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断裂相场法在材料失效分析中的应用:界面断裂的超剪切转变

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功能高分子学报 2024年第1期37卷 1-4页

作者：曾鋆崔昆朋田富成中国科学技术大学中国科学院软物质化学重点实验室国家同步辐射实验室安徽省先进功能高分子薄膜工程实验室合肥230026 中国科学技术大学高分子科学与工程系中国科学院软物质化学重点实验室精准智能化学重点实验室合肥230026 北海道大学高等生命科学学院日本札幌001-0021

Ⅱ型裂纹界面断裂速率可以超越材料的剪切波速已经在理论和实验中被证明,这种界面断裂的跨声速转变被普遍认为受“Burridge-Andrews”机制(也称“子-母”裂纹机制)控制。然而,对于这种跨声速转变机制,子裂纹的直接证据很少被报道,甚至... 详细信息

Ⅱ型裂纹界面断裂速率可以超越材料的剪切波速已经在理论和实验中被证明,这种界面断裂的跨声速转变被普遍认为受“Burridge-Andrews”机制(也称“子-母”裂纹机制)控制。然而,对于这种跨声速转变机制,子裂纹的直接证据很少被报道,甚至有些报道中并没有在裂纹跨声速转变过程中观察到子裂纹。近期,中国科学技术大学李良彬教授课题组开展了Ⅱ型裂纹界面跨声速转变的数值模拟研究,“子-母”裂纹扩展过程首次在相场断裂模拟中被重现。他们的工作揭示了一个跨声速裂纹发生的临界预应力水平值,并提出了子裂纹出现的定量化预测准则。

关键词：动态断裂超剪切转变断裂相场模型数值模拟界面断裂

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生物大分子的量子计算模拟:并行量子计算的初步探索

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科学通报 2024年第15期69卷 1967-1969页

作者：商红慧范逸刘杰杨金龙中国科学技术大学精准智能化学重点实验室合肥230026 中国科学技术大学合肥国家实验室合肥230088

量子计算是一项新兴的变革性的加速计算方法.它利用量子力学原理来进行新颖的计算,使得量子计算机的处理能力随着比特数的增加而呈指数级上升,这为经典计算机所无法解决的难题(比如量子计算化学)提供了有效的解决方案,可以实现对真实量... 详细信息

量子计算是一项新兴的变革性的加速计算方法.它利用量子力学原理来进行新颖的计算,使得量子计算机的处理能力随着比特数的增加而呈指数级上升,这为经典计算机所无法解决的难题(比如量子计算化学)提供了有效的解决方案,可以实现对真实量子体系的直接模拟.

关键词：量子力学原理量子计算量子体系生物大分子直接模拟加速计算变革性比特数

β-双亚胺稀土双烷基配合物催化邻甲氧基苯乙烯高间规聚合研究

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高分子学报 2024年第6期55卷 729-737页

作者：王田田孙碧玮吴春姬崔冬梅中国科学院长春应用化学研究所、高分子物理与化学国家重点实验室长春130022 中国科学技术大学应用化学与工程学院合肥230026

设计合成了一类氮原子上含脂肪族取代基的β-双亚胺的配体及其相应的稀土金属配合物1~3.在助催化剂有机硼盐和烷基铝的作用下,将配合物1~3用于催化邻甲氧基苯乙烯(oMOS)聚合中,制得了高间规选择性(rrrr‍>‍99%)聚合物,所得聚合物的玻璃... 详细信息

设计合成了一类氮原子上含脂肪族取代基的β-双亚胺的配体及其相应的稀土金属配合物1~3.在助催化剂有机硼盐和烷基铝的作用下,将配合物1~3用于催化邻甲氧基苯乙烯(oMOS)聚合中,制得了高间规选择性(rrrr‍>‍99%)聚合物,所得聚合物的玻璃化转变温度Tg为-90℃,熔点Tm为240℃.将配合物2用于催化异戊二烯(IP)均聚合,得到了以1,4-结构为主(含量约88.6%)的聚合物,玻璃化转变温度Tg为-57℃.此外,借助DFT理论计算,发现配位模式是决定邻甲氧基苯乙烯聚合物立体选择性的关键.

关键词：稀土催化剂高间规选择性邻甲氧基聚苯乙烯

铝卟啉折叠催化剂催化二氧化碳/环氧化物共聚反应

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高分子学报 2024年第4期55卷 396-406页

作者：周振震刘顺杰郎涛涛高凤翔王献红中国科学院长春应用化学研究所生态环境高分子材料重点实验室长春130022 中国科学技术大学应用化学与工程学院合肥230026

折叠催化剂因具有“类酶”的二级结构,被广泛应用于小分子化合物合成,然而其在高分子合成中的应用却鲜有报道.基于双氨基功能化的铝卟啉与2,5-吡啶二甲酰氯的缩聚反应,本文报道了一种铝卟啉芳香酰胺折叠体催化剂,有效(300~1250 h^(-1))... 详细信息

折叠催化剂因具有“类酶”的二级结构,被广泛应用于小分子化合物合成,然而其在高分子合成中的应用却鲜有报道.基于双氨基功能化的铝卟啉与2,5-吡啶二甲酰氯的缩聚反应,本文报道了一种铝卟啉芳香酰胺折叠体催化剂,有效(300~1250 h^(-1))、高选择性(99%)地催化了二氧化碳(CO_(2))与环氧化物的共聚反应.值得一提的是,该催化剂可以实现无助催化剂条件下CO_(2)和环氧丙烷的共聚,催化活性可达525 h^(-1),同时聚合物选择性在95%以上,并且在80℃下表现出“类酶”的最佳温度特性.在催化CO_(2)与环氧环己烷共聚时,催化活性与二氧化碳压力(1~7 MPa)呈线性正相关关系,催化活性最高可达1250 h^(-1),聚合物选择性和碳酸酯单元含量保持在99%以上.本文报道的铝卟啉折叠体催化剂为芳香酰胺折叠体在催化领域的发展提供了借鉴,同时也进一步拓展了折叠催化在高分子合成中的应用.

关键词：铝卟啉芳香酰胺折叠体二氧化碳环氧化物协同催化

基于大变形疲劳理论的橡胶材料及制品疲劳寿命预测方法

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高分子材料科学与工程 2024年第7期40卷 103-111页

作者：刘超罗传富中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室吉林长春130022 中国科学技术大学应用化学与工程学院安徽合肥230026

基于橡胶大变形疲劳理论提出了一套橡胶材料及其制品的疲劳寿命预测方法。该方法主要包括橡胶超弹性本构模型拟合以及有限元分析和疲劳仿真联合模拟2个步骤。由橡胶材料单轴拉伸疲劳实验数据使用最小二乘法拟合得到Mooney-Rivilin本构... 详细信息

基于橡胶大变形疲劳理论提出了一套橡胶材料及其制品的疲劳寿命预测方法。该方法主要包括橡胶超弹性本构模型拟合以及有限元分析和疲劳仿真联合模拟2个步骤。由橡胶材料单轴拉伸疲劳实验数据使用最小二乘法拟合得到Mooney-Rivilin本构模型材料参数。文中开发了具有自主知识产权的CIAC-SAFE疲劳仿真软件,并根据材料参数联合开源有限元模拟软件模拟的方法预测了哑铃型橡胶薄片单轴拉伸工况下的疲劳寿命,通过与实验结果比较验证了联合模拟方法的准确性。通过静态模拟数据来等效计算稳态滚动工况载荷历程,应用大变形疲劳理论方法预测V型带式模型以及橡胶轮胎模型稳态滚动工况下的疲劳寿命,根据预测结果对橡胶带式无极变速器(CVT)及橡胶轮胎的结构设计提出了优化建议,这表明该方法可以用于橡胶产品的设计前期,为产品开发节约时间和成本,也为深入理解橡胶材料疲劳及失效提供理论参考。

关键词：有限元分析疲劳仿真大变形疲劳理论本构模型

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低能量电子辐照液体甲醇产生负离子团簇

Chinese Journal of Chemical Physics 2024年第1期37卷 24-28,I0117页

作者：陈子伟李子渊田善喜中国科学技术大学化学物理系表界面化学与能源催化安徽省教育厅重点实验室合肥230026 中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心合肥230026

本文利用线形飞行时间质谱,在低能量电子与液体甲醇碰撞中探测到了负离子产物.利用量子化学计算,进一步确定负离子产物为氢键结合的分子团簇CH_(3)***_(3)O^(-)和CH_(3)***_(3)***_(3)O^(-),而且其单占据分子轨道表现为价层轨道特征.虽... 详细信息

本文利用线形飞行时间质谱,在低能量电子与液体甲醇碰撞中探测到了负离子产物.利用量子化学计算,进一步确定负离子产物为氢键结合的分子团簇CH_(3)***_(3)O^(-)和CH_(3)***_(3)***_(3)O^(-),而且其单占据分子轨道表现为价层轨道特征.虽然CH_(3)***_(3)OH^(-)和CH_(3)***_(3)***_(3)OH^(-)对应各自势能面的极小点,但能量上相比脱氢团簇不具有产生优势,且其单占据分子轨道具有显著的溶剂化电子特征.

关键词：负离子团簇低能量电子液体束

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等离子体刻蚀建模中的电子碰撞截面数据

物理学报 2024年第9期73卷 1-25页

作者：陈锦峰朱林繁中国科学技术大学近代物理系合肥230026

半导体芯片是信息时代的基石,诸如大数据、机器学习、人工智能等新兴技术领域的快速发展离不开源自芯片层面的算力支撑.在越来越高的算力需求驱动下,芯片工艺不断追求更高的集成度与更小的器件体积.作为芯片制造工序的关键环节,刻蚀工... 详细信息

半导体芯片是信息时代的基石,诸如大数据、机器学习、人工智能等新兴技术领域的快速发展离不开源自芯片层面的算力支撑.在越来越高的算力需求驱动下,芯片工艺不断追求更高的集成度与更小的器件体积.作为芯片制造工序的关键环节,刻蚀工艺因此面临巨大的挑战.基于低温等离子体处理技术的干法刻蚀工艺是高精细电路图案刻蚀的首选方案,借助等离子体仿真模拟,人们已经能够在很大程度上缩小实验探索的范围,在海量的参数中找到最优工艺条件.电子碰撞截面是等离子体刻蚀模型的关键输入参数,深刻影响着模型预测结果的可靠性.本文主要介绍了低温等离子体建模的基本理论,重点强调电子碰撞截面数据在数值模拟中的重要作用.与此同时,本文概述了获取刻蚀气体截面数据的理论与实验方法.最后总结了刻蚀相关原子分子的电子碰撞截面研究现状,并展望了未来的研究前景.

关键词：电子碰撞截面干法刻蚀低温等离子体等离子体建模

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羟基功能化3,4-聚2-芳基-1,3-丁二烯的合成

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高分子学报 2024年第2期55卷 153-160页

作者：黄立贤桑丽鹏苏高攀郭翔李世辉中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室长春130022 中国科学技术大学应用化学与工程学院合肥230026 湖北航天化学技术研究所航天化学动力技术重点实验室襄阳441003

采用(C13H8CH_(2)CH_(2)(NCHCCHN)■)Lu(CH_(2)SiMe_(3))2(1)、Ph_(2)P(=NDip)(NDip)Lu■(THF)(Dip=■)、Ph_(2)P(=NDip)(■)Lu(CH_(2)SiMe_(3))2(THF)(3)和Ph_(2)P(=NDip)(■)Sc(CH_(2)SiMe_(3))2(THF)(4)4种稀土催化剂,催化2-对甲基苯基-1,3-丁二烯(2-MPBD)均聚合.通过核磁共振(NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)和示差扫描量热法(DSC)等对聚合物的微观结构和热性能进行了表征.催化剂1对2-MPBD聚合活性低,3,4-选择性低(65.2%);催化剂2几乎无催化活性;催化剂3和4表现出非常高的催化活性(2 min转化率达100%)和3,4-选择性(分别为98.1%和>99%).催化剂4对催化2-MPBD聚合具有活性聚合特征,产生的3,4-聚2-MPBD分子量随单体投入量呈线性增加,分子量分布介于1.12~1.25之间.对于苯基、间甲基苯基、4-戊基苯基、4-氟苯基和4-氯苯基取代的1,3-丁二烯单体,催化剂4也表现出较高的催化活性和3,4-选择性.3,4-聚芳基1,3-丁二烯侧链双键与硼烷、双氧水和氢氧化钠反应之后,转变为醇羟基功能化的3,4-聚芳基1,3-丁二烯.

关键词：稀土催化剂功能化聚烯烃 3,4-选择性共轭双烯反应性功能化法

含氟膦氧衍生物修饰的纯蓝光钙钛矿发光二极管

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应用化学 2024年第6期41卷 830-838页

作者：张润战宏梅赵晨阳程延祥秦川江中国科学院长春应用化学研究所高分子科学与技术重点实验室高分子物理与化学国家重点实验室长春130022 中国科学技术大学合肥230026

实现高效蓝色电致发光是钙钛矿发光二极管(PeLEDs)商业应用的关键挑战,特别是波长为465~475 nm的纯蓝光。蓝光PeLEDs的低效率主要源于混合卤素策略导致的高缺陷密度和降维策略导致的载流子注入困难。本文以氯/溴混合卤素准二维钙钛矿为... 详细信息

实现高效蓝色电致发光是钙钛矿发光二极管(PeLEDs)商业应用的关键挑战,特别是波长为465~475 nm的纯蓝光。蓝光PeLEDs的低效率主要源于混合卤素策略导致的高缺陷密度和降维策略导致的载流子注入困难。本文以氯/溴混合卤素准二维钙钛矿为研究对象,探究了小分子添加剂膦氧衍生物((五氟苯基)甲基)二苯基氧化膦(PFPO)在钙钛矿前驱体溶液中的作用机理及其对钙钛矿薄膜形貌、光学和器件性能的影响。实验结果显示,PFPO修饰后的钙钛矿薄膜光致发光强度和寿命均有增加,说明PFPO具有良好的缺陷钝化能力。紫外-可见光吸收光谱证实修饰后薄膜中小n相吸收强度明显降低,说明小n相得到了显著抑制,减少了非辐射复合路径,同时有利于激子能量转移。器件结果表明,PFPO处理后的PeLEDs器件最大外量子效率从1.83%提升到3.62%,发光峰位于466 nm,对应的CIE为(0.123,0.079),与标准蓝光CIE坐标(0.131,0.046)接近。

关键词：钙钛矿膦氧添加剂蓝光发光二极管