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ZnO/Spiro-MeOTAD异质结自驱动光电探测器的制备及性能（特邀）

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光子学报 2024年第7期 68-77页

作者：李朋凡黄雨欣俞学伟冯仕亮姜岩峰闫大为于平平江南大学先进技术研究院电子工程系

ZnO具有高稳定性、低成本、宽带隙等优点，被广泛用于光电探测器但响应速度较慢，采用Zn（TFSI）2和CNT∶TiO2作为混合掺杂剂来代替Li-TFSI，以提高Spiro-MeOTAD的稳定性及光电性能，采用旋涂法制备了ZnO/Spiro-MeOTAD异质结构筑光电探... 详细信息

ZnO具有高稳定性、低成本、宽带隙等优点，被广泛用于光电探测器但响应速度较慢，采用Zn（TFSI）2和CNT∶TiO2作为混合掺杂剂来代替Li-TFSI，以提高Spiro-MeOTAD的稳定性及光电性能，采用旋涂法制备了ZnO/Spiro-MeOTAD异质结构筑光电探测器。ZnO/Spiro-MeOTAD光电探测器在250～600 nm波长范围内，具有良好的自驱动特性。在0 V条件下，ZnO/Spiro-MeOTAD器件在368 nm的入射光照射下具有最高的光电性能，响应度为27.34 mA W-1，比探测率为3.62×1011Jones，开关比为2 029，上升/下降时间分别为0.71 s/0.55 s，相较于ZnO的光电性能(响应度为17.74 mA·W-1，比探测率为5.11×1010Jones，开关比为63.6，上升/下降时间为11.76 s/1.49 s)分别提升提高了1.5倍、7倍、32倍。ZnO/Spiro-MeOTAD器件在550 nm处仍具有明显响应，响应度和比探测率分别为2.48 mA·W-1和3.32×1010Jones，对比ZnO器件提高了248倍和940倍。不同放置时间（1个月）和预处理温度（0～140℃）下光电流的变化，验证了Spiro-MeOTAD加入构筑p-n异质结，不仅可以显著提升ZnO基光电探测器的响应度、开关比和响应速度，同时使得探测器具有良好的稳定性，可以应用于较高温度工作环境。

关键词：光电探测器异质结旋涂法 ZnO Spiro-MeOTAD 自驱动

甘油三酯催化转化为柴油、喷气燃料和润滑油基础油

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第3期58卷 15-24页

作者： Yaejun Baik Kyeongjin Lee Minkee Choi 韩国科学技术高级研究院化学与生物分子工程系韩国大田34141

将生物质转化为可持续燃料和化学品对于解决环境问题、减少碳排放、增强能源安全以及促进经济和社会发展至关重要.在众多生物质原料中,来自不同来源的甘油三酯,如植物油、动物脂肪和微藻油,因其低氧含量和脂肪酸单元中的高度石蜡骨架,... 详细信息

将生物质转化为可持续燃料和化学品对于解决环境问题、减少碳排放、增强能源安全以及促进经济和社会发展至关重要.在众多生物质原料中,来自不同来源的甘油三酯,如植物油、动物脂肪和微藻油,因其低氧含量和脂肪酸单元中的高度石蜡骨架,与石油衍生烃的结构相似,而特别适合生产可持续的烃燃料和化学品.这意味着通过相对简单的催化转化过程,就能有效地将甘油三酯转化为烃类产物.本文概述了甘油三酯通过加氢过程转化为无氧燃料(如柴油和喷气燃料)以及润滑油基础油等高附加值产品的过程.此外,还根据反应机理讨论了所需催化剂的重要结构性质,以及甘油三酯的不同脂肪酸组成对催化转化过程的影响.

关键词：甘油三酯脱氧柴油喷气燃料润滑油基础油加氢处理的植物油加氢处理的酯和脂肪酸可持续航空燃料

尿素预水解策略对微生物-活性氧化镁联合固化软黏土的影响

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应用基础与工程科学学报 2024年第5期32卷 1349-1359页

作者：雷光会王瑞王少丹王海猛刘宇佳唐朝生厦门路桥百城建设投资有限公司南京大学地球科学与工程学院南京大学(苏州)高新技术研究院中交第二航务工程局有限公司

我国基础设施建设导致产生大量工程弃土，为实现软黏土的固化与资源化利用，提出了基于尿素预水解策略的生物碳化活性氧化镁技术.通过开展一系列的无侧限抗压强度测试、酸洗测试、干密度和含水率测试，重点探究了固化方式、预水解时间... 详细信息

我国基础设施建设导致产生大量工程弃土，为实现软黏土的固化与资源化利用，提出了基于尿素预水解策略的生物碳化活性氧化镁技术.通过开展一系列的无侧限抗压强度测试、酸洗测试、干密度和含水率测试，重点探究了固化方式、预水解时间和尿素浓度对土体固化性能的影响.研究结果表明：(1)预水解策略可实现软黏土的高效固化，养护7d后生物碳化试样的强度相较于未预水解试样提升了1.5倍，甚至与养护28d水泥固化试样的强度相当；(2)预水解时间和尿素浓度的增加均可提高尿素水解量并产生更多碳酸根参与到活性氧化镁的生物碳化，但固化试样的强度整体呈现出先增后减的趋势，最优预水解时间和最优尿素浓度分别为12h和2mol/L;(3)适当增大碳酸根含量可促进更多胶结产物水合碳酸镁的形成，以提高固化试样的强度；但过高的碳酸根含量反而会影响水合碳酸镁的胶结性能，导致强度降低.

关键词：软黏土活性氧化镁生物碳化预水解微生物无侧限抗压强度

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复合型水性丙烯酸树脂乳液的制备和性能

高分子材料科学与工程 2024年第3期40卷 39-47页

作者：王利敏宋晓宇程森祥陈彤河南省科学院高新技术研究中心河南郑州450002 浙江省药品检查中心浙江杭州310020

采用低玻璃化转变温度、高分子量的丙烯酸树脂乳液与高玻璃化转变温度、低分子量的丙烯酸树脂分散体混合的方式,制备了无交联剂水性丙烯酸树脂复合乳液,用于彩印包装纸与塑料薄膜的热复合。以丙烯酸、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸羟乙酯... 详细信息

采用低玻璃化转变温度、高分子量的丙烯酸树脂乳液与高玻璃化转变温度、低分子量的丙烯酸树脂分散体混合的方式,制备了无交联剂水性丙烯酸树脂复合乳液,用于彩印包装纸与塑料薄膜的热复合。以丙烯酸、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸羟乙酯等为原料,采用种子乳液聚合法制备了相对分子质量(1.48~1.84)×10^(5)、玻璃化转变温度(T_(g))﹣20~﹣40℃的丙烯酸酯乳液。以丙烯酸、丙烯酸丁酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、马来酸单酯等为原料,采用本体聚合法制备了相对分子质量(1.34~1.65)×10^(4)、T_(g) 20~45℃、软化点80~105℃的固体树脂,进一步采用自乳化方法将固体树脂制备成树脂水分散体。考察了不同Tg的丙烯酸酯乳液与水分散体以不同比例混配后的乳液混合体的性能。研究结果表明,T_(g)为﹣27.6℃的丙烯酸酯乳液与Tg为28.2℃固体树脂的分散体以质量比8:2混合后,用于PET膜-黑色印刷纸的热复合,剥离强度达到5.6 N/25 mm,持粘性达270 h,可以充分满足覆膜材料的附着力和耐压纹等性能要求。

关键词：丙烯酸树脂乳液树脂水分散体热覆膜剥离强度持粘性

面向荒漠复杂地形的机器人在线全覆盖路径规划方法

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控制与决策 2024年第4期39卷 1095-1103页

作者：齐立哲华中伟苏昊王鑫瑞孙云权复旦大学工程与应用技术研究院上海200433

对于地形复杂、范围广阔的荒漠环境,当前的地图模型存在占用存储空间过大的问题;同时在复杂地形下,当前的全覆盖路径规划算法能量消耗大,无法适用于在线条件.对此,提出一种在线的全覆盖路径规划算法及相应的地图模型.首先,介绍一种变分... 详细信息

对于地形复杂、范围广阔的荒漠环境,当前的地图模型存在占用存储空间过大的问题;同时在复杂地形下,当前的全覆盖路径规划算法能量消耗大,无法适用于在线条件.对此,提出一种在线的全覆盖路径规划算法及相应的地图模型.首先,介绍一种变分辨率的三维栅格地图模型.其次,分析机器人在非平面环境下进行全覆盖任务的能量消耗问题,得出最节约能量的覆盖方式.在对平坦地形的覆盖中,基于优先级覆盖的思想,对传统的牛耕法覆盖做出改进,拓展为8个方向.然后,针对非平坦地形提出一种在线的面向地形的区域分解方法,在全覆盖过程中根据高度将特殊地形区域分解出来单独覆盖.在子区域内部,对特殊地形抽象得到斜面模型,引入地形变化函数,形成新的优先级遍历方法,并设计一种针对性的避障策略以进一步减少能量消耗.最后,对所提出的算法进行仿真验证以及机器人实验.仿真验证和实验结果表明,相比于其他算法,所提出算法能显著减少全覆盖过程中的重复率以及机器人总能量消耗.

关键词：路径规划全覆盖复杂地形区域分解机器人避障策略

基于硅酸铝纤维的柔性氧敏感元件的制备和性能

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无机材料学报 2024年第10期39卷 1084-1090,I0001页

作者：赵雅文屈发进汪岩屹王智文陈初升中国科学技术大学材料科学与工程系合肥230026 中国科学技术大学先进技术研究院合肥230026

柔性传感器可以适应各种复杂环境和曲面形状,在生物医学、环境监测和智能可穿戴设备等领域具有广泛的应用前景。本研究旨在研发高稳定性的荧光淬灭型柔性氧敏感元件。采用硅酸铝纤维作为载体,聚二甲基硅氧烷(Polydimethysiloxane,PDMS)... 详细信息

柔性传感器可以适应各种复杂环境和曲面形状,在生物医学、环境监测和智能可穿戴设备等领域具有广泛的应用前景。本研究旨在研发高稳定性的荧光淬灭型柔性氧敏感元件。采用硅酸铝纤维作为载体,聚二甲基硅氧烷(Polydimethysiloxane,PDMS)作为基质,四(五氟苯基)卟啉铂(Platinum(Ⅱ)-5,10,15,20-tetrakis-(2,3,4,5,6-pentafluorophenyl)-porphyrin,PtTFPP)荧光分子作为氧探针,制备了柔性氧敏感元件。该元件的水接触角高达152°,显示出超疏水性,这有助于提升其在潮湿气氛和水溶液中的稳定性。元件对气相氧和溶解氧均表现出荧光淬灭效应,荧光强度与氧含量之间的关系符合Stern-Volmer方程,其气相Stern-Volmer常数KSV为0.020 h·Pa^(-1),水相Stern-Volmer常数KSV为2.94 L·mmol^(-1)。该氧敏感元件具有出色的循环可恢复性和响应性能:从氮气切换至氧气的响应时间为0.9 s,从氧气切换至氮气为2.7 s。此外,PtTFPP-PDMS膜具有出色的稳定性,暴露于100℃水蒸气15 h、在pH 1~10的水溶液中浸泡和经历400次的弯曲循环后,其相对荧光强度和水接触角均无明显变化。以硅酸铝纤维为载体的PtTFPP-PDMS柔性元件具有优异的荧光氧敏感性和稳定性,有望用于苛刻条件下气相氧和溶解氧的测定。

关键词：硅酸铝纤维 PDMS PtTFPP 柔性氧敏感元件超疏水性

中间层材料Fe和Nb对高强钛-钢复合管界面及剪切强度的影响

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金属学报 2024年第1期60卷 117-128页

作者：程磊张旭航韩盈程志诚余伟北京科技大学工程技术研究院北京100083

开发高强钛-钢复合管对于装备轻量化的研究具有重要意义。本工作采用高温挤压工艺制备以高强CrMo钢和TC11钛合金为基材的钛-钢复合管,研究了中间层材料Fe和Nb对高强钛-钢复合界面反应产物和结合强度的影响,并从界面扩散和组织演变的角... 详细信息

开发高强钛-钢复合管对于装备轻量化的研究具有重要意义。本工作采用高温挤压工艺制备以高强CrMo钢和TC11钛合金为基材的钛-钢复合管,研究了中间层材料Fe和Nb对高强钛-钢复合界面反应产物和结合强度的影响,并从界面扩散和组织演变的角度分析其断裂机制。结果表明:Fe中间层挤压态样品能够保持较高的剪切强度(185 MPa),在热处理过程中,Fe中间层析出的M_(23)C_(6)及钛基材的再结晶过程,导致界面剪切强度显著下降(70 MPa);Nb中间层920和970℃挤压态样品分别沿钢-Nb界面和Nb-钛界面断裂,这分别与钢-Nb界面处膜状NbC层的破裂和Nb-钛界面处β-Ti层的不连续特征相关,热处理后扩散修复的NbC层可使920℃挤压样品剪切强度从挤压态的131 MPa提升至170 MPa,而970℃挤压样品界面处不连续的β-Ti层以及Ti_(0.86)Al_(0.11)Nb_(0.03)析出颗粒的回溶,使其界面强度反而下降。综合界面反应和组织转变特征,明确了含2种中间层高强钛-钢复合管的微观断裂机制。

关键词：钛-钢复合管高温挤压中间层剪切强度析出

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大推力液氧甲烷火箭发动机技术研究进展

航空学报 2024年第11期45卷 1-13,I0002页

作者：谭永华航天推进技术研究院西安710100

液氧甲烷具有来源丰富、冷却性能好、燃烧温度低、不易结焦和积炭等优势,在可重复使用发动机上具有广阔的应用前景,从而使得高性能大推力液氧甲烷火箭发动机成为未来深空探测等重大航天任务的热点研究方向。通过计算对比分析了以液氧甲... 详细信息

液氧甲烷具有来源丰富、冷却性能好、燃烧温度低、不易结焦和积炭等优势,在可重复使用发动机上具有广阔的应用前景,从而使得高性能大推力液氧甲烷火箭发动机成为未来深空探测等重大航天任务的热点研究方向。通过计算对比分析了以液氧甲烷、液氧煤油和液氧液氢为推进剂的3种发动机性能参数的优劣性,结果表明大推力液氧甲烷火箭发动机在可重复使用一级主动力发动机上具有优势。总结了国内外大推力液氧甲烷火箭发动机的研制历程,论述了大推力液氧甲烷火箭发动机研制所涉及到的六大关键技术和中国在各项技术上的研制进展,相应地提出了中国发展大推力液氧甲烷火箭发动机亟待解决的主要问题,展望了未来中国可重复使用大推力液氧甲烷火箭发动机实现工程应用的前景。

关键词：液氧甲烷火箭发动机大推力高性能可重复使用深空探测

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天然气管道掺氢输送相容性研究现状

材料导报 2024年第12期38卷 128-134页

作者：赵茜邢云颖王修云杨芝乐张雷北京科技大学新材料技术研究院北京100083 安科工程技术研究院(北京)有限公司北京102200

氢能作为一种零碳排的清洁能源,是推动中国能源转型的重要力量。其中,管道输送既可以充分解决弃电消纳难题,促进低碳经济发展,还是氢能源长距离运输的最为经济的输送方式。目前国内的掺氢管道工程经验相对较少,且多为低压低钢级管道,在... 详细信息

氢能作为一种零碳排的清洁能源,是推动中国能源转型的重要力量。其中,管道输送既可以充分解决弃电消纳难题,促进低碳经济发展,还是氢能源长距离运输的最为经济的输送方式。目前国内的掺氢管道工程经验相对较少,且多为低压低钢级管道,在掺氢输送管道管材的设计和评价方面还没有形成统一的认识。本文系统总结了国内外关于天然气管道掺氢输送的研究进展,阐述了掺氢输送的可行性和面临的主要挑战,重点梳理了标准中提到的管材拉伸性能、断裂韧性、疲劳性能等几项关键性能指标,并根据掺氢管道的性能测试结果,讨论分析了掺氢对天然气管道相容性的影响,为天然气管道掺氢的发展研究提供参考。

关键词：气相氢环境天然气管道管材氢压氢脆敏感性相容性研究