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碳对电极的制备及其在DSSCs中的应用研究

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碳对电极的制备及其在DSSCs中的应用研究

作者：童思超中南大学

学位级别：硕士

染料敏化太阳能电池（Dye Sensitized Solar Cells, DSSCs）是新型太阳能电池,具有光电能量转换效率高、制备方法简单、成本低廉的优点,自面世以来就受到国内外学者的广泛关注。本论文采用溶胶-凝胶法合成TiO2纳米胶体,将所合成的T... 详细信息

染料敏化太阳能电池（Dye Sensitized Solar Cells, DSSCs）是新型太阳能电池,具有光电能量转换效率高、制备方法简单、成本低廉的优点,自面世以来就受到国内外学者的广泛关注。本论文采用溶胶-凝胶法合成TiO2纳米胶体,将所合成的TiO2纳米胶体与石墨、导电碳黑共混制备了碳对电极,并用其组装染料敏化太阳能电池。采用扫描电子显微镜、台阶仪、四探针电阻测试仪对碳薄膜的表面形貌、薄膜厚度、薄膜方块电阻及电化学催化性能进行表征,并采用光电性能综合测试仪对DSSCs的光电性能与进行测试。主要研究内容如下： 1、采用溶胶-凝胶法成功制备出TiO2纳米晶胶体,并用于替代碳薄膜中的P25粉形成骨架结构。有效改善了碳对电极机械强度的,解决了石墨颗粒在电解质溶液中因成键不牢固而溶散的问题。 2、研究薄膜厚度对碳对电极的电学与电化学催化性能的影响。碳薄膜方块电阻与界面电荷传输电阻随着厚度的增加而减小。当碳薄膜厚度为19.5μmm时,薄膜方块电阻及界面电荷传输电阻分别可达到26.6Ω/□和11.8Ω.cm-2。组装成DSSCs时,开路电压及填充因子随薄膜厚度增加而增加,其光电转换效率达到Pt对电极的70%。 3、研究碳黑对碳对电极的电学性能的影响规律。随着碳黑掺入量的增加,方块电阻明显下降。界面电荷传输电阻在5%的碳黑掺杂时达到最小值,光电性能也达到最佳,其光电转换效率可达到3.27%。 4、研究了烧结制度对碳薄膜性能的影响。结果表明,适当降低石墨/TiO2共混碳对电极烧结温度,对碳对电极的电学与电化学催化性能的影响不大。300℃～400℃烧结碳薄膜时性能最佳。 5、初步探索了DSSCs电池模块制备。电池模块制备中,使用热熔性沙林树脂进行封装,具有优秀的封装能力。电池单元使用多引线输出电极,可降低电池的输出能量损失。

关键词：染料敏化太阳能电池石墨对电极制备应用

碳球模板剂对TiO_2光阳极微结构及其光电性能影响研究

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功能材料 2012年第19期43卷 2716-2719页

作者：张亚杨兵初周聪华王丽丽童思超中南大学物理与电子学院超微结构与超快过程研究所湖南长沙410083

以葡萄糖为原料水热合成碳球作为模板剂,将其与TiO2纳米晶共混制备纳米多孔TiO2光阳极。采用场发射电子扫描电镜(SEM)、台阶仪、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)等对TiO2薄膜的表面形貌、厚度和散射能力进行表征。研究发现,随着碳球含量的... 详细信息

以葡萄糖为原料水热合成碳球作为模板剂,将其与TiO2纳米晶共混制备纳米多孔TiO2光阳极。采用场发射电子扫描电镜(SEM)、台阶仪、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)等对TiO2薄膜的表面形貌、厚度和散射能力进行表征。研究发现,随着碳球含量的增加,光阳极单位体积内的表面积先增加后减小;薄膜对光的散射能力也呈现同样趋势。采用所制备的光阳极组装染料敏化太阳能电池,性能测试结果表明,随着碳球含量的增加,电池短路电流密度先增加,后减小。当碳球加入量为TiO2纳米晶质量的3%时,电池光电转换效率达到最佳为5.15%。

关键词：染料敏化太阳能电池碳球多孔薄膜 TiO2

腰部外骨骼机器人多刚-柔体动力学等效逆解方法研究及其性能优化综合

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机械工程学报 2024年第5期60卷 107-118页

作者：周祖意杨玉维齐文耀龚健超李照童天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室天津300384 机电工程国家级实验教学示范中心(天津理工大学) 天津300384

针对减轻腰部运动负载对其疾病防治的重要性,提出一种具有人体生物力学特性的多自由度仿生腰部无动力外骨骼机器人研究原型,继而针对其计及人机共融性的运动承载仿生工作机理的有效实现,深入开展基于多刚-柔体动力学逆解的系统仿生综合... 详细信息

针对减轻腰部运动负载对其疾病防治的重要性,提出一种具有人体生物力学特性的多自由度仿生腰部无动力外骨骼机器人研究原型,继而针对其计及人机共融性的运动承载仿生工作机理的有效实现,深入开展基于多刚-柔体动力学逆解的系统仿生综合性能优化及其方法研究。首先,基于相关离体生物力学实验数据,构建人体腰椎仿生等效复合刚度力学模型,进而于人体矢状面内搭建人机穿戴并联系统多刚-柔体正动力学模型;其次,旨在腰部外骨骼机器人性能优化综合的有效实现,提出一种新型动力学综合性能评价指标——仿生承载舒适度;再次,相对于柔性逆动力学频域法求解的非因果复杂性,提出一种通过正动力学线性优化迭代逼近多刚-柔体动力学逆解的等效方法,以实现外骨骼机器人穿戴前后人体胸椎运动轨迹的一致性;最后,深入开展人机穿戴并联多刚-柔体系统仿生综合性能优化研究,进而得到外骨骼机器人最优设计参数组。仿真结果表明:外骨骼机器人穿戴前后,在保障人体胸椎在矢状面内弯曲角度轨迹误差极小(4.5×10^(-6)(^(o)))工况下,人体等效受力较穿戴前得到明显改善;优化后的外骨骼机器人穿戴舒适性指标明显提升,从而证明了腰部外骨骼机器人具有较好的动力学仿生综合性能,以及所采用研究方法的合理有效性。同时,优化后的系统设计参数对后续腰部外骨骼机器人物理样机的建造及相关实验的开展具有重要意义。

关键词：腰部无动力外骨骼机器人多刚-柔体正动力学等效逆动力学仿生承载舒适度综合性能优化

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数据库索引调优技术综述

计算机研究与发展 2024年第4期61卷 929-954页

作者：赖思超吴小莹彭煜玮彭智勇武汉大学计算机学院武汉430072 武汉大学大数据研究院武汉430072

索引调优是数据库调优的重要组成部分,一直受到广泛关注.由于索引调优问题的理论复杂性和大数据时代的到来,通过DBA手动调优的方案已经无法满足现代数据库的发展需求,调优方案逐渐开始向自动化、智能化的方向发展.随着机器学习技术的发... 详细信息

索引调优是数据库调优的重要组成部分,一直受到广泛关注.由于索引调优问题的理论复杂性和大数据时代的到来,通过DBA手动调优的方案已经无法满足现代数据库的发展需求,调优方案逐渐开始向自动化、智能化的方向发展.随着机器学习技术的发展,越来越多的索引选择方案开始引入机器学习技术,并取得了一定的研究成果.将索引调优问题的解决方案归结为一种基于搜索的调优范式,归纳了其研究内容,阐述了其面临的挑战,对调优范式内的索引配置空间的生成、索引配置的评价以及索引配置的枚举与搜索3方面的研究成果进行了归纳、总结和对比.对动态工作负载下的索引选择问题(index selection problem,ISP)所面临的新挑战进行了分析,并基于在线反馈控制回路框架对其解决方案进行梳理.讨论了索引调优工具的发展与现状,通过对现有研究的分析论述,为后来研究者提供参考和研究思路,并对索引选择方案的未来进行了展望.

关键词：数据库索引索引选择索引调优性能调优机器学习

等离子体辅助玉米醇溶蛋白自组装纤维化的工艺

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农业工程学报 2024年第9期40卷 281-288页

作者：郭鹏景成童韩思琦涂安王亚潇董爽山东理工大学农业工程与食品科学学院淄博255000 山东扳倒井股份有限公司淄博256399

植物蛋白纤维由于其独特的结构和极高的纵横比可作为良好的疏水性生物活性物质的递送载体。为了提高玉米醇溶蛋白在酸热诱导下的纤维化程度,该研究采用低温等离子体技术辅助完成玉米醇溶蛋白自组装纤维化,探究诱导过程中各因素对玉米醇... 详细信息

植物蛋白纤维由于其独特的结构和极高的纵横比可作为良好的疏水性生物活性物质的递送载体。为了提高玉米醇溶蛋白在酸热诱导下的纤维化程度,该研究采用低温等离子体技术辅助完成玉米醇溶蛋白自组装纤维化,探究诱导过程中各因素对玉米醇溶蛋白纤维化程度的影响机制,并通过单因素和响应面试验获得最优纤维化工艺。硫黄素T(ThT)荧光强度结果显示,采用等离子体辅助酸热诱导可以有效提高玉米醇溶蛋白的纤维化程度。通过单因素和响应面优化试验获得制备纤维化玉米醇溶蛋白的优化工艺为:等离子体处理功率64 W,处理时间61 s,加热时间为10 h,加热温度70℃,蛋白质量浓度30 mg/mL。在此条件下纤维化玉米醇溶蛋白ThT荧光强度可达2272±23,显著高于未经等离子体处理的纤维化玉米醇溶蛋白(1239±19)(P<0.05)。对傅里叶变换红外光谱中酰胺I区结果分析表明,等离子体处理使玉米醇溶白中β-折叠结构增加,α-螺旋结构减少。透射电子显微镜观察到玉米醇溶蛋白经过纤维化后颗粒粒径明显下降,其纤维结构是由球状蛋白颗粒沿水平方向线性聚集而成,采用等离子体辅助可诱导形成更多的玉米醇溶蛋白纤维体结构。研究结果可为疏水性植物蛋白实现高效自组装纤维化提供参考。

关键词：等离子体技术玉米醇溶蛋白纤维聚集体工艺结构

水热反应温度对碱性条件下TiO_2纳米晶生长动力学及其光电性能的影响

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人工晶体学报 2011年第4期40卷 867-871页

作者：王丽丽杨兵初周聪华童思超梁丽杰中南大学物理科学与技术学院长沙410083

以钛酸丁酯为原料,在碱性条件下水热合成了锐钛矿相TiO2纳米晶。采用X射线衍射仪、比表面积测试仪、扫描电子显微镜等方法对纳米晶粒的晶体结构、比表面积以及光阳极的表面形貌分别进行表征,研究水热反应温度对TiO2纳米晶生长动力学过... 详细信息

以钛酸丁酯为原料,在碱性条件下水热合成了锐钛矿相TiO2纳米晶。采用X射线衍射仪、比表面积测试仪、扫描电子显微镜等方法对纳米晶粒的晶体结构、比表面积以及光阳极的表面形貌分别进行表征,研究水热反应温度对TiO2纳米晶生长动力学过程的影响规律。结果表明:随着温度的升高,锐钛矿相纳米晶的平均晶粒尺寸先增大后减小。光电转换性能测试表明,电池的光电转换性能随着水热反应温度的升高而增大,在220℃时获得最大光电转换效率4.05%(1sun,100 mW/cm2)。并分析了水热反应温度对碱性条件下TiO2纳米晶粒的生长动力学过程和电池光电转换性能的影响机制。

关键词： TiO2纳米晶水热法染料敏化太阳能电池

基于多尺度时空特征和篡改概率改善换脸检测的跨库性能

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华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 110-119页

作者：胡永健卓思超刘琲贝 †王宇飞李纪成华南理工大学电子与信息工程学院广东广州510640 广东警官学院刑事技术学院广东广州510440

目前大多DeepFake换脸检测算法过于依赖局部特征,尽管库内检测性能尚佳,但容易出现过拟合,导致跨库检测性能不理想,即泛化性能不够好。有鉴于此,文中提出一种基于多尺度时空特征和篡改概率的换脸视频检测算法,目的是利用假脸视频中广泛... 详细信息

目前大多DeepFake换脸检测算法过于依赖局部特征,尽管库内检测性能尚佳,但容易出现过拟合,导致跨库检测性能不理想,即泛化性能不够好。有鉴于此,文中提出一种基于多尺度时空特征和篡改概率的换脸视频检测算法,目的是利用假脸视频中广泛存在的帧间时域不连续性缺陷来解决现有检测算法在跨库、跨伪造方式和视频压缩时性能明显下降的问题,改善泛化检测能力。该算法包括3个模块:为检测假脸视频在时域上留下的不连续痕迹,设计了一个多尺度时空特征提取模块;为自适应计算多尺度时空特征之间的时空域关联性,设计了一个三维双注意力机制模块;为预测随机选取的像素点的篡改概率和构造监督掩膜,设计了一个辅助监督模块。将所提出的算法在FF++、DFD、DFDC、CDF等公开大型标准数据库中进行实验,并与基线算法和近期发布的同类算法进行对比。结果显示:文中算法在保持库内平均检测性能优良的同时,跨库检测和抗视频压缩时的综合性能最好,跨伪造方法检测时的综合性能中等偏上。实验结果验证了文中算法的有效性。

关键词：换脸检测跨库性能多尺度时空特征注意力机制篡改概率三维点云重建

基于网络药理学、分子对接技术及实验验证研究黄芪提取物治疗缺血缺氧性脑病的机制

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天然产物研究与开发 2024年第3期36卷 520-527页

作者：宋丽娅李丽华毕思童首都医科大学附属北京潞河医院儿科北京101149

运用网络药理学、分子对接技术探究黄芪提取物治疗缺血缺氧性脑病(hypoxic-ischemic encephalopathy,HIE)的机制,并进行实验验证。通过中药系统药理学数据库平台(TCMSP)、UniProt、GeneCards和OMIN数据库获得黄芪提取物的主要活性成分... 详细信息

运用网络药理学、分子对接技术探究黄芪提取物治疗缺血缺氧性脑病(hypoxic-ischemic encephalopathy,HIE)的机制,并进行实验验证。通过中药系统药理学数据库平台(TCMSP)、UniProt、GeneCards和OMIN数据库获得黄芪提取物的主要活性成分和基因靶点,通过GeneCards数据库获得HIE的相关靶点;利用Cytoscape软件构建黄芪提取物“活性成分-药物靶点”网络。应用PDB和TCMSP数据库获取分子结构,使用SYBYL-X2.1软件进行模拟分子对接。建立大鼠动物试验模型,采用Western blot法检测关键蛋白的表达情况。根据TCMSP数据库,共得到黄芪提取物的70个活性成分及其350个相关靶点,去除重复靶点和基因注释后,最终获得“黄芪提取物”有效成分的120个靶点。通过将黄芪提取物的120个靶点与HIE的前242个靶点(相关性分数>5)相映射,筛选出黄芪提取物治疗HIE的18个潜在靶点,发现4-羟基肉桂酸、顺式阿维酸、黄芪紫檀烷苷、常春藤皂苷元、华良姜素为关键活性成分。将18个潜在靶点输入STRING中进行蛋白相互作用分析,共发现3个核心靶点(degree值>30),分别为诱导型一氧化氮合酶2(nitric oxide synthase 2,NOS2)、前列腺素氧化环化酶2(prostaglandin-endoperoxide synthase 2,PTGS2)、超氧化物歧化酶1(superoxide dismutase 1,SOD1)。动物实验显示,黄芪提取物能够降低大鼠模型海马组织内的NOS2、PTGS2、MAPK4、CASP8蛋白表达。通过网络药理学分析和实验验证得出黄芪提取物能够通过多靶点、多通路起到抑制神经元凋亡、保护神经细胞的作用。

关键词：黄芪提取物缺血缺氧性脑病分子对接网络药理学

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纳比派大师勃纳尔风景画的特点分析

美术教育研究 2024年第4期 24-28页

作者：童思伟湖南师范大学美术学院

19世纪后半叶到20世纪初期,世界发生了剧烈的变化。在当时的时代背景下,美术也从现实主义、印象派演变成具有现代主义倾向。在这过程中,前现代主义扮演着重要的过渡角色,具有过渡性、双重性、表面性的特点。属于前现代主义范畴的勃纳尔... 详细信息

19世纪后半叶到20世纪初期,世界发生了剧烈的变化。在当时的时代背景下,美术也从现实主义、印象派演变成具有现代主义倾向。在这过程中,前现代主义扮演着重要的过渡角色,具有过渡性、双重性、表面性的特点。属于前现代主义范畴的勃纳尔的风景画,同样具有这些特点。勃纳尔独善其身,追求宁静的生活,这种价值观念影响深远。

关键词：勃纳尔纳比派前现代主义现代主义绘画分析