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超高形状因子的硅基光学平顶滤波器

光学学报 2024年第7期44卷 170-180页

作者：廖莎莎吴俊贤重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

提出一种基于绝缘体上硅的具有超高形状因子的光学平顶滤波器方案。该方案采用跑道型微环谐振器(RMRR)辅助非对称马赫-曾德尔干涉仪(MZI)结构,可实现的3 dB带宽为1.94 nm,相应的形状因子1(3 dB带宽与通带内功率下降10 dB时的通带宽度之... 详细信息

提出一种基于绝缘体上硅的具有超高形状因子的光学平顶滤波器方案。该方案采用跑道型微环谐振器(RMRR)辅助非对称马赫-曾德尔干涉仪(MZI)结构,可实现的3 dB带宽为1.94 nm,相应的形状因子1(3 dB带宽与通带内功率下降10 dB时的通带宽度之比)和形状因子2(3 dB带宽与通带内功率下降15 dB时的通带宽度之比)分别为0.96和0.94,纹波因数(通带中最大功率与最小功率的比值)为2.40 dB。此外,分析了由RMRR引入的相移对该平顶滤波器性能的影响,并实验验证了通过调节施加在RMRR上的电压可以有效地调控其输出谱。该方案具有形状因子高、工艺复杂度低、体积小、质量轻、功耗低等优点,可广泛应用于高速光通信网络中。

关键词：光学器件平顶滤波器集成光学跑道型微环谐振器硅光子学

新型热绝缘纤维:可针织和编织的仿北极熊毛气凝胶纤维

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科学通报 2024年第12期69卷 1520-1522页

作者：吴逊恩张莹莹清华大学化学系北京100084

保暖织物在人类生活中扮演着不可或缺的重要角色.传统保暖织物通常由天然纤维(棉、麻、蚕丝)或人造纤维(聚酯、尼龙、聚丙烯腈、聚氨酯)构成.随着时代发展,传统保暖织物的性能已经不能满足日益提高的特别是面对极端复杂环境的保暖需求.... 详细信息

保暖织物在人类生活中扮演着不可或缺的重要角色.传统保暖织物通常由天然纤维(棉、麻、蚕丝)或人造纤维(聚酯、尼龙、聚丙烯腈、聚氨酯)构成.随着时代发展,传统保暖织物的性能已经不能满足日益提高的特别是面对极端复杂环境的保暖需求.气凝胶纤维是一种具有三维多孔网络结构的纤维,具有极高的孔隙率、极大的比表面积和极低的密度,是一种理想的绝热纤维,具有用于高性能保暖织物的潜力.然而,气凝胶纤维通常强度低、韧性差,被加工应用的能力较差,限制了其应用于保暖衣物[1].在过去10年里,研究者基于各种材料,包括碳纳米管、凯夫拉、聚酰亚胺、纤维素和石墨烯等,通过溶胶凝胶转变和特定的干燥方法,并通过结构设计成功制备了具有一定力学柔韧性(可弯曲、打结)的气凝胶纤维[2].但是,上述方法获得的气凝胶纤维的力学性能仍然无法满足织造(编织和针织)的要求,更无法满足耐水洗、耐磨等实用性织物的要求.

关键词：凝胶纤维保暖织物天然纤维绝缘纤维加工应用溶胶凝胶转变凯夫拉结构设计

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基于分形理论的古建筑青砖冻融损伤研究

建筑材料学报 2024年第8期27卷 701-710页

作者：吴安利刘坤郝贠洪吴日根宣姣羽内蒙古工业大学土木工程学院内蒙古呼和浩特010051 内蒙古工业大学内蒙古自治区建筑检测鉴定与安全评估工程技术研究中心内蒙古呼和浩特010051 内蒙古工业大学内蒙古自治区土木工程结构与力学重点实验室内蒙古呼和浩特010051

研究了冻融循环作用下青砖的表观形貌、质量损失率、相对动弹性模量、抗压强度及孔结构的变化规律,并结合分形理论建立了分形维数与抗压强度、孔隙率及抗冻性能的关系.结果表明:随着经历冻融循环次数的增加,青砖表面的小孔劣化为大孔,... 详细信息

研究了冻融循环作用下青砖的表观形貌、质量损失率、相对动弹性模量、抗压强度及孔结构的变化规律,并结合分形理论建立了分形维数与抗压强度、孔隙率及抗冻性能的关系.结果表明:随着经历冻融循环次数的增加,青砖表面的小孔劣化为大孔,然后逐渐延伸形成裂缝,导致质量损失率不断增加,相对动弹性模量和抗压强度均呈下降趋势;经历冻融循环后青砖内部孔具有明显的分形特征,其分形维数在2.9642~2.9827之间;经历冻融循环后青砖的分形维数与抗压强度呈正相关,与孔隙率呈负相关,与抗冻性能具有高度的相关性;分形维数可用于评价青砖微观孔结构的变化,也可以反映经历冻融循环后孔结构对青砖宏观性能的影响;研究结果可以为寒冷地区古建筑青砖的保护及耐久性损伤研究提供理论依据.

关键词：古建筑青砖冻融循环分形维数孔结构损伤

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GFRP-轻木夹芯梁弯曲蠕变试验及预测

复合材料学报 2024年第7期41卷 3813-3821页

作者：李晓龙方海吴鹏江苏开放大学建筑工程学院南京210036 南京工业大学土木工程学院南京211800

以玻璃纤维增强复合材料(GFRP)为面层,轻木(Balsa)为芯材的GFRP-balsa夹芯结构在基础设施领域的应用范围不断扩大,但GFRP-balsa夹芯结构具有粘弹性,易于发生蠕变变形。为此,在温度为(25±1)℃,相对湿度为55%±5%的环境下,利用自主设计... 详细信息

以玻璃纤维增强复合材料(GFRP)为面层,轻木(Balsa)为芯材的GFRP-balsa夹芯结构在基础设施领域的应用范围不断扩大,但GFRP-balsa夹芯结构具有粘弹性,易于发生蠕变变形。为此,在温度为(25±1)℃,相对湿度为55%±5%的环境下,利用自主设计的弯曲蠕变加载装置对GFRP-balsa夹芯梁在20%、25%和30%荷载等级下的三点弯曲蠕变性能进行了3000~8760 h的测试,并利用多种模型对GFRP-balsa夹芯梁的蠕变响应进行了模拟和预测。结果表明:在试验荷载等级下,GFRP-balsa夹芯梁表现出线性粘弹性;弯曲蠕变对GFRP-balsa夹芯梁的跨中挠度具有重要影响,所有试件在3000 h的蠕变系数均不小于0.35;Findley模型适用于单一荷载等级下GFRP-balsa夹芯梁时变总挠度的拟合,在3000 h的拟合值与试验值之间的最大相对误差仅为0.7%;Bailey-Norton模型和通用幂次律模型分别适用于荷载等级不超过30%的GFRPbalsa夹芯梁蠕变挠度和时变总挠度的预测,在一年时,Bailey-Norton模型和通用幂次律模型预测值与试验值之间的最大相对误差分别为8.3%和5.9%。

关键词：玻璃纤维增强复合材料轻木夹芯梁弯曲蠕变预测模型

Bacterial microcompartment-mimicking Pickering emulsion droplets for detoxification of chemical threats under sweet conditions

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Science China Chemistry 2024年第9期67卷 3039-3049页

作者： Xiao Xu Wenqi Xie Ting wu Chen Chen Xiaoning Chen Yuheng Yang Hao Lian Hao Chen Xiaofeng Cheng Zhitong Chen Guojun Chen Chaoqun Liu Lanlan Chen Yu He Zhaowei Chen Bernard P.Binks Huanghao Yang New Cornerstone Science Laboratory MOE Key Laboratory for Analytical Science of Food Safety and BiologyCollege of ChemistryFuzhou UniversityFuzhou 350002China Institute of Biomedical and Health Engineering Shenzhen Institute of Advanced TechnologyChinese Academy of SciencesShenzhen 518055China Department of Biomedical Engineering and the Rosalind&Morris Goodman Cancer Research Institute McGill UniversityMontreal QC H3A 1A3Canada School of Pharmacy Henan UniversityKaifeng 475004China Department of Chemistry University of HullHull HU67RXUK

Chemical warfare agents represent a severe threat to mankind and their efficient decontamination is a global ***,traditional disposal strategies have limitations,including high energy consumption,use of aggressive reagents and generation of toxic ***,inspired by the compartmentalized architecture and detoxification mechanism of bacterial microcompartments,we constructed oil-in-water Pickering emulsion droplets stabilized by hydrogen-bonded organic framework immobilized cascade enzymes for decontaminating mustard gas simulant(2-chloroethyl ethyl sulfide,CEES)under sweet *** exemplified droplet systems were developed with two-enzyme(glucose oxidase/chloroperoxidase)and threeenzyme(invertase/glucose oxidase/chloroperoxidase)cascades,both achieving over 6-fold enhancement in decontamination efficiency compared with free enzymes and>99% selectivity towards non-toxic *** found that the favored mass transfer of sugars and CEES from their respective phases to approach the cascade enzymes located at the droplet surface and the facilitated substrate channeling between proximally immobilized enzymes were key factors in augmenting the decontamination *** importantly,the robustness of immobilized enzymes enabled easy reproduction of both the droplet formation and detoxification performance over 10 cycles,following long-term storage and in far-field locations.

关键词： Pickering emulsion biomimetics chemical warfare agent bacterial microcompartment biocatalysis

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中国三大粮食作物耕地生态系统碳足迹分析

北京大学学报（自然科学版） 2024年第3期60卷 575-584页

作者：李亚宁吴秀芹北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学云南建水荒漠生态系统国家定位观测研究站建水654399

基于2006—2019年全国NPP、三大粮食作物分布和农业生产投入等统计数据,对中国三大粮食作物的碳汇量、农业碳排放量和碳足迹进行估算,并分析三大粮食作物碳汇量的时空格局。结果表明,1)2006—2019年全国三大粮食作物总固碳量持续增加,... 详细信息

基于2006—2019年全国NPP、三大粮食作物分布和农业生产投入等统计数据,对中国三大粮食作物的碳汇量、农业碳排放量和碳足迹进行估算,并分析三大粮食作物碳汇量的时空格局。结果表明,1)2006—2019年全国三大粮食作物总固碳量持续增加,其中水稻、玉米和小麦的固碳量分别占41.92%,38.62%和19.46%;三大粮食作物的固碳量远超出农田生产要素引起的碳排放量,两者之比为5.37:1,表明全国农田生态系统具有较强的固碳能力;2)全国农业碳排放总量持续增加但增速下降,化肥和柴油是主要碳源;3)三大粮食作物耕地生态系统表现出较大的碳生态盈余,2019年碳足迹为17.55×106hm^(2),占耕地比例为18.62%,即三大粮食作物耕地系统生产排放的CO_(2)降低至需要全国不到1/5的三大粮食作物耕地来消纳。研究结果有助于明晰耕地生态系统在碳循环中的地位,对促进农业碳减排,全国2030年实现“碳达峰”,2060年实现“碳中和”的战略提供科学依据。

关键词：碳汇碳排碳足迹粮食作物中国

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考虑状态受限和一致性的微电网二次控制

控制理论与应用 2024年第1期41卷 183-188页

作者：吴忠强程洪强燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室河北秦皇岛066004

为解决交流微电网下垂控制产生的偏差问题,本文采用二次控制对分布式电源输出电压和频率进行调节.将微电网看成分布式多智能体系统,智能体间通过稀疏网络进行通信,运用多智能体一致性协议,本文提出一种基于障碍Lyapunov函数和自适应模... 详细信息

为解决交流微电网下垂控制产生的偏差问题,本文采用二次控制对分布式电源输出电压和频率进行调节.将微电网看成分布式多智能体系统,智能体间通过稀疏网络进行通信,运用多智能体一致性协议,本文提出一种基于障碍Lyapunov函数和自适应模糊系统的二次电压和频率控制器.采用障碍Lyapunov函数设计控制器,不但能保持系统的稳定性,还可使输出的电压和频率限制在预设的范围内.采用自适应模糊系统可对系统中的一些参变量的变化进行估计,提高了控制器的鲁棒性.本文给出了严格的稳定性证明.通过对负载变化,以及拓扑结构改变等的仿真测试,验证了所提方案的有效性.

关键词：微电网多智能体系统自适应模糊系统障碍Lyapunov函数 Backstepping

采用固体硅酸钠激发的一步法地质聚合物在软土固化中的适用性研究

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岩土力学 2024年第7期45卷 2072-2084页

作者：郑溢雯吴俊杨爱武李博顾珑上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620 上海师范大学建筑工程学院上海201418 东华大学环境科学与工程学院上海201620 温州理工学院建筑与能源工程学院浙江温州325000 中央军委后勤保障部安置住房保障中心北京100036

为解决水泥固化软土早期强度不足及制备水泥时高污染、高能耗及高成本等问题,采用固体硅酸钠(Na_(2)O·SiO_(2),简称NS)激发双先驱剂(粉煤灰(fly ash),简称FA)和磨细高炉矿渣(ground granulated blast furnace slag,简称GGBFS)制备一步... 详细信息

为解决水泥固化软土早期强度不足及制备水泥时高污染、高能耗及高成本等问题,采用固体硅酸钠(Na_(2)O·SiO_(2),简称NS)激发双先驱剂(粉煤灰(fly ash),简称FA)和磨细高炉矿渣(ground granulated blast furnace slag,简称GGBFS)制备一步法地质聚合物浆料(one-partgeopolymer,简称OPG)。研究FA掺量、NS摩尔数、碱激发剂浓度、水灰比等因素对地质聚合物浆料物理及力学性能的影响规律。在此基础上,开展优化配比试验,确定可作为土壤固化剂的地质聚合物最优配比。然后,将综合指标最优的地质聚合物配比用以固化软土。进一步研究双先驱剂中FA/GGBFS质量比和养护龄期对固化软土无侧限抗压强度(unconfined compressive strength,简称UCS)、孔隙率和孔径分布的影响。通过压汞法(mercury intrusion porosimetry,简称MIP)和扫描电子显微镜-能谱仪(scanning electron microscope-energy dispersive spectrometer,简称SEM-EDS)对试验进行微观分析,揭示其固化机制。研究结果表明:固体NS激发下的一步法地质聚合物能有效加固软土,其生成的水化凝胶物(N-A-S-H、C-A-H、C-S-H和C-A-S-H)能有效黏结土颗粒,从而促进形成致密固化土骨架。FA/GGBFS为0.1、水灰比为0.8、NS摩尔数为1.0、碱激发剂浓度为3 mol/L是固体硅酸钠激发的一步法地质聚合物固化软土的最佳配比,其固化软土的28 d无侧限抗压强度可达4.4 MPa,且具有良好的工作性。本研究扩展固体硅酸钠激发的一步法地质聚合物在深层搅拌技术中的应用,为软土地基的加固处理提供理论基础指导。

关键词：固体硅酸钠一步法地质聚合物微观分析无侧限抗压强度固化机制

A novel variable-order fractional chaotic map and its dynamics

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Chinese Physics B 2024年第3期33卷 281-290页

作者：唐周青贺少波王会海孙克辉姚昭吴先明 School of Electronic Information Central South UniversityChangsha 410083China School of Automation and Electronic Information Xiangtan UniversityXiangtan 411105China School of Physics Central South UniversityChangsha 410083China School of Mechanical and Electrical Engineering Guizhou Normal UniversityGuiyang 550025China

In recent years,fractional-order chaotic maps have been paid more attention in publications because of the memory *** paper presents a novel variable-order fractional sine map(VFSM)based on the discrete fractional ***,the order is defined as an iterative function that incorporates the current state of the *** analyzing phase diagrams,time sequences,bifurcations,Lyapunov exponents and fuzzy entropy complexity,the dynamics of the proposed map are investigated comparing with the constant-order fractional sine *** results reveal that the variable order has a good effect on improving the chaotic performance,and it enlarges the range of available parameter values as well as reduces non-chaotic *** coexisting attractors also enrich the dynamics of VFSM and prove its sensitivity to initial ***,the sequence generated by the proposed map passes the statistical test for pseudorandom number and shows strong robustness to parameter estimation,which proves the potential applications in the field of information security.

关键词： chaos fractional difference variable order multistability complexity