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具有手性结构的新型超导体制成 004

具有手性结构的新型超导体制成

科技日报

作者：张梦然

科技日报北京2月5日电（记者张梦然）日本东京都立大学研究人员通过混合两种材料，创造了一种具有手性晶体结构的新型超导体。新的铂—铱—锆化合物在2.2K温度以下转变为超导体，使用X射线衍射可观察到其具有手性晶体结构。该技术方案... 详细信息

科技日报北京2月5日电（记者张梦然）日本东京都立大学研究人员通过混合两种材料，创造了一种具有手性晶体结构的新型超导体。新的铂—铱—锆化合物在2.2K温度以下转变为超导体，使用X射线衍射可观察到其具有手性晶体结构。该技术方案有望加速对新型奇异超导材料的发现和理解?

关键词：超导体手性结构超导性

来源： cnki报纸评论

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具有手性结构的新型超导体制成

电子质量 2024年第2期 124-124页

据报道,日本东京都立大学研究人员通过混合两种材料,创造了一种具有手性晶体结构的新型超导体。新的铂—铱—锆化合物在2.2 K温度以下转变为超导体,使用X射线衍射可观察到其具有手性晶体结构。该技术方案有望加速对新型奇异超导材料的... 详细信息

据报道,日本东京都立大学研究人员通过混合两种材料,创造了一种具有手性晶体结构的新型超导体。新的铂—铱—锆化合物在2.2 K温度以下转变为超导体,使用X射线衍射可观察到其具有手性晶体结构。该技术方案有望加速对新型奇异超导材料的发现和理解。相关论文发表在最新一期《美国化学会杂志》上。科学家希望了解超导材料的奇异性质如何从其结构中产生,以及如何控制结构以获得理想的特性。

关键词：锆化合物超导体 X射线衍射超导材料手性晶体结构日本东京都手性结构控制结构

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多层级手性结构生物丝束力学性能的理论模拟

Acta Mechanica Sinica 2023年第7期39卷 173-184页

作者：张迎宾于红军秦庆华曲传咏王建山 Departiment of Mechanics Tianjin UniversityTianjin 300054China Deparment of Astronautic Science and Mechanics Harbin Instiute of Technology Harbin 50001China Department of Materials Science Shenzhen MSU-BIT UniversityShenzhen 518172China

高度有序的多层级手性结构赋予肌腱、韧带和植物卷须等生物丝束优异的力学性能.然而,多层级手性结构如何影响丝束的力学性能尚不清楚.本文建立了具有自相似多层级手性结构的生物丝束的理论模型.基于此模型,研究了丝束载荷传递机制、材... 详细信息

高度有序的多层级手性结构赋予肌腱、韧带和植物卷须等生物丝束优异的力学性能.然而,多层级手性结构如何影响丝束的力学性能尚不清楚.本文建立了具有自相似多层级手性结构的生物丝束的理论模型.基于此模型,研究了丝束载荷传递机制、材料手性和手性组装形式及结构层级数对生物丝束的模量、刚度等力学性能的影响.结果表明,丝束的力学性能显著依赖于纤维的材料手性和多层级手性结构.材料手性可以使纤维更加柔软,多层级手性结构使丝束能够承受大的拉伸变形.此工作不仅加深了对生物丝束结构-性能关系的理解,还有助于人造肌肉和柔性致动器、传感器等的设计.

关键词：拉伸变形力学性能组装形式理论模拟致动器丝束手性结构多层级

用三维虚拟技术突破手性结构的教学瓶颈--以α-石英的手性结构为例

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化学教育（中英文） 2023年第1期44卷 94-101页

作者：黄剑芳福建省福州第一中学福建福州350001

针对中学化学“物质结构与性质”模块3个版本教材中有关石英结构的二维图形不利于教学的局限性,利用“晶体学开放数据库”数据制作α-石英晶体结构三维虚拟模型,借助三维虚拟技术强大的交互功能全方位探索α-石英的空间结构,展示α-石... 详细信息

针对中学化学“物质结构与性质”模块3个版本教材中有关石英结构的二维图形不利于教学的局限性,利用“晶体学开放数据库”数据制作α-石英晶体结构三维虚拟模型,借助三维虚拟技术强大的交互功能全方位探索α-石英的空间结构,展示α-石英独特的大半径双螺旋手性结构,揭秘其旋光性的原因。教学实践表明,利用三维虚拟技术拓展中学结构教学的广度和深度是可行的。

关键词：三维虚拟技术 α-石英手性结构

基于负泊松比手性结构的柔性管道括约功能设计及研究

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基于负泊松比手性结构的柔性管道括约功能设计及研究

作者：黄仲韬燕山大学

学位级别：硕士

具有负泊松比特性的结构材料是近几年来的热门研究课题。负泊松比材料为材料学、建筑学、土木工程学和航空航天等方面拓展出了新的领域。其中镍钛形状记忆合金作为材料的负泊松比结构的独特优良性能在高新技术领域尤其是仿生学方面有广... 详细信息

具有负泊松比特性的结构材料是近几年来的热门研究课题。负泊松比材料为材料学、建筑学、土木工程学和航空航天等方面拓展出了新的领域。其中镍钛形状记忆合金作为材料的负泊松比结构的独特优良性能在高新技术领域尤其是仿生学方面有广阔的前景。本文研究基于负泊松比支架结构,实现柔性管道内衬可往复收缩与舒张,同时具有前后蠕动的括约功能。为此,设计了手性胞元结构并将其组合成三维结构支架,使其整体结构具有负泊松比;仿生人体肠道内部褶皱,设计了具有横纹内衬、螺旋状内衬、波纹管状内衬和交错内衬及其衍生内衬的柔性管道,与负泊松比结构支架组合构成具有括约功能的柔性管道。研究表明,结构支架轴向压缩时向内挤压管道内衬,轴向拉伸时相反,由此交替变形实现括约功能。通过建立管道支架和柔性管道有限元模型,对其进行数值仿真研究。首先,考察管道支架在拉压位移载荷作用下的变形和应力分布;其次,分析管道内部体积的压缩率以及管道内径的收缩率,对比不同柔性管道内衬设计的合理性。结果显示,反四手性胞元结构支架管径变化率、负泊松比效应和柔韧性均高于反三手性,同时,除个别内衬外,反四手性四胞元结构支架管道内衬体积变化率均高于反三手性。为了考察柔性管道内部流体流动状态,验证管道内衬模型的可行性,对柔性管道内部流体和单段柔性管道内衬进行流固耦合分析;对单段柔性管道以“伸长-原长-压缩”的变形模式,分析单段柔性管道在动态过程的不同阶段内部流体的运动状态;计算柔性管道内部的流体域和管道内衬的固体域分析柔性管道内部流体对单段柔性管道应力-应变的影响。研究表明,交错内衬和螺旋状内衬柔性管道无法成为具有括约功能的柔性管道,而波纹管状内衬柔性管道则比较适合。将相同内衬的柔性管道拼接成长管道进行流固耦合分析,考察长管道在仿生人体肠道括约功能下内部流体的流动状态及其对管道内衬的影响。结果表明,反三手性四胞元结构支架波纹管状内衬长管道更适合作为具有括约功能的柔性管道。

关键词：手性结构负泊松比材料有限元法括约功能流固耦合

手性内凹多边形负泊松比超结构理论与实验研究

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手性内凹多边形负泊松比超结构理论与实验研究

作者：瞿发华华南理工大学

学位级别：硕士

负泊松比网格结构相比于传统的网格结构具有优异的力学性能,在汽车、国防军工、航空航天、精密制造等领域有着非常广阔的应用前景,相比于传统的拉缩结构,拉胀结构的独特变形模式使其在受到碰撞冲击时吸收能量的效率更高,在单位质量内吸... 详细信息

负泊松比网格结构相比于传统的网格结构具有优异的力学性能,在汽车、国防军工、航空航天、精密制造等领域有着非常广阔的应用前景,相比于传统的拉缩结构,拉胀结构的独特变形模式使其在受到碰撞冲击时吸收能量的效率更高,在单位质量内吸收的能量更快、更多。同时拉胀材料还具有压痕阻力大、剪切模量高、轻质等优质特性,这对于高强度的轻质抗冲击吸能材料的研究具有很高的价值。首先创新性地设计了手性内凹八边形负泊松比结构,建立了结构的参数化模型,为了得到结构的尺寸参数和等效力学性能之间的数学关系,首先利用Solid Works的VBA引擎对结构进行参数化建模,建立了三维XY型结构以及三维XYZ型结构的几何模型,通过理论力学和材料力学相关理论对手性内凹八边形负泊松比结构的等效力学性能进行了推导,建立了结构相对密度、等效弹性模量、等效失效应力等与结构尺寸参数的数学表达,在推导过程中相对于传统方法严格考虑了手性节点在变形过程中的应变能。然后利用ABAQUS有限元仿真软件对不同结构尺寸参数进行了仿真分析,验证了理论推导的准确性。为了建立手性内凹八边形负泊松比网格结构的吸能性能与结构尺寸参数之间的关系,本文首先建立了网格结构在冲击载荷下的有限元仿真模型,通过仿真得到网格结构在发生大变形时的变形模式,并结合相关理论推导了网格结构变形过程中的应力平台区、平台应力增强区与结构尺寸参数间的数学模型,得到了不同结构尺寸参数的网格模型在冲击载荷下的等效应力-应变曲线,进而得到其吸能性能与等效应力/应变的关系曲线。利用3D打印技术制作了手性内凹八边形网格结构实验样件并进行了准静态压缩实验,得到了样件在小变形下的应力应变曲线,并通过光流法得到了网格结构的泊松比,为了验证负泊松比网格结构的吸能性能,创新性地设计了负泊松比网格球跌落实验,通过实验对比了本研究设计的负泊松比结构相对于传统的网格结构在吸能性能方面的优势。根据实验数据和仿真数据建立了泊松比和比吸能的二阶响应面模型,以泊松比最小和比吸能最大为优化目标,使用改进的NSGA-Ⅱ算法对模型进行优化,对优化结构进行了仿真分析,得到了其优化目标相对于初始结构的优化效果。研究表明本文所设计的负泊松比网格结构在受到冲击时变形更稳定,其应力平台区更长且更加平缓,表现为其抗冲击性能更好。

关键词：负泊松比手性结构内凹多边形结构比吸能效率多目标优化

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扭曲型准三维纳米结构设计与光学手性研究

扭曲型准三维纳米结构设计与光学手性研究

作者：魏巍中央民族大学

学位级别：硕士

圆二色性（CD）作为最具代表性的手性效应之一,为分子手性的检测和表征提供了一种简单的方法。CD的增强和符号反转对于其在手性生物传感、手性开关和光学滤波等方面的实际应用具有重要意义。一直以来研究者利用构建各种纳米结构来实现... 详细信息

圆二色性（CD）作为最具代表性的手性效应之一,为分子手性的检测和表征提供了一种简单的方法。CD的增强和符号反转对于其在手性生物传感、手性开关和光学滤波等方面的实际应用具有重要意义。一直以来研究者利用构建各种纳米结构来实现圆二色性的幅值增强。本文提出并设计了一种新的准三维手性纳米结构,利用模板沉积技术的邻近效应仿真出该结构,通过光学仿真模拟研究了该结构几何参数改变时的手性特性及其变化原因,探究了该结构在超灵敏生物手性传感器中的应用。主要内容如下:（1）通过模板沉积技术的孔径堵塞特点,在COMSOL仿真软件中仿真出扭曲型三重对称准三维阿基米德螺旋手性纳米结构,将该结构按正六边形晶格排列成阵列,并研究了圆偏振光垂直入射时结构的光学特性。（2）提出一种改变该结构的高度和相邻叶片之间的间距实现圆二色性幅值增加和符号反转的方案。得益于CD对高度的高灵敏度响应,当纳米级厚度的介质层涂覆在结构表面时,实现了 CD的符号反转,这为超灵敏手性生物传感提供了一种很有前景的策略。同时初步摸索了模板沉积实验,证明了模板沉积实验的可行性。（3）解析计算了多极矩散射功率,发现磁偶极矩和电四极矩共同决定了CD的幅值和符号。由于纳米结构的特殊构型,它的周期阵列是具有两个手性中心的双手性结构,基于这种双几何手性特殊结构,在不改变结构的几何参数的情况下,通过改变结构的高度或者两个叶片之间的距离来改变干涉相位,实现了 CD的幅值增加和符号反转。（4）分析了短波区域及长波区域的峰值位置变化的原因,发现短波区域的共振峰是由表面晶格共振激发的,而长波区域的是由局域表面等离子共振激发的。正是这两个机制的不同,才导致在微弱的几何参数的改变下短波和长波区域的光学响应产生巨大差异。

关键词：手性结构圆二色性符号反转准三维纳米结构表面晶格共振

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基材塑性模量对手性拉胀结构拉胀性能的影响

成都大学学报（自然科学版） 2022年第1期41卷 58-64页

作者：安文龙吴璇江松辉朱一林西南石油大学土木工程与测绘学院四川成都610500

针对两种经典手性拉胀结构(三节点反手性材料和六节点手性结构),系统考察了基体材料塑性模量对其拉胀性能(负泊松比行为)的影响.结果表明:塑性变形会抑制三节点反手性结构的拉胀性能,基体材料塑性模量越小,其拉胀性能越差;与之相反,塑... 详细信息

针对两种经典手性拉胀结构(三节点反手性材料和六节点手性结构),系统考察了基体材料塑性模量对其拉胀性能(负泊松比行为)的影响.结果表明:塑性变形会抑制三节点反手性结构的拉胀性能,基体材料塑性模量越小,其拉胀性能越差;与之相反,塑性变形会促进六节点手性结构的拉胀性能,基体材料塑性模量越小,其拉胀性能越好.此外,在初始变形时,两种结构的负泊松比响应均为各向同性,但随着变形的增加,负泊松比响应转为具有旋转对称性的各向异性.

关键词：拉胀超材料负泊松比塑性模量手性结构

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韧带结构对手性超材料弹性波传播带隙的影响

功能材料 2015年第22期46卷 22090-22094页

作者：苏继龙福建农林大学机电工程学院福州350002

针对手性周期结构超材料,重点研究材料内部微结构韧带的动态特性对手性超材料中弹性波传播带隙的影响。建立了考虑韧带与节点环之间弹性联接的韧带固有频率的计算模型,在此基础上,探索弹性波在手性周期结构超材料中传播带隙的形成机理... 详细信息

针对手性周期结构超材料,重点研究材料内部微结构韧带的动态特性对手性超材料中弹性波传播带隙的影响。建立了考虑韧带与节点环之间弹性联接的韧带固有频率的计算模型,在此基础上,探索弹性波在手性周期结构超材料中传播带隙的形成机理及其与韧带性能参数和尺寸之间的关联。结果表明,手性结构中弹性支承韧带的频率比其简化为两端固支的要低,韧带越短,对弹性支承特性越敏感;超材料中少数韧带振动的局部化导致的能量耗散是抑制弹性波传播的根源,通过改变韧带的联接弹性和质量分布可以实现对超材料中弹性波传播特性的主动调控。

关键词：手性结构超材料振动与波