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基于石墨烯超材料的太赫兹可控吸波器研究

基于石墨烯超材料的太赫兹可控吸波器研究

作者：杨慧平湘潭大学

学位级别：硕士

太赫兹波凭借优越的特性,在军事隐身、机密通信和疾病检查领域显示出诱人的发展潜力,并激发了各国开发太赫兹技术的热情。开发太赫兹技术的困难之一是缺少太赫兹功能器件。太赫兹功能器件的缺乏主要是由于天然材料和太赫兹波之间很难发... 详细信息

太赫兹波凭借优越的特性,在军事隐身、机密通信和疾病检查领域显示出诱人的发展潜力,并激发了各国开发太赫兹技术的热情。开发太赫兹技术的困难之一是缺少太赫兹功能器件。太赫兹功能器件的缺乏主要是由于天然材料和太赫兹波之间很难发生电磁感应。人造超材料的提出在一定程度上促进了太赫兹功能器件的发展。即使这样,如何设计可控制的功能器件以适应多变的环境仍然是一个挑战。目前,大多数研究是从理论分析的角度进行的,很少有研究是从应用分析的角度进行的。针对相同的问题,我们从应用的角度出发,基于超材料技术的优异光电性能和石墨烯的强可控性,采用有限元法进行仿真,从而设计了可控的吸波器。具体的研究工作有以下三项:1.提出将吸波器应用于数字编码。设计由金-石墨烯环层、二氧化硅层和金反射层组成的吸波器。其中,使用金环结构来实现宽带吸收,调整石墨烯的费米能级以实现可调吸收。另外,提出了一种编码方法,该方法是基于施加于石墨烯的偏置电压来灵活控制太赫兹频率下的吸收响应,从而具有4元素和16元素可编程功能。本工作提出的可编程宽带可调吸波器在实现智能器件和信息存储方面具有良好的参考价值。2.提出将吸波器应用于直接传输数字信号。设计由石墨烯盘组合层、二氟化镁层和金反射层组成的吸波器。通过控制石墨烯的电压来切换吸收功能。然后对不同的电压信息进行编码,以实现信息加密和直接传输数字信号的功能。这种提供多种功能并支持数字编码的太赫兹吸波器,在简化通信过程和维护通信安全方面具有很好的参考价值。3.提出将吸波器应用于动态可控光频梳。设计由石墨烯阵列层、二氟化镁层和金反射层组成的吸波器。使用石墨烯阵列实现多频完美吸收。通过改变石墨烯的费米能级移动共振频率,可以实现齿距和齿数的动态变化。这在精确测距、远距离通信和光学时钟方面具有一定的应用前景。本论文研究工作中提出的吸波器的设计方法和应用方法可直接为实现太赫兹波振幅可控操作的相应实验工作与工程设计工作提供参考。

关键词：太赫兹石墨烯可控吸波器表面等离子体激元

基于茶文化素养培养的高职院校双师型教学团队建设研究

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福建茶叶 2022年第12期44卷 113-115页

作者：杨慧平江西青年职业学院江西南昌330045

茶文化作为我国传统文化中的重要组成部分,可以应用到高职教育的繁荣发展当中。教师团队作为学校教育发展的核心,是提高教育质量的关键,文章对茶文化素养进行分析,然后对双师型教学团队的建设提供相应的建议。

关键词：茶文化素养高职院校双师型教学团队

壳聚糖基膨胀阻燃涤纶/棉混纺织物的制备及其性能

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纺织学报 2024年第2期45卷 162-170页

作者：李平朱平刘云青岛大学纺织服装学院山东青岛266071 青岛大学功能纺织品与先进材料研究院山东青岛266071 青岛大学新型防火阻燃材料开发与应用国家地方联合工程研究中心山东青岛266071 青岛大学生物多糖纤维成形与生态纺织国家重点实验室山东青岛266071 青岛大学青岛市阻燃纺织材料重点实验室山东青岛266071

为得到阻燃且满足实际应用需求的涤纶/棉混纺织物(T/C),选用亚磷酸化壳聚糖(PCS)和γ-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷(GP-108)制备阻燃整理剂(PCS/GP),通过一步浸渍法对涤纶/棉混纺织物进行整理,并研究其微观表面形貌、热稳定性能、阻燃性... 详细信息

为得到阻燃且满足实际应用需求的涤纶/棉混纺织物(T/C),选用亚磷酸化壳聚糖(PCS)和γ-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷(GP-108)制备阻燃整理剂(PCS/GP),通过一步浸渍法对涤纶/棉混纺织物进行整理,并研究其微观表面形貌、热稳定性能、阻燃性能、拉伸性能以及白度等。结果表明:PCS/GP成功在涤纶/棉混纺织物表面沉积成膜,包裹住涤纶/棉纤维;T/C-PCS/GP呈现典型的涤纶/棉混纺织物二步热降解过程,在700℃时保留有28.5%的残炭量,说明PCS/GP提高了阻燃涤纶/棉混纺织物在高温区的热稳定性能;T/C-PCS/GP的LOI值提升至26.5%,实现了垂直燃烧测试中的离火自熄,残炭扫描电镜照片表明,PCS/GP的沉积改善了涤纶/棉混纺织物燃烧时存在的“支架”效应;T/C-PCS/GP的热释放速率峰值和火灾蔓延指数较T/C分别降低了20%和40%,表明其火灾危险性大幅度降低;锥形量热测试后的残炭电镜照片表明,T/C-PCS/GP能够保留完整的织物编织结构,残炭表面存在明显的膨胀炭层,与垂直燃烧测试结果相符;热重红外测试结果表明,T/C-PCS/GP分解提前,主要影响棉组分热降解并促进其成炭,而高温区的红外谱图表明,在致密炭层的保护下,T/C-PCS/GP的热降解得到抑制。T/C-PCS/GP与T/C-PCS相比,断裂强力提升17%,其断裂强力与T/C的断裂强力相差不大;同时,GP-108的使用改善了T/C-PCS的黄变问题,提升了T/C-PCS/GP的白度。然而,阻燃样品耐久性较差,需要后续改进。

关键词：涤纶/棉混纺织物阻燃整理壳聚糖膨胀体系硅烷偶联剂

掺杂与包覆双重修饰锂离子电池高镍正极材料的研究

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掺杂与包覆双重修饰锂离子电池高镍正极材料的研究

作者：杨慧平长沙理工大学

学位级别：硕士

相比于LiCo02,层状结构的高镍三元正极材料具有高能量密度、低成本等优点,被认为是非常有潜力的下一代锂离子动力电池正极材料。然而,高镍三元材料仍旧存在着表面化学稳定性差、结构稳定性差等缺点,使其在实际应用中面临巨大挑战。针对... 详细信息

相比于LiCo02,层状结构的高镍三元正极材料具有高能量密度、低成本等优点,被认为是非常有潜力的下一代锂离子动力电池正极材料。然而,高镍三元材料仍旧存在着表面化学稳定性差、结构稳定性差等缺点,使其在实际应用中面临巨大挑战。针对高镍材料的这些不足,本文通过离子掺杂、表面修饰、以及掺杂和包覆双重修饰等改性方法增强LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的界面稳定性及结构稳定性。主要内容如下:以 Zr(CH3COO)2、LiOH·H20和NI0.8Co0.1Mno.1(OH)2为原料,研究 Zr 分别掺杂LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2锂位和过渡金属位对材料结构及电化学性能的影响。结果表明,Li0.99Zr0.01Ni0.8Co0.1Mn0.1O2样品展现出最优的电化学性能,在2.7-4.3 V的电压区间内,0.1 C下的首次放电容量为195.1 mAh·g-1,库伦效率为85%,10C大倍率下的放电容量达142.05 mAh g-1,1C倍率循环200圈后,放电容量为141.91 mAh·g-1,每圈平均衰减速度为0.089%。X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)及快速傅里叶变换(FFT)等结果揭示了 Li0.99Zr0.01Ni0.8Co0.1Mn0.1O2样品表面具有稳定的固体电解质Li6Zr207包覆层,同时部分Zr掺入体相。Li6Zr2O7包覆层缓解了电解液对高镍材料的侵蚀,而适量的Zr4+掺杂可抑制材料的H2-H3相变,从而增强了高镍材料在电化学过程中的表/界面稳定性及结构稳定性。以 C16H3604Ti、LiOH-H20 和 Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2为原料,研究不同 Ti 掺杂量(0%、0.5%、1%、2%)对LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2结构及电化学性能的影响。结果表明,Ti掺杂能得到物相单一、结晶度高的层状结构材料。Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)0.99Ti0.01O2样品展现出最优的电化学性能,在2.7-4.3 V的电压区间内,0.1 C下的首次充放电容量为203.21 mAh·g-1,库伦效率为83.23%,在5C和10C的大倍率下放电比容量达152.41 mAh·g-1、140.20 mAh·g-1,1C倍率循环200圈后,放电容量为143.51 mAh·g-1,每圈平均衰减速度为0.086%。电化学阻抗谱(EIS)及循环伏安(CV)证明Ti掺杂不仅可以减少电化学阻抗、提高正极材料中锂离子的扩散速度,也能抑制材料在充放电循环过程中H2-H3的相变,从而提高材料的结构稳定性。利用密度泛函理论(DFT)分别构建Ti和La元素在LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2材料表层固相扩散的模型,发现La倾向于富集在LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2材料表面,而Ti更倾向于均匀扩散到正极材料体相中。在此基础上,通过一步煅烧法成功合成了 Ti掺杂和La4NiLiO8包覆双重修饰的高镍三元材料。结果表明,最优的双重修饰样品(0.25mol%La4NiLi08包覆和1 mol%Ti掺杂)在常温和高温下都展现出了优异的倍率性能和循环稳定性。在2.7-4.3V电压范围下,常温1 C倍率下200圈循环的容量保持率为90.55%,高温(60℃)1 C倍率下经过150次循环的容量保持率为83.28%。构建的双重修饰结构继承了La4NiLi08包覆和Ti掺杂各自的优点:La4NiLi08包覆层具有保护作用,能有效防止电解液侵蚀,显著提高三元材料的表面稳定性和导电性;Ti掺杂作为结构支柱和正电子中心,有利于降低材料在循环过程中的阳离子混排程度和有害的H2-H3相变,进一步抑制微裂纹的形成与扩展。TEM、核磁共振(NMR)、全场透射X射线显微镜(TXM)和纳米X射线近边吸收光谱(nano-XANES)揭示了循环过程中微裂纹的产生和材料的结构相变与高镍三元材料性能衰退的相互关系。同时,La4NiLiO8导电包覆层与强Ti-O键的协同作用有效了抑制循环过程中微裂纹的产生和扩展、材料表面纳米尺度的结构退化以及二次颗粒的不一致结构衰减。

关键词：高镍三元材料体相掺杂表面修饰 DFT计算双重修饰

Influence of low-energy supersymmetric vector-like quirk particles on W mass increment and muon g–2 anomaly

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Chinese Physics C 2024年第3期48卷 39-45页

作者：周平 National Space Science Center Chinese Academy of SciencesBeijing 100190China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100140China Beijing Key Laboratory of Space Environment Exploration Beijing 100140China

In the low energy realization of the quirk assisted Standard Model,the couplings between the exotic particles"quirks"and gauge bosons may contribute to the W mass and muon g−2 anomaly reported by FermiLab.We calculate the contributions from supersymmetric quirk particles as an example.By imposing the theoretical constraints,we determined that the CDF II W-boson mass increment strictly constrains the mixing and coupling parameters and the quirk mass mF,while the muon g−2 anomaly cannot be solely attributed to the involvement of exotic particles,considering their significantly large masses.

关键词： low-energy supersymmetric vector-like quirk models W mass increment muon g-2 anomaly

管段沿线流量简化前后水头和流行时间差异性分析

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同济大学学报（自然科学版） 2022年第3期50卷 439-445页

作者：李树平同济大学环境科学与工程学院上海200092

给水管网管段沿线流量简化处理常采用水力等效方式或流量等分方式,将沿线流量分配到管段的上端节点和下端节点,以减少给水管网建模和计算的工作量。为从理论上说明给水管网管段沿线流量简化处理后带来的影响,首先分析了一般管段沿线流... 详细信息

给水管网管段沿线流量简化处理常采用水力等效方式或流量等分方式,将沿线流量分配到管段的上端节点和下端节点,以减少给水管网建模和计算的工作量。为从理论上说明给水管网管段沿线流量简化处理后带来的影响,首先分析了一般管段沿线流量简化处理前后的水头和流行时间差异性,其次分析了沿线均匀出流简化处理前后的水头和流行时间差异性。案例计算结果表明,水力等效简化处理保证了管段上端节点和下端节点处的水头与简化处理前是相同的,而简化前后管段内部各点的水头通常存在差异性;管段沿线均匀出流经水力等效简化处理后,上端节点流量分配比与管段内部出流点个数和沿线流量占比相关,而与管段直径、上端节点水头、管段进流量、管段长度和管段摩阻系数无关,使得该简化处理方法适用于上端节点水头或管段进流量具有变化性的延时模拟模型;沿线均匀出流按照水力等效方式(或流量等分方式)的处理,适用于沿线流量占比较小(距离水厂较近)的管段沿线流量简化。

关键词：给水管网沿线流量水力等效流量等分流行时间

中国造血干细胞移植后巨细胞病毒感染管理的现状与进展

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中华内科杂志 2024年第2期63卷 217-224页

作者：许兰平北京大学人民医院、北京大学血液病研究所、国家血液系统疾病临床医学研究中心、造血干细胞移植治疗血液病北京市重点实验室北京100044

巨细胞病毒(CMV)感染是造血干细胞移植(HSCT)后常见的合并症之一,可造成诸多直接或间接的不良后果,严重影响移植疗效。近年来,随着新的检测技术和抗病毒药物的出现,中国在CMV感染的诊断、预防及治疗中均取得了较多进展。传统抗病毒药物... 详细信息

巨细胞病毒(CMV)感染是造血干细胞移植(HSCT)后常见的合并症之一,可造成诸多直接或间接的不良后果,严重影响移植疗效。近年来,随着新的检测技术和抗病毒药物的出现,中国在CMV感染的诊断、预防及治疗中均取得了较多进展。传统抗病毒药物能减少早期CMV疾病发生率,但存在较强的毒性,而免疫细胞,尤其是细胞毒性T淋巴细胞对控制CMV活化起重要作用。因此,过继免疫疗法成为CMV感染防治的新思路。本文就异基因HSCT后CMV感染的流行病学、危险因素、诊断监测、预防治疗、免疫探索以及过继免疫疗法进行中国经验的总结,以期为临床工作提供参考。

关键词：造血干细胞移植巨细胞病毒感染预防抢先治疗免疫治疗

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土的统一硬化本构理论及其工程应用

中国科学：技术科学 2024年第2期54卷 179-195页

作者：姚仰平北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191

塑性力学奠基人Drucker首次构建了可统一考虑土的变形和强度的塑性本构理论框架,在此基础上, Roscoe结合土的基本力学特性,建立了剑桥模型,实现了对正常固结黏土的变形和强度特性的统一定量描述.针对剑桥模型无法合理描述超固结黏土和... 详细信息

塑性力学奠基人Drucker首次构建了可统一考虑土的变形和强度的塑性本构理论框架,在此基础上, Roscoe结合土的基本力学特性,建立了剑桥模型,实现了对正常固结黏土的变形和强度特性的统一定量描述.针对剑桥模型无法合理描述超固结黏土和砂土的应力应变特性的缺陷,主要做出以下贡献:(1)构建统一硬化(unified hardening, UH)方程,建立了UH模型,该模型能够合理描述正常固结黏土、超固结黏土和砂土的应力应变特性,回答了剑桥学者Wroth-Houlsby之问(一),并进一步扩展为能够考虑各种复杂因素影响的特色鲜明的UH本构体系;(2)提出了广义非线性强度准则及变换应力的三维化方法,实现了本构模型和三维强度准则的合理结合,回答了剑桥学者Wroth-Houlsby之问(二);(3) UH本构体系、广义非线性强度准则和三维变换应力方法共同形成了UH本构理论,由于UH本构理论概念清晰、参数较少、实用性强,已服务于多个重大工程,并分别结合机场“锅盖效应”“智能预警”和“智能压实”等三类特殊问题开展应用.

关键词：本构模型强度准则统一硬化方程三维化方法机场工程锅盖效应智能压实

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月球土物理力学特性研究的新挑战和新机遇

科学通报 2024年第4期69卷 485-488页

作者：姚仰平北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191

2020年12月,我国首个月球采样探测器——“嫦娥五号”成功采集并带回地球1731 g月球样品,使得人类时隔44年再次获得月球样品,标志着我国探月工程“绕、落、回”三步走战略的圆满成功.2022年11月,美国“阿尔忒弥斯1号”成功发射,预示着... 详细信息

2020年12月,我国首个月球采样探测器——“嫦娥五号”成功采集并带回地球1731 g月球样品,使得人类时隔44年再次获得月球样品,标志着我国探月工程“绕、落、回”三步走战略的圆满成功.2022年11月,美国“阿尔忒弥斯1号”成功发射,预示着美国重返月球计划正式开始.2023年8月,印度“月船3号”探测器在月球南极表面成功软着陆.当今世界新一轮探月热潮正在兴起.根据《“十四五”规划纲要和2035远景目标纲要》,建立月球科研站和月球基地,实现月表原位资源开发利用是我国深空探测领域未来重点攻关的任务之一.可见,未来我国探月工程将涉及更多复杂的月表机械作业和工程建设任务,亟需准确认识月球土物理力学行为和科学预测月球土和结构物相互作用.本文结合目前月球土物理力学特性研究现状和我国未来深层次探月工程实际需要,通过查阅文献对未来月球土物理力学特性研究的重点和难点进行了一些思考和归纳.

关键词：探月工程机械作业物理力学特性三步走战略资源开发利用工程建设月球基地科学预测