重要的潜在应用. 二维材料缺陷不可避免, 由于其原子级厚度和极低的离面刚度, 缺陷残余应力会导致显著的应力集中和离面变形, 从而显著降低材料的强度. 尽管断裂力学理论被广泛用来描述二维材料的脆性断裂, 但研究发现六方氮化硼的能量释放率超过Griffith预测值一个量级, 与经典断裂力学理论预测不符. 另一方面, 虽然晶界强度理论解释了晶界强度随缺陷密度增加而反常升高的现象, 位错堆积模型揭示了多晶石墨烯强度与晶粒尺寸间的赝Hall-Petch效应, 但这些理论模型主要针对特定缺陷在单轴载荷下的失效行为, 缺乏普适性. 特别地, 二维材料缺陷结构、加载状态多样, 导致复杂的应力分布和变形失效模式, 增加了建立普适性强度理论的难度. 然而, 从原子角度, 材料失效的本质都是化学键发生断裂, 特别是大部分二维材料都由共价键构成, 因此从化学键失效的角度, 得到化学键失效的本征标度, 则有可能建立缺陷二维材料的统一强度理论. 本文首先综述了近年来二维材料强度的相关实验、模拟和理论研究进展, 着重介绍了缺陷二维材料的变形机理和基于化学键失效分析的缺陷二维材料统一强度准则. 最后, 本文讨论了二维材料强度理论的发展趋势, 旨在促进缺陷二维材料强度准则的理论和应用研究.

摘要：石墨烯以其优异的电学特性、高载流子迁移率和良好的机械性能, 在纳米电子器件领域展现出巨大的应用潜力. 理论上看, 本征石墨烯的狄拉克锥形能带结构赋予其独特的电学性质, 然而, 单独石墨烯由于缺乏支撑、对环境敏感等原因, 其实际应用受到限制. 近年来, 与石墨烯结构相似的二维材料六方氮化硼(h-BN) 被引入作为制备异质结的理想材料, 不仅为石墨烯提供机械支撑和防护, 还可打开石墨烯带隙并调控其电子输运性质, 从而拓展其技术应用前景. 本文提出通过构建不同堆垛方式的石墨烯/氮化硼异质结构以实现石墨烯压阻系数优化的方案. 基于密度泛函理论和杂化密度泛函理论, 采用第一性原理计算系统分析了不同堆垛构型下异质结的压阻性能. 结果表明, 所有构型在单轴应变下的压阻系数均显著高于双轴应变; G-BN2 堆垛构型在两种应变条件下均表现出最高的压阻系数, 这为石墨烯基压阻器件的设计提供了理论依据.

摘要：为研究轴系误差变化对含有精密旋转轴系的精密测量仪器或高端制造装备的影响规律，在圆光栅安装偏心自校准原理、自准直原理和激光三角原理的基础上，提出了一种基于多原理融合的精密旋转轴系六自由度误差同步测量方法。首先，通过圆光栅安装偏心自校准原理，进一步建立了精密旋转轴系角度定位误差和径向误差分离模型。然后，设计了基于自准直原理和激光三角原理相结合的精密旋转轴系轴向和倾斜误差测量模块并进行标定。最后，以DD 马达为实验对象进行验证。实验结果表明，DD 马达的角度定位误差在±3. 5 ″以内，径向误差在±0. 5 μm 以内，X 轴倾斜误差在±6 ″以内，Y 轴倾斜误差在±8. 3 ″以内，轴向误差在±6 μm 以内。该方法与传统精密旋转轴系误差测量方法相比，无需光电自准直仪、商用主轴误差测量系统等仪器，能够实现精密旋转轴系六自由度误差同步测量，具有成本低、原位测量等优点，可用于精密旋转轴系误差的长期监测。

摘要：为满足高铁牵引系统对高动态响应、高精度和高分辨率温度传感器的需求，通过优化芯片结构来提升MEMS铂（Pt）薄膜温度传感器的性能。尽管传统传感器在测量范围和稳定性方面表现出色，但在响应速度、分辨率和精度方面还有提升空间，特别是在薄膜和基底尺寸的优化方面研究不足。因此，开发了一种新型高动态薄膜温度传感器，采用绝缘体—氮化硅（Si3N4）、电阻—铂、基底—氧化铝（Al2O3）的结构。通过三维建模和COMSOL有限元仿真，深入分析了基底材料、薄膜和基底厚度参数对传感器性能的影响，最终确定了最优的结构参数。仿真结果表明：新型传感器在响应速度和测温精度上有显著提升，响应时间为50ms，精度优于0.02K，分辨率达到0.001K。此外，这种高动态薄膜温度传感器的研发不仅对高铁牵引系统的温度监测具有重要意义，也为在其他高要求应用领域的潜在应用提供了基础。

摘要：石墨负极是目前锂离子电池中广泛使用的商品化负极材料，其在接触电解液发生储锂时会因有机电解液的还原分解而形成一层固体电解质界面膜(SEI)。该界面膜对锂离子电池的循环稳定性、快充性能、安全性能等诸多方面有着关键影响。通过在石墨表面构建一层包覆层，减少其与电解液之间的副反应并促进稳定电极界面的形成，可以提高储锂的电化学性能。表面包覆通常通过气相或液相法实现，包覆材料主要包括碳材料、锂离子导体、金属化合物和聚合物材料等体系。本文评述了不同包覆材料和方法对石墨负极性能的提升作用，分析了包覆改性策略影响电池快充性能和循环稳定性的机制，为锂离子电池负极材料的研究和开发提供了材料物理化学基础。

摘要: 脑类器官是通过人多能干细胞自我组织和诱导分化产生的体外三维细胞培养物,能够部分模拟人脑结构及功能。微电极阵列(Microelectrode Array, MEA)技术能够低损伤、高通量、高时空分辨率地检测脑类器官电生理活动,为脑类器官神经网络的功能表征提供高效的检测平台。脑类器官与MEA 技术的融合在神经系统发育及疾病机理研究、生物神经网络智能计算以及在体修复领域引发了广泛关注。在神经系统发育及疾病机理研究方面,MEA技术能够实时长期追踪脑类器官的动态发育过程,并且通过检测不同疾病来源脑类器官的电生理参数信息探究疾病发病机理。在生物神经网络智能计算方面,脑类器官具有异质的三维网络结构和可塑性,是良好的计算载体,通过与MEA 的交互,能够构建低功耗、高效率的计算平台。同时,MEA 技术在基于脑类器官为载体的神经系统修复领域展现出了广阔的技术应用前景。

摘要：硫系和卤化物钙钛矿材料具有优良的热电输运性能，以及易制备、稳定性良好等诸多优点，因而受到了广泛关注。筛选具有热电潜力的钙钛矿材料和提升现有钙钛矿材料的热电性能是目前研究的重点内容。本文回顾了钙钛矿和热电材料的基本理论，描述了材料热电性能的表征参数，综述了具有优良热电潜力的钙钛矿材料的研究进展，包括无机硫系和卤化物钙钛矿材料、有机复合钙钛矿材料以及氧化物钙钛矿材料等，并从电子结构、电输运性质、热输运性质以及热电性能调控方法等方面分析了钙钛矿材料具有优异热电优值和优良热电潜力的原因，展望了钙钛矿材料的热电应用前景。

摘要：锂离子电池(LIB)应用领域广泛，但其在低温条件下容量、倍率和寿命等指标严重下降，极大限制了LIB在低温领域的应用。造成LIB低温性能差的因素有很多，其中发生在电极/电解质界面附近的微观过程，特别是低温下固态电解质界面(SEI)附近锂离子(Li+)脱溶剂化能垒增大以及Li+通过SEI的缓慢传输对LIB的低温性能起着决定性作用。因此，低温电解液的改进与发展对低温LIB的进一步应用具有重要意义。从限制低温LIB动力学的因素着手，分析其低温速控步骤，并探讨了溶剂、盐、添加剂在不同电池体系中改善低温性能的机制和规律，期望从电解液设计的角度为下一代低温LIB的研究提供借鉴。

摘要：镁空气电池以其理论能量密度高、安全性好、成本低和环境友好等突出优势，近年来受到广泛关注，但关于水系镁空气电池电解液的系统化综述仍相对匮乏。由于镁阳极在水系环境中易发生自腐蚀、放电产物堆积及严重块效应，导致阳极利用率低、工作电压偏低且波动明显，使电解液成为制约镁空气电池实际应用的关键因素。为此，本文系统梳理了水系镁空气电解液的基本特性与关键影响因素，重点从电解液体系选择、界面调控策略以及添加剂作用机制等方面展开综述。内容涵盖含氯与无氯近中性电解液的结构特点与适用性，无机、有机及复合添加剂的调控作用，以及阴离子在电解液/阳极界面中的协同影响。最后，对水系镁空气电解液的未来发展方向提出展望，包括界面调控机制的深化理解、电解液体系的绿色化设计以及基于机器学习的配方快速筛选等。本文旨在为高性能镁空气电池电解液的研究与应用提供参考。