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高分子材料科学与工程 2024年第4期40卷 111-118页

作者：王子云李柏霖安徽大学物质科学与信息技术研究院安徽合肥230601 中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心安徽合肥230031

高分子材料表面是表界面科学的一个重要研究领域。然而,从分子水平上对高分子薄膜表面进行原位无损精准探测仍具有挑战性。文中自主研发了表界面敏感的共线相位敏感飞秒和频光谱,其具有分子绝对取向结构的分辨能力、高的相位稳定性和信... 详细信息

高分子材料表面是表界面科学的一个重要研究领域。然而,从分子水平上对高分子薄膜表面进行原位无损精准探测仍具有挑战性。文中自主研发了表界面敏感的共线相位敏感飞秒和频光谱,其具有分子绝对取向结构的分辨能力、高的相位稳定性和信噪比以及弱表面信号的探测能力。本系统采用35fs的宽频红外激光,一次数据采集具有较宽的光谱测试范围。将此系统应用到聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)和聚己二酰己二胺(尼龙6/6)高分子薄膜表面的精准结构(绝对取向结构)的探测。结果表明,PMMA的酯甲基、PS的侧基苯环以及尼龙6/6的N—H基团在表面上有序取向且朝向空气一侧,其他基团在表面上相对无序取向或者倾向于平躺于表面上。文中开发了相位敏感飞秒和频光谱,并将其应用到了高分子薄膜表面领域,对高分子薄膜表面精准结构的认识以及表面性能的优化具有十分重要的意义。

关键词：相位敏感和频光谱高分子薄膜表界面

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磁场对血红蛋白氧合速率的影响

生物化学与生物物理进展 2024年第9期51卷 2210-2221页

作者：刘颜方彦雯张欣谢灿安徽医科大学生命科学学院合肥230032 中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心合肥230031 和也健康科技有限公司和也智慧健康研究院湖州313300

目的血红蛋白是高等动物体内运输氧气的载体蛋白,本工作拟探究磁场对血红蛋白氧合的影响,并比较人和牦牛血红蛋白在磁场下氧合的差异。方法构建人和牦牛血红蛋白的重组表达纯化系统;分别将人和牦牛脱氧血红蛋白置于地磁场或外加磁场下,... 详细信息

目的血红蛋白是高等动物体内运输氧气的载体蛋白,本工作拟探究磁场对血红蛋白氧合的影响,并比较人和牦牛血红蛋白在磁场下氧合的差异。方法构建人和牦牛血红蛋白的重组表达纯化系统;分别将人和牦牛脱氧血红蛋白置于地磁场或外加磁场下,通过收集紫外可见光谱数据,计算氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白和高铁血红蛋白3种组分的浓度和比例,分析磁场对血红蛋白氧合速率的影响;使用超导量子干涉磁测量系统SQUID对人氧合血红蛋白和人脱氧血红蛋白进行磁性测量,探讨磁场影响血红蛋白氧合速率的可能机制。结果利用大肠杆菌原核表达系统成功表达并纯化得到了人和牦牛的血红蛋白样品。发现牦牛血红蛋白比人血红蛋白的氧合速率更快,外加0.3 T静磁场显著提高了血红蛋白的氧合速率,且牦牛血红蛋白比人血红蛋白对磁场更为敏感。结论本研究成功表达和纯化了人和牦牛血红蛋白,发现磁场促进了血红蛋白的氧合过程。磁场对血红蛋白氧合速率的影响可能与血红蛋白本身的磁学性质有关。这些发现为未来使用外加磁场作为辅助手段改善低氧症状提供了理论支撑,有望在临床中发挥作用。

关键词：血红蛋白磁场人血红蛋白牦牛血红蛋白氧合速率

Ba122铁基超导带材交流损耗影响因素的仿真研究

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低温与超导 2024年第9期 1-5+29页

作者：戚越赵航俞雷丁杭伟黄鹏程陈文革安徽大学物质科学与信息技术研究院中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心

本文采用中国科学院电工所生产的Ba122铁基超导带材为研究对象，将基于磁场的H方程与超导体的E-J关系结合起来，通过COMSOL Multiphysics有限元仿真软件建立了Ba122铁基超导带材的二维轴对称模型，仿真计算并分析了不同芯丝数、不同磁... 详细信息

本文采用中国科学院电工所生产的Ba122铁基超导带材为研究对象，将基于磁场的H方程与超导体的E-J关系结合起来，通过COMSOL Multiphysics有限元仿真软件建立了Ba122铁基超导带材的二维轴对称模型，仿真计算并分析了不同芯丝数、不同磁场幅值、不同磁场频率、芯丝间距对铁基超导带材的影响。仿真结果表明：合理设计芯丝数能够使铁基超导带材总交流损耗最小化。多芯化对于降低交流损耗的效果在磁场强度幅值较高或频率较低的情况下更为显著。此外，在一次穿管时，必须优化内包套的厚度。

关键词：铁基超导交流损耗 H方程有限元仿真

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高场HTS导体测试平台氦低温系统流程分析

低温与超导 2024年第4期52卷 24-30页

作者：蒋皓天李俊杰中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心合肥230031 中国科学技术大学合肥230026

为了提高高温超导导体进行性能测试时的稳定性和全面性,针对高场HTS(High-Temperature Superconducting)导体测试平台氦低温系统调控参数的复杂性,对低温系统中的部件进行工况分析,采用梯度下降法,通过MATLAB编程的方式实现了低温系统... 详细信息

为了提高高温超导导体进行性能测试时的稳定性和全面性,针对高场HTS(High-Temperature Superconducting)导体测试平台氦低温系统调控参数的复杂性,对低温系统中的部件进行工况分析,采用梯度下降法,通过MATLAB编程的方式实现了低温系统运行流程的模拟,设计了系统在不同测试温度下的最佳运行模式及流量等关键参数的调控方案。研究结果表明:在相同测试温度下,输入系统的氦气压力为5 bar时系统所需流量最小,随着测试温度升高,输入系统的氦流量先增大再减小。对低温系统最佳运行模式下各参数的分析可为进行超导导体性能测试实验时低温系统调控提供参考。

关键词：超导测试氦低温系统流程分析梯度下降法

氧化石墨烯和石墨烯的高浓度加工、致密化及应用

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新型炭材料（中英文） 2024年第3期39卷 483-505页

作者：王悦罗家亮鲁哲宏狄俊王苏炜姜炜南京理工大学化学与化工学院国家特种超细粉体工程技术研究中心江苏南京210094 中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心安徽合肥230031

由紧密堆叠的石墨烯片组成的致密石墨烯组件具有出色的化学稳定性和优异的力学、热学和电学性能。致密石墨烯组件不存在多孔石墨烯气凝胶中密度低、力学强度低、导电性差和导热性差等问题,是未来便携式电子和智能设备的理想材料。本文... 详细信息

由紧密堆叠的石墨烯片组成的致密石墨烯组件具有出色的化学稳定性和优异的力学、热学和电学性能。致密石墨烯组件不存在多孔石墨烯气凝胶中密度低、力学强度低、导电性差和导热性差等问题,是未来便携式电子和智能设备的理想材料。本文对制备方法进行了总结,包括利用机械分散、蒸发浓缩、离心浓缩和液相剥离法获得的高浓度氧化石墨烯(GO)和石墨烯分散液,以及利用真空辅助过滤、界面自组装和压制成型法获得的二维(2D)致密石墨烯基薄膜和三维(3D)致密石墨烯基结构,并评估了各种方法的优缺点。此外,还总结了致密石墨烯基组件在储能、热管理和电磁干扰(EMI)屏蔽方面的应用。最后,概述了致密石墨烯组件在未来研究中面临的挑战和前景。本综述为探索和开发大规模、低成本的制造技术和面向应用的致密石墨烯组件提供参考。

关键词：高浓度分散液致密石墨烯基组件二维薄膜三维结构应用

Ba122铁基超导带材焊接接头制备与性能研究

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低温与超导 2024年第7期52卷 20-25页

作者：徐志鹏赵航俞雷丁杭伟黄鹏程陈文革中国科学技术大学合肥230026 中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心合肥230031

本文主要介绍了Ba122铁基超导带材焊接接头的制作工艺,使用不同的焊料制作铁基超导焊接搭接和桥接接头并对其性能进行了研究。通过接头样品的性能测试,获得了4.2 K下的接头电阻值,同时也评估了接头的机械强度。研究结果表明:对于搭接接... 详细信息

本文主要介绍了Ba122铁基超导带材焊接接头的制作工艺,使用不同的焊料制作铁基超导焊接搭接和桥接接头并对其性能进行了研究。通过接头样品的性能测试,获得了4.2 K下的接头电阻值,同时也评估了接头的机械强度。研究结果表明:对于搭接接头,使用高熔点焊料可显著降低接头电阻至最低45 nΩ。而对于桥接接头,推荐使用低熔点焊料,其最低电阻为108 nΩ。接头电阻随接头长度增加而减小,但过长的接头会导致理论与实际电阻值偏差增大。此外,不同焊料对接头机械强度影响不大,强度主要依赖于超导带材本身。热处理后的铁基带材和接头机械强度不高,在制作铁基超导线圈时需进行特殊保护。

关键词：铁基超导焊接接头电阻机械强度

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基于嵌入式的低温文丘里流量显示仪设计

低温与超导 2024年第4期52卷 95-102页

作者：郑磊李俊杰安徽大学物质科学与信息技术研究院合肥230601 中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心合肥230031

为满足低温制冷系统中流量实时监测的需求,本文针对低温文丘里流量计,设计了基于嵌入式系统的低温文丘里流量显示仪,在其功能上集成压力压差信号采集、低温温度监测以及质量流量计算,可适用于不同状态的流体在不同压力、压差和温度工况... 详细信息

为满足低温制冷系统中流量实时监测的需求,本文针对低温文丘里流量计,设计了基于嵌入式系统的低温文丘里流量显示仪,在其功能上集成压力压差信号采集、低温温度监测以及质量流量计算,可适用于不同状态的流体在不同压力、压差和温度工况下的流量测量。该流量显示仪具有易使用、集成度高等优点。结果表明该低温文丘里流量显示仪的测试误差最大为0.557%,满足低温环境中流量监测的要求。

关键词：低温文丘里流量计嵌入式流量监测

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屏蔽伽马射线高Z复合材料

化学进展 2024年第7期36卷 1102-1116页

作者：陈左阳霍志鹏张宏钟国强中国科学院合肥物质科学研究院合肥230031 中国科学技术大学合肥230026

随着科技的发展,核技术在能源、医学、航空航天等领域的应用越来越广泛。然而,核技术应用产生的高能伽马射线具有很强的穿透性并且能使人体细胞发生电离,会对人体健康造成损害,因此高效核辐射防护材料的研发尤为重要。材料的伽马屏蔽性... 详细信息

随着科技的发展,核技术在能源、医学、航空航天等领域的应用越来越广泛。然而,核技术应用产生的高能伽马射线具有很强的穿透性并且能使人体细胞发生电离,会对人体健康造成损害,因此高效核辐射防护材料的研发尤为重要。材料的伽马屏蔽性能与其密度和有效原子序数直接相关,因此研究人员将高原子序数(高Z)的化合物作为填料,掺杂到不同的基体材料中制成了各种复合屏蔽材料。本文阐述了伽马射线和物质相互作用的三种基本物理效应,按照玻璃基、聚合物基和金属基这三类基体材料,分类介绍了高Z伽马射线复合屏蔽材料的研究进展,并总结存在的问题和解决方案。

关键词：高原子序数辐射屏蔽复合材料伽马射线

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基于异构平台的卷积神经网络加速系统设计

计算机工程与科学 2024年第1期46卷 12-20页

作者：秦文强吴仲城张俊李芳安徽大学物质科学与信息技术研究院安徽合肥230601 中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心安徽合肥230031 强磁场安徽省实验室安徽合肥230031

在计算和存储资源受限的嵌入式设备上部署卷积神经网络,存在执行速度慢、计算效率低、功耗高的问题。提出了一种基于异构平台的新型卷积神经网络加速架构,设计并实现了基于MobileNet的轻量化卷积神经网络加速系统。首先,为降低硬件资源... 详细信息

在计算和存储资源受限的嵌入式设备上部署卷积神经网络,存在执行速度慢、计算效率低、功耗高的问题。提出了一种基于异构平台的新型卷积神经网络加速架构,设计并实现了基于MobileNet的轻量化卷积神经网络加速系统。首先,为降低硬件资源消耗以及数据传输成本,采用动态定点数量化和批标准化融合的设计方法,对网络模型进行了优化,并降低了加速系统的硬件设计复杂度;其次,通过实现卷积分块、并行卷积计算、数据流优化,有效提高了卷积运算效率和系统吞吐率。在PYNQ-Z2平台上的实验结果表明,此加速系统实现的MobileNet网络推理加速方案对单幅图像的识别时间为0.18 s,系统功耗为2.62 W,相较于ARM单核处理器加速效果提升了128倍。

关键词：现场可编程门阵列(FPGA) Vivado高层次综合卷积神经网络异构平台硬件加速