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Proof of Aerobically Autoxidized Self-Charge Concept Based on Single Catechol-Enriched Carbon Cathode Material

Nano-Micro Letters 2024年第4期16卷 1-13页

作者： junyan wang Wanchun Guo Kesong Tian Xinta Li Xinyu wang Panhua Li Yu Zhang Bosen Zhang Biao Zhang Shuhu Liu Xueai Li Zhaopeng Xu Junjie Xu Haiyan wang Yanglong Hou State Key Laboratory of Metastable Materials Science and Technology Hebei Key Laboratory of Heavy Metal Deep‑Remediation in Water and Resource ReuseSchool of Environmental and Chemical EngineeringYanshan UniversityQinhuangdao 066004People’s Republic of China Beijing Key Laboratory for Magnetoelectric Materials and Devices Beijing Innovation Centre for Engineering Science and Advanced TechnologySchool of Materials Science and EngineeringPeking UniversityBeijing 100871People’s Republic of China Institute of High Energy Physics Chinese Academy of SciencesBeijing 100049People’s Republic of China Xi’an Rare Metal Materials Institute Co.Ltd Xi’an 710016People’s Republic of China

The self-charging concept has drawn considerable attention due to its excellent ability to achieve environmental energy harvesting,conversion and storage without an external power supply.However,most self-charging designs assembled by multiple energy harvesting,conversion and storage materials increase the energy transfer loss;the environmental energy supply is generally limited by climate and meteorological conditions,hindering the potential application of these selfpowered devices to be available at all times.Based on aerobic autoxidation of catechol,which is similar to the electrochemical oxidation of the catechol groups on the carbon materials under an electrical charge,we proposed an air-breathing chemical self-charge concept based on the aerobic autoxidation of catechol groups on oxygen-enriched carbon materials to ortho-quinone groups.Energy harvesting,conversion and storage functions could be integrated on a single carbon material to avoid the energy transfer loss among the different materials.Moreover,the assembled Cu/oxygen-enriched carbon battery confirmed the feasibility of the air-oxidation self-charging/electrical discharging mechanism for potential applications.This air-breathing chemical self-charge concept could facilitate the exploration of high-efficiency sustainable air self-charging devices.

关键词： Carbon material Oxygen functionality Air oxidation self-charge

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Activation-induce d bowl-shape d nitrogen and oxygen dual-doped carbon material and its excellent supercapacitance

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Journal of Materials Science & Technology 2023年第29期160卷 1-8页

作者： junyan wang Xinta Li Wanchun Guo Kesong Tian Jiamin Zhang Bosen Zhang Xueai Li Haiyan wang Hebei Key Laboratory of Heavy Metal Deep-Remediation in Water and Resource Reuse State Key Laboratory of Metastable Materials Science and TechnologySchool of Environmental and Chemical EngineeringYanshan UniversityQinhuangdao 066004China

Porous heteroatom-doped carbon materials exhibit promising electrochemical applications because of tunable porous structure and doping heteroatom-induced charge redistribution.Nevertheless,it is still a great challenge to develop porous heteroatom-doped carbon materials with both high-content active heteroatom species and facilitated diffusion route.Herein,we report a bowl-shaped nitrogen and oxygen dual-doping carbon(N,O-doped carbon)material based on low-temperature defluorination pyrolysis and alkali-etched activation of 3-fluorophenol-3-amino-4-hydroxypyridine-formaldehyde co-condensed resin and its excellent supercapacitance.This low-temperature thermal treatment strategy ensures high-content pyrrolic nitrogen(4.6 at.%)and oxygen species(15.9 at.%)to avoid high-temperature treatment-induced heteroatom loss and undesired configuration conversion.In these processes,the defluorination pyrolysis promotes the transformation from the resin to carbon material to some extent,and KOH activation also promotes the ordered arrangement of 002 planes,which together assure the appropriate conductivity of the final microporous carbon material.More importantly,KOH-etched activation partially removes an un-stable nano/microscale domain of the intermediate carbon microspheres to form a unique bowl-shaped structure extremely facilitating the diffusion of the substitutes and/or electrolyte ions.As expected,N,O-doped carbon material displays a remarkable specific capacitance of 486.4 F g^(−1)at 1 A g^(−1)with nitro-gen/oxygen species-dependant pseudocapacitance and good electrochemical durability.

关键词： N O-doped carbon Bowl-shaped structure Low-temperature pyrolysis Alkali activation Supercapacitance

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Quantum Griffiths singularity in two-dimensional superconducting 4Ha-TaSe_(2) nanodevices

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Nano Research 2023年第10期16卷 12281-12285页

作者： Ying Xing Yiyu Liu Pu Yang Jun Ge Longxin Pan junyan wang Shichao Qi Yi Liu Jian wang State Key Laboratory of Heavy Oil Processing College of New Energy and MaterialsChina University of Petroleum(Beijing)Beijing 102249China International Center for Quantum Materials School of PhysicsPeking UniversityBeijing 100871China College of Chemistry Beijing Normal UniversityBeijing 100875China Department of Physics and Beijing Key Laboratory of Opto-electronic Functional Materials&Micro-nano Devices Renmin University of ChinaBeijing 100872China Collaborative Innovation Center of Quantum Matter Beijing 100871China Hefei National Laboratory Hefei 230088China Beijing Academy of Quantum Information Sciences Beijing 100193China CAS Center for Excellence in Topological Quantum Computation University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100190China

The layered transition metal dichalcogenides(TMDs)have raised considerable interest in the past decades for both fundamental physics and low-dimensional nanodevice applications.Recently,intriguing phenomena of Ising superconductivity and quantum metallic state have been reported in two-dimensional(2D)4Ha-TaSe2 nanodevices.Here,we report the magnetic field induced superconductor–metal transition(SMT)in mechanical exfoliated 4Ha-TaSe2 nanodevices with thickness down to 2.5 nm.We observe the quantum Griffiths singularity(QGS)of SMT in thin 4Ha-TaSe2 nanodevices by performing ultralow temperature transport measurements and activated scaling analysis.With increasing the thickness of TaSe2 nanodevice to 10.6 nm,the signature of magnetoresistance crossing region can hardly be detected,revealing the thickness dependence of SMT.In this procedure,the disorder strength plays a dominant role.This work enriches the platform for studying QGS and may stimulate further investigations on the correlation between different novel quantum phenomena in the same 2D superconducting system.

关键词： two-dimensional superconductor quantum phase transition quantum Griffiths singularity transition metal dichalcogenides electrical transport property

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掺轻质砂超高性能混凝土的轴拉力学性能

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哈尔滨工业大学学报 2024年第2期56卷 28-36页

作者：王俊颜喻星乔周田同济大学材料科学与工程学院上海201804 先进土木工程材料教育部重点实验室(同济大学) 上海201804

为研究轻质砂对不同试件尺寸下超高性能混凝土(ultra high performance concrete,UHPC)拉伸应变强化性能的影响,采用轻质砂对原黄砂进行等体积替代,完成9组不同轻质砂体积率(0~35%)和不同试件厚度(30~100 mm)的单轴拉伸试验,并同步进行... 详细信息

为研究轻质砂对不同试件尺寸下超高性能混凝土(ultra high performance concrete,UHPC)拉伸应变强化性能的影响,采用轻质砂对原黄砂进行等体积替代,完成9组不同轻质砂体积率(0~35%)和不同试件厚度(30~100 mm)的单轴拉伸试验,并同步进行声发射实时探伤测试。结果表明:轻质砂体积率对UHPC弹性极限点对应应力和对应应变的影响较小,但轻质砂体积率由0增加到35%时,UHPC的极限抗拉强度和极限拉应变分别由10.6 MPa和2.35×10^(-3)提高到了19.4 MPa和4.3×10^(-3);轻质砂体积率大于15%时,UHPC的应变强化程度得到显著提升,试件内部产生的损伤点数更多且分布更均匀,展现出良好的裂缝控制能力;在相同轻质砂体积率下,UHPC的应变强化程度随试件厚度的增加而降低,且试件内部的损伤点趋于集中,表现出明显的尺寸效应。

关键词：轻质砂超高性能混凝土拉伸应变强化声发射尺寸效应

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硼中子俘获治疗中子靶设计

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核技术 2024年第4期47卷 32-38页

作者：王君岩孔海云李德明中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院大学北京100049

锂靶是^(7)Li(p,n)^(7)Be型硼中子俘获治疗装置中的关键部件。为设计一种可绕中心轴旋转的半轮胎状曲面结构的复合材料Li靶,采用蒙特卡罗工具包TOPAS模拟2.5 MeV、20 mA质子束入射不同径轴比的曲面锂靶对出射中子角分布、能谱和通量的影... 详细信息

锂靶是^(7)Li(p,n)^(7)Be型硼中子俘获治疗装置中的关键部件。为设计一种可绕中心轴旋转的半轮胎状曲面结构的复合材料Li靶,采用蒙特卡罗工具包TOPAS模拟2.5 MeV、20 mA质子束入射不同径轴比的曲面锂靶对出射中子角分布、能谱和通量的影响,采用ANSYS模拟了该靶的稳态温度分布。模拟结果表明:半轮胎状曲面结构的设计使得出射中子束更加集中,当径轴比为1.5时,出射角为0°~45°的中子数为相同情况平面靶的2.59倍,大于90°的中子数仅为相同情况平面靶的0.29倍。该曲面结构和褶皱水道设计使其散热性能也更优,对于50 kW的入射质子束,锂层稳态最高温度仅100℃,满足其散热要求。该新型曲面中子靶相比于传统平面靶极大地提升了出射中子的前向性和散热性能,在硼中子俘获治疗领域具有良好的应用前景。

关键词：硼中子俘获治疗中子靶蒙特卡罗模拟

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采用装配式栓钉的钢-UHPC组合板的抗弯性能

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哈尔滨工业大学学报 2024年第1期56卷 63-72页

作者：郭君渊王俊颜杲晓龙边晨先进土木工程材料教育部重点实验室(同济大学) 上海201804 河南工业大学土木建筑学院郑州450001 浙江数智交院科技股份有限公司杭州310030

为提高钢-UHPC组合结构的延性,本文提出一种采用装配式栓钉连接的钢-UHPC组合板。设计并完成了不同抗剪连接程度的组合板的抗弯性能试验,分析了组合板试件破坏形态、极限承载力、刚度、裂缝发展规律和板端滑移,并与采用焊接栓钉的钢-UHP... 详细信息

为提高钢-UHPC组合结构的延性,本文提出一种采用装配式栓钉连接的钢-UHPC组合板。设计并完成了不同抗剪连接程度的组合板的抗弯性能试验,分析了组合板试件破坏形态、极限承载力、刚度、裂缝发展规律和板端滑移,并与采用焊接栓钉的钢-UHPC组合板进行了对比分析,讨论了组合板试件的可拆卸性,最后对其极限抗弯承载力和抗弯刚度进行了理论分析并推导了计算公式。结果表明:装配式栓钉连接的钢-UHPC组合板破坏模式为纵向水平剪切黏结破坏;降低栓钉间距能提高组合板的协同变形能力,从而提高组合板结构的极限承载力、弹塑性阶段的刚度和裂缝控制能力;与采用焊接栓钉连接的钢-UHPC组合板对比,其在发生较大变形的情况下钢板和UHPC板仍然可较容易地拆卸分离;推导了装配式栓钉连接的钢-UHPC组合板的极限承载力计算方法和抗弯刚度计算公式,提出了抗弯刚度计算时应对UHPC板高度进行折减,折减系数(βU)在正常使用阶段建议为0.85,理论计算结果与试验结果吻合良好。本文研究成果可为采用装配式栓钉的钢-UHPC组合板的设计和应用提供理论依据。

关键词：钢-UHPC组合结构超高性能混凝土装配式栓钉受弯性能受弯承载力抗弯刚度

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新型可拆卸式钢-UHPC组合板的抗弯性能

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哈尔滨工业大学学报 2024年第1期56卷 84-92页

作者：古金本王俊颜陆伟先进土木工程材料教育部重点实验室(同济大学) 上海201804 同济大学土木工程学院上海200092 同济大学材料科学与工程学院上海201804

为探究钢-薄层超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)轻型组合桥面体系在局部轮载下的抗弯性能,设计并开展了4块基于高强螺栓连接的可拆卸式钢-UHPC组合板的四点弯曲试验,研究了钢板类型、抗剪连接件间距对可拆卸式钢-U... 详细信息

为探究钢-薄层超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)轻型组合桥面体系在局部轮载下的抗弯性能,设计并开展了4块基于高强螺栓连接的可拆卸式钢-UHPC组合板的四点弯曲试验,研究了钢板类型、抗剪连接件间距对可拆卸式钢-UHPC组合板的破坏模式、荷载-挠度曲线、界面相对滑移、裂缝宽度、截面应变分布等影响规律,研究结果表明:在正弯矩荷载作用下,采用Q355钢板的组合板的破坏模式为高强螺栓被剪断,而采用负泊松比(negative Poisson’s ratio,NPR)钢板的组合板的破坏模式为部分高强螺栓被剪断、部分预埋带垫加长螺母被拔出、UHPC板由于失稳大面积压溃等;在相同的高强螺栓间距下,采用NPR钢板的组合板的板端相对滑移较小,说明NPR钢板有效延缓并限制了钢板与UHPC板的相对滑移,从而提升两者的协同变形能力,继而提高组合板的抗弯刚度及承载力等;由截面应变分析可知,由于NPR钢板的负泊松比效应、高刚度、高屈服强度,整个加载过程NPR钢板与底部UHPC层的拉应变保持着应变协调性,随着荷载的增大截面塑性中和轴的上移幅度可忽略不计。因此,在采用NPR钢板提升钢-UHPC组合板抗弯性能的前提下,应使UHPC厚度与NPR钢板的性能进行匹配,充分发挥两者的材料性能,避免失稳破坏先于UHPC材料强度破坏。

关键词：钢-UHPC组合板抗弯性能负泊松比钢板相对滑移协同效应

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Current state and future perspectives of sewer networks in urban China

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Frontiers of Environmental Science & Engineering 2018年第3期12卷 13-28页

作者： Dong Huang Xiuhong Liu Songzhu Jiang Hongchen wang junyan wang Yuankai Zhang School of Environment & Resource Renmin University of China Beijing 100872 China Chengdu Urban and Rural Construction Commission Chengdu 610094 China

Chinese authorities and the public have largely ignored sewer networks; however, various problems are emerging nationwide with the increase construction of new sewers. The current state of sewer network construction, administration, and maintenance in China is comprehensively reviewed in this study. Serving about 444 million people, 511,200 km of sewer lines are located in urban areas. In 2014,$7 billion was invested in sewer network construction. However, both the sewer pervasion rate and the per capita sewer length were significantly lower than those in developed countries. Sewer administrative agencies in local governments are uncoordinated. Laws, regulations, and standards are incomplete, and some practices are unscientific. The future situation of sewer maintenance is extremely grim because sewer corrosion control measures have not been launched. Moreover, inspection and rehabilitation chiefly rely on traditional approaches. In contrast, the overall market share of innovative technologies is very low owing to high cost, funds shortage, and technical limitations. Approaches such-as liner inversion cured-in-place pipe, pull-in ultraviolet light cured liners, and spiral wound lining are applied mostly in economically developed regions. According to status and problem analyses, China＇s top priority will be to conduct aggressive maintenance work in sewer networks in the future. New technical route, corrosion control - periodic visualized inspection - trenchless rehabilitation, could be the best option for future sewer maintenance in China. Instmctions and opportunities for applying this technical route are discussed in detail in this study. Finally.additional factors in the development of sewer networks in China are suggested.

关键词： Sewer network China Management Sewer corrosion Sewer inspection Trenchless rehabilitation

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姜黄素吸收代谢及其对家禽繁殖调控作用研究进展

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广东农业科学 2024年第3期51卷 136-147页

作者：王君雁阮栋蒋守群广东海洋大学滨海农业学院广东湛江524088 广东省农业科学院动物科学研究所/猪禽种业全国重点实验室/农业农村部华南动物营养与饲料重点实验室/广东省畜禽育种与营养研究重点实验室广东广州510640

姜黄素是从姜科植物(如姜黄)、天南星科植物根茎中提取出来的多酚类化合物,主要在动物肠道中进行吸收代谢,具有抗炎、抗氧化、抗凋亡、抗衰老、神经保护、免疫调节及代谢调控等作用。姜黄素在动物体内生物利用度差,为提高姜黄素的利用度... 详细信息

姜黄素是从姜科植物(如姜黄)、天南星科植物根茎中提取出来的多酚类化合物,主要在动物肠道中进行吸收代谢,具有抗炎、抗氧化、抗凋亡、抗衰老、神经保护、免疫调节及代谢调控等作用。姜黄素在动物体内生物利用度差,为提高姜黄素的利用度,通常将其制成多种制剂及配型(如膜制剂、纤维制剂、乳制剂、水凝胶制剂、胡椒碱、半萜类化合物、环糊精、葫芦巴膳食纤维和卵磷脂)。不同的制剂及配型可增加姜黄素产物稳定性,保障姜黄素的有效利用。家禽主要通过下丘脑-性腺轴负反馈调节机制来调控生殖细胞发育,实现繁殖调控。此外,家禽的繁殖性能易受外部因素影响,其中光照的影响最大。光照刺激产生的褪黑素具有强抗氧化性,能通过缓解卵巢和睾丸组织的线粒体功能障碍来抑制凋亡和衰老,保障下丘脑-性腺轴负反馈调节机制的稳定和氧化应激状态下的卵泡发育。肠道微生物产生的血清素是褪黑素的前体物质,可以影响褪黑素的生成;其次肠道微生物刺激肠上皮细胞中的传入神经直接影响下丘脑分泌促性腺激素释放激素;最后,肠道内产生的雌二醇(E2)可以通过血液进入卵巢组织,并促进卵巢发育。研究发现,姜黄素可通过肠道微生物产生的短链脂肪酸在体内发挥功能作用,但姜黄素是否通过肠道微生物产生的短链脂肪酸来影响家禽的繁殖性能亟待探究。该文综述了姜黄素的生物活性、代谢方式、产品研发利用以及对家禽繁殖调控的作用机制及相关研究进展,旨在为姜黄素作为饲料添加剂在家禽生产中的合理应用提供理论参考。

关键词：姜黄素家禽吸收代谢繁殖调控肠道微生物

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数字金融如何改善中国城乡二元金融结构?——基于家庭正规信贷配给视角

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经济评论 2024年第1期 72-89页

作者：周月书王君妍南京农业大学金融学院 210095

本文基于微观数据与北京大学数字普惠金融指数,从正规信贷配给视角实证分析数字金融发展对中国城乡二元金融结构的影响。研究发现:第一,数字金融发展显著缓解了城乡家庭正规信贷配给,且相较于城镇家庭,数字金融发展能够对农村家庭的供... 详细信息

本文基于微观数据与北京大学数字普惠金融指数,从正规信贷配给视角实证分析数字金融发展对中国城乡二元金融结构的影响。研究发现:第一,数字金融发展显著缓解了城乡家庭正规信贷配给,且相较于城镇家庭,数字金融发展能够对农村家庭的供给型信贷配给与需求型信贷配给产生更大影响,改善城乡二元金融结构;第二,数字金融发展能够在更大程度上提高农村家庭贷款期限匹配度,提升农村金融市场服务效率;第三,数字金融发展促进了城乡家庭借贷渠道正规化,改善中国正规金融与非正规金融并存的二元金融结构;第四,现阶段,数字金融发展对降低农村家庭生产经营贷款的融资成本、促进其生产经营借贷渠道正规化的作用有限。本文为改善中国城乡二元金融结构提供了经验证据与政策启示。

关键词：数字金融城乡家庭二元金融结构正规信贷配给

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