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基于三线态一三线态湮灭上转换发光的比率型pH纳米探针

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分析试验室 2024年第3期43卷 328-334页

作者：许宗意陈硕然王董煊李琳王筱梅叶常青绿色印刷纳米光子工程技术研究中心苏州科技大学材料科学与工程学院苏州215009 苏州市新能源材料与低碳技术重点实验室苏州215009

通过将pH荧光探针分子异硫氰酸荧光素(FITC)引入三线态―三线态湮灭上转换(TTA-UC)体系中,使TTA-UC的发射与FITC的吸收重叠,从而实现从TTA-UC到FITC的能量传递过程。TTA-UC由光敏剂四苯基四苯骈铂(PtTPBP)和湮灭剂9,10-双苯乙炔基蒽(BP... 详细信息

通过将pH荧光探针分子异硫氰酸荧光素(FITC)引入三线态―三线态湮灭上转换(TTA-UC)体系中,使TTA-UC的发射与FITC的吸收重叠,从而实现从TTA-UC到FITC的能量传递过程。TTA-UC由光敏剂四苯基四苯骈铂(PtTPBP)和湮灭剂9,10-双苯乙炔基蒽(BPEA)组成,可以实现“红转青”上转换发光。将上述有机染料负载于两亲性嵌段共聚物Pluronic P123形成的纳米胶束内,能够形成比率型上转换纳米探针,并应用于水溶液中的pH检测。光敏剂PtTPBP的磷光发射由于不受pH影响,可以作为构建比率探针的内参比信号。上转换发射强度与光敏剂磷光发射强度之间的比率信号(I_(507)/I_(770))在pH 5~8范围内呈良好线性。这种新型的比率型上转换pH纳米探针为制备基于TTA-UC的比率型检测传感体系提供了新的思路和视角。

关键词：上转换三线态-三线态湮灭比率型探针 pH检测纳米胶束

金属网格-透明导电氧化物复合型透明电极的瑞利分析和仿真

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物理学报 2024年第14期73卷 201-213页

作者：丁怡洋邹帅孙华苏晓东苏州大学物理科学与技术学院江苏省薄膜材料重点实验室苏州215006 江苏省先进负碳技术重点实验室苏州215123

以氧化铟锡(indium tin oxide,ITO)为代表的透明导电氧化物(transparent conducting oxide,TCO)在当前光电器件中的重要性日益增长.通过在TCO中引入金属网格构成复合电极,可以在保持良好透明性的前提下有效提升电学性能,同时降低对铟的... 详细信息

以氧化铟锡(indium tin oxide,ITO)为代表的透明导电氧化物(transparent conducting oxide,TCO)在当前光电器件中的重要性日益增长.通过在TCO中引入金属网格构成复合电极,可以在保持良好透明性的前提下有效提升电学性能,同时降低对铟的需求量,并为可穿戴设备所需的柔性电极提供可能方案.对此类电极的电学性能分析,如复合电极方阻随金属网格结构参数的变化,可为电极设计与制备提供基本的出发点,但相关理论尚十分缺乏.本文针对典型的方孔方格型金属网格-TCO复合电极,分别展开基于瑞利模型和基于有限元仿真的电学性能分析.结果表明,孔型近似导致的金属通道显著畸变是复合电极的电学计算中瑞利模型在中高开口率下失效的主要原因.据此,我们采用格型修正,通过提升瑞利模型中的原胞外边界对称性来改善金属通道的畸变.与电极仿真的对比表明,修正后瑞利模型的适用范围明显扩大,其结果可与实验数据很好地拟合,为此类复合透明电极的电学数据分析与结构设计提供了简洁高效的理论工具.

关键词：透明导电体金属网格电极复合介质有限元仿真

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材料的非简谐性描述符

物理学报 2024年第5期73卷 289-296页

作者：李环娅周柯尹万健苏州大学能源学院能源与材料创新研究院江苏省先进碳材料与可穿戴能源技术重点实验室苏州215006

非简谐效应是诸如软模相变、负热膨胀、多铁性和超低热导率等材料性质的根源.已有的关于量化材料非简谐性的方法没有给出清晰准确的非简谐性描述符,并且计算流程复杂,需要极其耗时的分子动力学模拟.故亟需提出一个可以快速计算的非简谐... 详细信息

非简谐效应是诸如软模相变、负热膨胀、多铁性和超低热导率等材料性质的根源.已有的关于量化材料非简谐性的方法没有给出清晰准确的非简谐性描述符,并且计算流程复杂,需要极其耗时的分子动力学模拟.故亟需提出一个可以快速计算的非简谐性描述符,用来理解、评估、设计和筛选具有强非简谐性的功能材料.本研究将晶格非谐性分解为单声子非谐性σ_((q,j))^(A),并提出温度依赖的晶格非谐性的定量描述符A_(ph)(T).该描述符既可以定量描述从Si,GaAs,CdTe,NaCl到CsPbI_(3)的晶格非谐性的变化趋势,又可以成功预测非简谐效应驱动的体积模量和晶格热导率性质的变化.本工作提出的非简谐性描述符能够快速量化材料非简谐性,并且可直观地展现材料非简谐效应的声子模态分布.本方法计算简单、高效且有效,可为基于非简谐性筛选与设计材料打下基础.

关键词：非简谐效应声子非简谐晶格热导率第一性原理计算

[WS_(3)Cu_(2)]簇基超分子框的组装、结构及其三阶非线性光学响应

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无机化学学报 2024年第1期40卷 71-78页

作者：余蕙敏王志康李洁宋瑛林杜明浩郎建平苏州大学材料与化学化工学部苏州市资源分子精准转化重点实验室苏州215123

将二(4-吡啶)硫烷(L_(1))、4,4'-二(4-吡啶)二苯甲酮(L_(2))分别与(Et_(4)N)(Tp*WS_(3))(A)(Tp*=三(3,5-二甲基吡唑)氢合硼酸根)和[Cu(Me CN)_(4)]PF_(6)进行反应,得到2个W/Cu/S簇基超分子化合物[Tp*WS_(3)Cu_(2)(L_(1))]_(2)(PF_(6))_(2)·2Me CN·2CHCl_(3)(1·2Me CN·2CHCl_(3))和[Tp*WS_(3)Cu_(2)(L_(2))(Me CN)]_(2)(PF_(6))_(2)·4Me CN (2·4Me CN)。对配合物1·2Me CN·2CHCl_(3)和2·4Me CN分别进行了单晶X射线衍射、核磁、质谱、红外、紫外可见和元素分析表征。单晶X射线衍射分析表明,它们是由2个L_(1)/L_(2)配体连接2个[Tp*WS_(3)Cu_(2)]~+簇核形成的阳离子型簇基超分子框。核磁氢谱和高分辨电喷雾离子化质谱(HRESI-MS)证明它们在溶液中具有一定的稳定性。并利用Z扫描技术测试了超分子化合物1·2Me CN·2CHCl_(3)和2·4MeCN溶液的三阶非线性光学特性,测试结果表明它们的三阶非线性光学响应强于前驱体A。

关键词： W/Cu/S簇超分子框三阶非线性光学性质

Au-TiO_(2)光电极界面声子热输运特性的分子动力学模拟

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物理学报 2024年第10期73卷 116-125页

作者：桑丽霞李志康北京工业大学传热强化与过程节能教育部重点实验室传热与能源利用北京市重点实验室北京100124

为了研究光电分解水体系中具有热等离激元效应的Au-TiO_(2)电极的界面热输运特性,本文采用非平衡分子动力学方法研究了温度、界面耦合强度以及添加石墨烯层对Au-TiO_(2)界面热导的影响,并通过声子态密度对界面热导的变化进行了分析.研... 详细信息

为了研究光电分解水体系中具有热等离激元效应的Au-TiO_(2)电极的界面热输运特性,本文采用非平衡分子动力学方法研究了温度、界面耦合强度以及添加石墨烯层对Au-TiO_(2)界面热导的影响,并通过声子态密度对界面热导的变化进行了分析.研究结果表明,当体系温度从300 K增加到800 K时,Au-TiO_(2)界面导热系数增加了78.55%,这与更多的低频声子参与界面热输运相关,更多的热量传递到TiO_(2)上可促进界面反应.随着Au与TiO_(2)界面耦合强度的增大,界面热导率可通过TiO_(2)和Au的声子态密度的重叠程度得到优化.添加单层石墨烯可提高Au-TiO_(2)结构的界面热导,其中0—30 THz的低频区声子对导热贡献最大,但添加2层和3层石墨烯,石墨烯层与层之间的相互作用力阻碍了界面传热,且在低频区的声子数量有所降低,不利于热量在Au和TiO_(2)之间进行传递.

关键词： Au-TiO_(2) 界面热导声子态密度分子动力学

外电场作用下纳米结构表面的固-液界面传热特性

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物理学报 2024年第15期73卷 154-161页

作者：齐凯朱星光王军夏国栋北京工业大学传热强化与过程节能教育部重点实验室暨传热与能源利用北京市重点实验室北京100124

在固体表面布置纳米结构是一种强化固-液界面传热的简单有效的方法.但是,当固-液界面相互作用较弱时,由于纳米结构并不能被液体浸润,纳米结构的存在反而会弱化固-液界面之间的传热,而外电场的施加则可以解决这一问题.本文基于分子动力... 详细信息

在固体表面布置纳米结构是一种强化固-液界面传热的简单有效的方法.但是,当固-液界面相互作用较弱时,由于纳米结构并不能被液体浸润,纳米结构的存在反而会弱化固-液界面之间的传热,而外电场的施加则可以解决这一问题.本文基于分子动力学模拟的方法,研究了纳米结构固-液界面在外电场作用下的传热特性.通过在2块平行金属板布置数量相同的正负电荷,产生垂直于板面的均匀电场,并在下层金属板上布置了不同尺寸的纳米结构.结果表明:在外电场作用下,纳米结构处会产生电润湿现象,固-液界面的润湿状态能够从Cassie态变为Wenzel态,界面处的Kapitza热阻长度明显减小,因而热流密度显著增大;当电荷量增至发生电冻结的临界值,液态水会产生电冻结现象,其热导率骤增至1.2 W/(m·K),热流密度也随之发生骤增;继续增加电场强度,由于电冻结现象的发生,固-液界面热阻则基本保持不变.

关键词：电润湿纳米结构外电场固-液界面热阻分子动力学

基于定子电流法的绕线转子无刷双馈发电机偏心故障研究

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中国电机工程学报 2024年第8期44卷 3260-3268,I0027页

作者：阚超豪张恒方裕超蒋涛程源新能源利用与节能重点实验室(合肥工业大学) 安徽省合肥市230009

绕线转子无刷双馈电机在船舶轴带发电以及风力发电等领域中具有良好的应用前景。转子偏心是一种常见的机械故障,威胁着现代化工业体系的稳定运转,因此实现其状态检测和故障诊断非常关键。由于无刷双馈电机具有特殊的定、转子绕组结构以... 详细信息

绕线转子无刷双馈电机在船舶轴带发电以及风力发电等领域中具有良好的应用前景。转子偏心是一种常见的机械故障,威胁着现代化工业体系的稳定运转,因此实现其状态检测和故障诊断非常关键。由于无刷双馈电机具有特殊的定、转子绕组结构以及复杂的气隙磁场,因此传统的故障检测方法无法直接用于该类电机。该文通过定子电流法提取了功率绕组电流的特征频率分量作为故障指标,实现对静偏心、动偏心以及混合偏心的无创诊断。建立故障电机的时步有限元模型,并通过详细的故障机理分析,得出不同类型的偏心故障可能导致的特征频率信号。最后,以一台2/4对极无刷双馈电机为例,并通过有限元仿真、样机试验验证解析法的结论,为绕线转子无刷双馈电机偏心故障的精准检测提供了理论依据。

关键词：无刷双馈发电机转子偏心时步有限元法频谱分析故障诊断

基于复合神经网络重构对象的永磁同步直线电机变参数型位移速度并行控制

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电工技术学报 2024年第8期39卷 2470-2484页

作者：鲍明堃周扬忠福州大学福建省新能源发电与电能变换重点实验室福州350116

针对永磁同步直线伺服电机(PMSLM)传统位移控制算法中控制器系数固定带来的控制精度不足等问题,提出一种基于复合神经网络重构对象的PMSLM变参数型位移速度并行控制策略。首先,利用动子位移、线速度的误差信息设计变参数并行控制器;其次... 详细信息

针对永磁同步直线伺服电机(PMSLM)传统位移控制算法中控制器系数固定带来的控制精度不足等问题,提出一种基于复合神经网络重构对象的PMSLM变参数型位移速度并行控制策略。首先,利用动子位移、线速度的误差信息设计变参数并行控制器;其次,建立含有控制对象多维信息的复合径向基神经网络观测动子位移,并得到控制对象的偏导信息;再次,基于闭环稳定条件,以周期检索的误差与控制目标的比较结果为基础,构建完整的位移速度并行控制器参数更新策略;最后,实验结果表明,该文所提控制策略能实现不同给定位移的高精度控制,且具有控制不同对象参数的泛用性。

关键词：永磁同步直线电机并行控制复合径向基神经网络变参数更新机制

冷却器热量回收在S-CO_(2)燃煤发电系统中的优化方案研究

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中国科学：技术科学 2024年第2期54卷 225-235页

作者：郭源东孙恩慧徐进良王兆福刘国华华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室保定071003 华北电力大学低品位能源多相流与传热北京市重点实验室北京102206

S-CO_(2)循环的冷却过程为变温放热,因此,通过空气回热实现冷却器的热量回收(CHR)是提高S-CO_(2)燃煤发电系统效率的有效方法.炉膛尾部烟道烟气余热吸收是冷却器热量回收应用于S-CO_(2)燃煤发电面临的关键难题.针对这一问题,本文首先围... 详细信息

S-CO_(2)循环的冷却过程为变温放热,因此,通过空气回热实现冷却器的热量回收(CHR)是提高S-CO_(2)燃煤发电系统效率的有效方法.炉膛尾部烟道烟气余热吸收是冷却器热量回收应用于S-CO_(2)燃煤发电面临的关键难题.针对这一问题,本文首先围绕具备再热与间冷的再压缩循环(RC+RH+IC)应用了双烟道冷却器热回收方案,使空气预热器内的空气能在更宽的温区吸收烟气热量,显著提高炉膛烟气余热吸收能力,解决了进行冷却器热回收时排烟温度升高的问题.当循环主汽参数为620℃/30 MPa时,相比单烟道冷却器热量回收方案,循环效率由51.95%(RC+RH+IC+CHR)提升至52.36%(RC+RH+IC+DCHR).为进一步优化冷却器热回收与烟气余热吸收的耦合关系,本文提出冷却器减流方案(CFR),并应用循环拆分法对新系统进行分析.结果表明,该方案提高了系统的回热程度,增加了循环中效率等效为1的子循环工质质量流量份额,最终使循环效率由51.95%(RC+RH+IC+CHR)提升至52.50%(RC+RH+IC+DCHR+CFR).

关键词： S-CO_(2)燃煤发电系统冷却器热量回收冷却器减流循环拆分法双烟气通道