WO3基电致变色智能窗中电解质的研究进展

摘要:作为三氧化钨(WO3)基电致变色智能窗的重要组成部分,电解质层在阻隔电极直接接触和促进离子传导方面发挥着不可替代的作用。然而,电解质对智能窗电致变色性能的影响机制尚未完全阐明,严重制约了高性能电致变色智能窗的开发。本文系统分析了不同电解质类型及其各组分对智能窗电致变色性能的影响,从电解质-电极界面反应动力学角度分析性能衰退机制,并重点阐明了材料溶解和“离子捕获”效应的微观过程。基于这些理论认识,本文进一步总结归纳了电解液添加剂、“盐包水”体系和离子液体等电解液改性策略的性能提升机制,为研制下一代高性能WO3 基电致变色智能窗指明了创新方向。

基于金属衬底的石墨烯温度传感器仿真

摘要:针对动力设备实时温度测量的需求,研究了一种快响应、宽温区的石墨烯温度传感器。传感器芯片由金属衬底、绝缘层、金属电极层、石墨烯传感层、保护层和金属抗氧化涂层组成。以热导率高的金属为衬底,另外在传统的陶瓷保护层的基础上增加四元金属抗氧化涂层,能够有效阻挡高温下氧气的渗透。利用有限元软件进行分析,当温度由室温升高到1 200 ℃时,采用硬质合金、氧化铝、氮化硅为衬底的芯片响应时间分别为55、660、75 ms,衬底热导率越高,响应速度越快。传感器芯片各层厚度的变化对热应力的影响极大,当金属衬底厚1 000 μm、绝缘层厚0.1 μm、保护层厚0.5 μm、氮化钛打底层厚0.04 μm、氮铝化钛过渡层厚0.3 μm、钛铝硅氮功能层厚0.7 μm、氮化钛硅着色层厚0.5 μm 时,最大热应力较小,为24 966 MPa。该研究为拓展石墨烯温度传感器的耐温范围提供新的思路,为石墨烯传感器应用于高温瞬态测量提供可行性方案。

三维碳基集流体在高比能钠金属电池中的应用与展望

摘要:钠金属电池因其理论比容量高(1076 mA•h•g-1)和钠资源储量丰富, 被认为是下一代高能量密度电池的理想选择之一. 然而, 钠金属负极在循环过程中易形成枝晶, 引发短路问题, 导致电池循环寿命短和库仑效率低, 甚至存在安全隐患. 作为电池关键结构材料, 集流体的形貌结构设计可调控钠金属的沉积/剥离行为, 从而抑制枝晶生长. 其中, 三维碳集流体凭借其稳定的机械支撑、高比表面积和优化的离子传输路径, 能有效抑制枝晶形成, 显著提升电池的循环稳定性和电化学性能, 成为最具潜力的集流体材料之一. 系统综述了近年来碳集流体的制备工艺, 重点分析了三维碳基集流体的性能优化策略, 如原子掺杂提高亲钠特性、功能化改性三维碳材料电子结构、有机/无机复合策略提高界面稳定性以及孔径结构调节三维碳基集流体表面反应等方法, 并探讨了碳基材料的应用优势与研究进展. 最后, 对三维集流体在钠金属电池中的未来发展方向进行了展望.

湿黏附离子凝胶胶黏剂研究进展

摘要:随着生产的发展和湿黏附场景的不断发展,基于湿环境下的胶黏剂的开发变得尤为重要。随着工业生产的不断进步以及各类应用场景对材料黏附性能要求的日益严苛,水下黏附胶黏剂在海洋工程、医疗器械和日常维护等领域扮演着至关重要的角色,但其面临着极端环境下的耐久性和黏附性能的挑战。离子凝胶作为一种新型水下黏附材料,展现出独特的优势和应用潜力。本文综述离子凝胶作为水下黏附胶黏剂的研究进展,旨在探讨其黏附机制、性能特点及应用前景。通过梳理现有研究成果,总结了离子凝胶水下黏附胶黏剂的发展现状、所面临的挑战以及未来发展的方向,为水下黏附材料的研究和应用提供理论指导和实践参考。

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。

从数据到机制:医数交叉驱动肿瘤精准诊疗的研究现状与展望

[摘要]测序组学、电子健康记录和医学影像等多维度异质医学数据的迅速积累,不仅凸显了传统还原论研究范式的局限性,同时也为医学研究革新带来机遇。近年来,生物医学与智能信息科学的深度交叉融合取得显著进展,推动了疾病预测与精准医疗的发展进程,数学已逐步成为其底层核心驱动。通过深化医学—数学交叉研究实现对生命系统本质规律的定量解析将成为本领域取得变革性突破的关键路径。本文系统综述了医数交叉领域的研究进展,重点探讨数学模型在肿瘤诊断、治疗及肿瘤发生发展机制解析等方面的关键作用,深入展望医数交叉在机制导向的数学模型构建、数字生命和虚拟健康等领域的创新潜力与应用前景。通过数学模型的精准构建与应用,实现从“数据关联”向“机制解析”的迈进,医数交叉将为肿瘤预防和诊疗提供突破性解决方案,推动医学的高效化、精准化、智能化变革。

柔性锌离子电池在可穿戴传感器中的应用研究进展

摘要:可穿戴传感器在运动、医学、康复等多个领域的应用极大地方便了对人体运动指标信号的捕捉和监测,有效避免了运动损伤,降低了就医频率甚至挽救了许多生命。随着可穿戴传感器的应用和普及,与之适配的柔性能源供应系统成为其发展的关键。近年来研究者们基于不同的能量释放方式,研究和设计了多种柔性能源供应系统,其中柔性锌离子电池以其高能量密度、高弹性模量、高循环稳定性和高安全性在众多供能体系中脱颖而出,成为可穿戴传感器最具潜力的柔性能源供应系统之一。本文综述了柔性锌离子电池近年来在可穿戴传感器方面的研究进展,主要介绍和总结了电池各组件(集流体、电极(正极、负极)、隔膜、电解质、封装)的材料类型、特点以及与可穿戴传感器集成的应用情况,最后讨论了柔性锌离子电池目前面临的问题和挑战。

基于多原理融合的精密旋转轴系六自由度误差同步测量

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。

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。

面向脑类器官的微电极阵列技术发展现状及趋势

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。