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石墨烯基材料在电磁屏蔽领域的研究进展

新型炭材料（中英文） 2024年第2期39卷 223-239页

作者：杨赏娟曹赟贺艳兵吕伟清华大学深圳国际研究生院广东深圳518055

通信技术在为人类的生活带来便利的同时,其产生的电磁辐射对社会安全、人体健康产生的危害也受到了社会各界的广泛关注,宽屏蔽范围、高吸收效率和高稳定性的电磁屏蔽材料逐渐成为研究热点。石墨烯是一种导电性高、比表面积大且可调控性... 详细信息

通信技术在为人类的生活带来便利的同时,其产生的电磁辐射对社会安全、人体健康产生的危害也受到了社会各界的广泛关注,宽屏蔽范围、高吸收效率和高稳定性的电磁屏蔽材料逐渐成为研究热点。石墨烯是一种导电性高、比表面积大且可调控性高的轻质材料,可有效实现电磁衰减,保护精密电子设备和人体健康,在电磁屏蔽领域具有广阔的应用前景。本综述从电磁屏蔽的基本原理与石墨烯基材料的结构特性角度,阐述了石墨烯及其衍生物的电磁屏蔽特点,总结了结构调控以及表面异质化、复合化策略在电磁屏蔽领域的应用。结构调控有利于提高石墨烯基材料对电磁波的吸收损耗和多重反射损耗;表面异质化和复合化策略有利于提高石墨烯基材料的界面极化和磁特性,从而加强对电磁波的吸收损耗和磁损耗。总结了石墨烯基电磁屏蔽材料的改性方法,旨在为开发新一代绿色、轻薄、高屏蔽带宽的电磁屏蔽材料提供启发,指明石墨烯基电磁屏蔽材料的未来发展方向。

关键词：石墨烯电磁屏蔽结构调控异质掺杂复合材料

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宿主无损光照消毒技术综述

清华大学学报（自然科学版） 2024年第2期64卷 370-380页

作者：张婉清苏萍马建设巩马理清华大学深圳国际研究生院深圳518055 清华大学精密仪器系北京100084

细菌、病毒等病原体给人类社会造成巨大危害。化学药剂、热能和紫外线被广泛应用于灭活有害微生物,但这些方法也会对病原体的宿主产生无差别伤害。宿主无损光照消毒技术能够在不损伤宿主细胞的同时灭活病原体,因而受到越来越多的关注。... 详细信息

细菌、病毒等病原体给人类社会造成巨大危害。化学药剂、热能和紫外线被广泛应用于灭活有害微生物,但这些方法也会对病原体的宿主产生无差别伤害。宿主无损光照消毒技术能够在不损伤宿主细胞的同时灭活病原体,因而受到越来越多的关注。目前主流的宿主无损光照消毒技术包括207~222 nm远紫外线(far-ultraviolet C,far-UVC)、抗菌蓝光(antibacterial blue light)和低功率超短脉冲激光消毒。该文综述了这3种技术的基本原理、研究动态、适用场景和优缺点;对比了宿主无损光照消毒技术与传统紫外线消毒技术的技术特点;从理论模型建立和实际应用2方面提出了宿主无损光照消毒技术的研究展望。宿主无损光照消毒技术将有助于阻止大规模疫情中有害病原体的传播,可为食品保鲜和医疗产品消毒提供一种新方案,具有广阔的应用前景。

关键词：生物光学消毒技术远紫外线抗菌蓝光飞秒激光

计及碳排放流的光储充一体化电站及加氢站协同规划

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电力系统自动化 2024年第13期48卷 40-49页

作者：陈威王永恒沈欣炜杜云飞清华大学深圳国际研究生院海洋工程研究院广东省深圳市518055

随着“双碳”目标的深入推进,新能源汽车的发展成为解决交通-能源领域碳排放问题的重要途径。文中提出一种计及碳排放流的光储充一体化电站和汽车加氢站的联合规划方法。首先,采用蒙特卡洛方法对新能源汽车的时空特性进行随机抽样,考虑... 详细信息

随着“双碳”目标的深入推进,新能源汽车的发展成为解决交通-能源领域碳排放问题的重要途径。文中提出一种计及碳排放流的光储充一体化电站和汽车加氢站的联合规划方法。首先,采用蒙特卡洛方法对新能源汽车的时空特性进行随机抽样,考虑充能站位置、规模和能源供应等因素,以系统经济性最优为目标建立规划模型。然后,引入碳排放流理论,结合潮流计算及电力网络分析方法,将碳排放成本纳入目标函数。最后,以中国南方地区某城市片区主动配电网为例,对不同光伏出力、新能源汽车渗透率场景的规划结果进行分析,验证了所提方法的有效性。

关键词：配电网光储充一体化电站加氢站碳排放流协同规划

大电流密度过渡金属硫族化合物析氢催化剂界面工程展望（英文）

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第1期56卷 9-24页

作者：康馨余强敏张天昊胡书萁刘鹤鸣张致远刘碧录清华大学深圳国际研究生院清华-伯克利深圳学院&材料研究院深圳盖姆石墨烯中心

氢能是未来可持续社会中理想的能量载体,利用可再生能源电解水制取绿氢的技术受到研究人员的广泛关注.电解水制绿氢技术由实验室向工业应用跨越的前提是发展大电流密度下性能优异且稳定的电催化剂.析氢反应(HER)是一种非均相反应,涉及... 详细信息

氢能是未来可持续社会中理想的能量载体,利用可再生能源电解水制取绿氢的技术受到研究人员的广泛关注.电解水制绿氢技术由实验室向工业应用跨越的前提是发展大电流密度下性能优异且稳定的电催化剂.析氢反应(HER)是一种非均相反应,涉及催化剂-基底、催化剂-电解液、催化剂-气体三个界面.界面性质会影响电化学传质行为、电荷传输行为和催化剂的力学性质,从而影响大电流密度下制氢性能.因此,优化界面结构和性质是提升大电流密度下电解水催化剂性能并解决电解水技术工业应用挑战的关键.二维过渡金属硫族化合物(TMDCs)具有电子结构可调、活性位点丰富、合成方法多样等优势,自1976年首次应用于光电催化水分解反应、加氢脱硫反应以来,已有大量工作报道了TMDCs催化剂应用于HER.本文以TMDCs催化剂为例研究界面工程对大电流密度下HER的提升作用及机制.探讨了电化学反应中上述三个界面上发生的物理化学过程,系统分析了大电流密度下质量传输、电荷传输速率受限和力学强度不足三方面挑战,并总结了适用于大电流密度的催化剂性能描述符.分别归纳了针对以上三个界面的界面工程策略及相应作用,简要概括为:(1)催化剂-基底界面结合力增强、界面电阻降低、界面电子结构调控等策略;(2)催化剂-电解液界面形貌调控、表面化学、电解液环境调控等策略;(3)催化剂-气体界面疏气性调控、外场作用等策略.从反应机理研究、膜电极界面设计及电解槽界面性质调控三个角度对电解水反应界面工程未来的发展与应用提出了建议及展望.在反应机理方面,大电流条件下的界面性质如界面电阻、传质行为等仍需更深入的认识.在膜电极中,催化剂、离子交换膜、离子型聚合物、气体扩散层所形成的多元界面,尤其是催化剂-膜界面、催化剂-气体扩散层界面的结构仍需进一步优化以提升膜电极的活性及稳定性.在电解槽界面性质调控方面,催化剂-基底界面结合力等参数与催化剂寿命间的关系,电解过程中界面处的温度场及流场分布,适配于实际生产系统的电流密度等仍需深入研究.综上,本文从基本物理化学过程、策略及作用、挑战与展望等多个方面介绍了界面工程.本文有助于研究人员理解非均相电化学反应过程中界面的重要作用,提出催化剂、膜电极、电解槽界面设计新策略,并开发新型表征方法以深入对界面性质的认识,推动高效电解水技术的开发及应用.

关键词：界面工程电化学制氢反应大电流过渡金属硫族化合物膜电极

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中国图像工程:2023

中国图象图形学报 2024年第5期29卷 1307-1320页

作者：章毓晋清华大学电子工程系北京100084

本文是关于中国图像工程的年度文献综述系列之二十九。为了使国内广大从事图像工程研究和图像技术应用的科技人员能够较全面地了解国内图像工程研究和发展的现状,能够有针对性地查询有关文献,且向期刊编者和作者提供有用的参考,本文对2... 详细信息

本文是关于中国图像工程的年度文献综述系列之二十九。为了使国内广大从事图像工程研究和图像技术应用的科技人员能够较全面地了解国内图像工程研究和发展的现状,能够有针对性地查询有关文献,且向期刊编者和作者提供有用的参考,本文对2023年度发表的图像工程相关文献进行了统计和分析。具体从国内15种有关图像工程重要中文期刊在2023年发行的所有154期上发表的学术研究和技术应用文献(共2 989篇)中,选取出所有属于图像工程领域的文献(共865篇),并根据各文献的主要内容将其分别归入图像处理、图像分析、图像理解、技术应用和综述评论5个大类,然后进一步分入23个专业小类(与前18年相同),并在此基础上分别进行了各个期刊及各类文献的统计和分析。根据对2023年统计数据的分析可以看出:从研究角度看,图像分析方向当前得到了最多的关注,其中图像分割和基元检测、目标检测和识别以及人体生物特征提取和验证等都是研究的焦点;从应用角度看,遥感、雷达、声呐、测绘等领域最为活跃,而且新的图像技术开发和应用领域拓展很快。总的来说,中国图像工程在2023年的研究深度和广度还在继续提高和扩大,仍保持了快速发展的势头。综合29年的统计数据还为读者提供了更全面和更可信的各个研究方向发展趋势的信息。

关键词：图像工程图像处理图像分析图像理解技术应用文献综述文献统计文献分类文献计量学

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天地一体化网络关键技术研究综述

软件学报 2024年第1期35卷 266-287页

作者：蒋长林李清王羽赵丹赵达毅江勇徐明伟鹏城实验室广东深圳518055 清华大学深圳国际研究生院广东深圳518055 清华大学计算机科学与技术系北京100084

作为地面网络的补充和延伸,卫星网络有助于加速弥合区域间的数字鸿沟,扩展地面网络的覆盖和服务范围.然而卫星网络拓扑动态性高、传播时延大、星上计算能力和存储能力均受限,因此实现卫星网络与地面网络的有机融合,构建覆盖全球的天地... 详细信息

作为地面网络的补充和延伸,卫星网络有助于加速弥合区域间的数字鸿沟,扩展地面网络的覆盖和服务范围.然而卫星网络拓扑动态性高、传播时延大、星上计算能力和存储能力均受限,因此实现卫星网络与地面网络的有机融合,构建覆盖全球的天地一体化网络面临路由扩展性、传输稳定性等技术挑战.针对天地一体化网络的研究挑战,从网络架构、路由、传输和基于组播的内容分发等方面介绍了国内外的研究现状,并展望了天地一体化网络的发展趋势.

关键词：天地一体化网络路由传输软件定义网络网络功能虚拟化

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超磁致伸缩旋转超声加工系统研究进展

电加工与模具 2024年第4期 1-9,39页

作者：张宇兰天张翔宇冯峰张建富冯平法王健健清华大学深圳国际研究生院广东深圳518055 清华大学机械工程系北京100084

旋转超声加工是集传统旋转机加工方式和超声振动于一体的新型特种加工方法,在加工硬脆材料时具有切削力小、切削效率高、工件表面质量高、刀具寿命增长等优势。超磁致伸缩旋转超声加工系统具有相同功率条件下伸缩系数大、能量密度高等优... 详细信息

旋转超声加工是集传统旋转机加工方式和超声振动于一体的新型特种加工方法,在加工硬脆材料时具有切削力小、切削效率高、工件表面质量高、刀具寿命增长等优势。超磁致伸缩旋转超声加工系统具有相同功率条件下伸缩系数大、能量密度高等优点,在大功率、大振幅研究方面的前景广阔,是目前广受关注的一种新型旋转超声系统。因此,总结了超磁致伸缩旋转超声加工系统的核心功能部件和关键设计技术,综述了当下的超磁致伸缩旋转超声加工系统振幅控制研究现状,并展望其未来发展趋势。

关键词：旋转超声加工超磁致伸缩材料电学补偿频率跟踪技术振幅稳定性

基于基模图的码率兼容广义稀疏随机码及空天通信应用

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电子学报 2024年第4期52卷 1132-1143页

作者：章磊陈钊殷柳国清华大学电子工程系北京100084 清华大学北京信息科学与技术国家研究中心北京100084

空天通信信道时变性强且包含复杂干扰,而经典信道编码以高斯信道为假设设计,其直接应用将带来通信资源效率低、灵活性差、传输可靠性难以保障等问题.本文针对这一问题提出了一种基于基模图的广义稀疏随机编码构造及实现方法,通过在基于... 详细信息

空天通信信道时变性强且包含复杂干扰,而经典信道编码以高斯信道为假设设计,其直接应用将带来通信资源效率低、灵活性差、传输可靠性难以保障等问题.本文针对这一问题提出了一种基于基模图的广义稀疏随机编码构造及实现方法,通过在基于基模图随机编码架构上引入高维代数约束,提升了在极低码率下的编码纠错性能;进一步通过动态调整高维约束阶次和维数实现码率兼容,支持对信道非高斯特征以及传输业务需求的适配.测试结果表明,该编码可实现码率范围1/40~1可变、信息位长度104~20000 bit可变、速率25 Kbps~10 Gbps可变的编译码,可在SNR=-37.1 dB(对应E_(b)/N_(0)=-0.79 dB)的低信噪比下实现误帧率优于1.0×10^(‒4)的高可靠通信.

关键词：空天通信广义稀疏随机码非高斯信道编码构造码率兼容

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海洋藻类活性代谢产物的药用潜力

应用与环境生物学报 2024年

作者：李秋萌曹程蔡中华周进清华大学深圳国际研究生院海洋工程研究院

新型化学合成类药物被广泛应用于疾病的防控与治疗，但这些药物往往存在安全性和窄谱性的局限。所幸的是，海洋中存在多样化的生物和天然产物资源。在众多海洋活性产物中，藻类是最具代表性的一类，它们是活跃的光合生物，代谢产物丰富... 详细信息

新型化学合成类药物被广泛应用于疾病的防控与治疗，但这些药物往往存在安全性和窄谱性的局限。所幸的是，海洋中存在多样化的生物和天然产物资源。在众多海洋活性产物中，藻类是最具代表性的一类，它们是活跃的光合生物，代谢产物丰富。因其具有的生物多样性、产物结构多样性以及活性产物功能多样性，成为了近年来的研究热点。以近20年的文献为基础，首先，归纳了藻类天然产物的信息及代表性产物（多糖）的提取方法（热水提取、酸碱提取、酶学方法、微波法等）。其次，总结了现有的主流活性化合物特征，包括多糖、蛋白、脂类、小分子化合物等，并关注了它在抗炎、抗氧化以及抗病毒中的作用与机制。随后，发现在各种大型藻类和微型藻类中，例如红球藻（Haematococcus Pluvialis）、小球藻（Chlorella sp.）、浒苔（Ulva sp.）、螺旋藻（Spirulina sp.）等，均具有产活性化合物的能力，如虾青素、岩藻黄素、硫多糖、鼠李糖、木糖、岩藻糖等，它们具有抗病毒、抗真菌、抗细菌和抗癌活性。最后，结合现状提出了在未来藻类提取物药用价值研究中应关注的重点：一方面是开发更多提取方式及基团修饰技术，以提升藻类天然产物的功效；另一方面需要加强临床数据来确定藻类多糖和其它代谢物在病毒、细菌和真菌抑制和治疗中的实际有效性。

关键词：藻类天然产物多糖抗病原菌医用价值